地面情报雷达抗有源干扰能力的定量描述

胡 进，李建勋，刘 笑

(1. 空军驻沪宁地区军事代表室， 南京 210039； 2. 空军装备研究院 雷达所， 北京 100085)



·总体工程·

地面情报雷达抗有源干扰能力的定量描述

胡 进1，李建勋2，刘 笑2

(1. 空军驻沪宁地区军事代表室， 南京 210039； 2. 空军装备研究院 雷达所， 北京 100085)

在概述地面情报雷达面临的典型有源电子干扰场景和干扰样式的基础上提出了通用化、系统化定量描述雷达总体抗干扰能力的思路。基于主瓣干扰、副瓣干扰和组合干扰三种场景构建了不针对具体干扰样式和抗干扰措施并用于系统定量描述雷达总体抗干扰能力的若干战术、技术指标，给出了相关定义、边界条件与适用范围，并进一步提炼构建了不针对具体干扰场景的雷达总体抗干扰能力通用化定量描述措施。

情报雷达；抗有源干扰；定量描述

0 引 言

抗有源电子干扰是地面情报雷达重要功能之一。本文研究提出了系统地定量描述地面情报雷达总体抗有源干扰能力的思路，及雷达总体抗干扰能力通用化定量描述指标，并给出了指标定义、边界条件与适用范围。

1 典型有源电子干扰场景

地面情报雷达面临的典型有源电子干扰场景按干扰源承载平台可分为作战飞机机载干扰、弹道导弹弹载干扰、空天飞机机载干扰及可能出现的卫星星载干扰等；按作战方式，飞机机载干扰典型场景包括远距离支援干扰、随队干扰、自卫干扰及组合场景干扰等，弹载干扰主要为突防伴飞干扰，空天飞机机载干扰可能为机载自卫干扰和突防伴飞干扰，卫星星载干扰可能为星载远距离支援干扰和自卫干扰。按雷达探测视角可分为天线主瓣干扰、天线副瓣干扰及组合场景干扰。远距离支援干扰为副瓣干扰，自卫干扰为主瓣干扰；而机载随队、弹载与空天飞机伴飞干扰则主要为主瓣干扰，一定条件下转化为副瓣干扰，例如伴飞一段时间后，由于速度差异，弹头与干扰机距离拉开[1]。

2 典型有源电子干扰样式

地面情报雷达面临的典型有源电子干扰样式类别包括压制性干扰、欺骗性干扰和组合样式干扰三大类。其中，压制性干扰包括瞄准式、阻塞式和扫频式干扰等样式；欺骗性干扰包括密集假目标干扰和虚假航迹干扰等样式；密集假目标干扰又包括直接转发式和切片转发式、静止密集假目标和运动密集假目标等样式；虚假航迹干扰包括主瓣虚假航迹欺骗和副瓣虚假航迹欺骗两类，组合样式干扰指压制干扰与欺骗干扰的任意组合。

3 雷达抗有源电子干扰的主要手段和措施

雷达抗干扰的本质是能量对抗，任何抗有源干扰手段和措施都旨在降低进入雷达接收机的干扰功率，提高信号干扰功率比和目标航迹的连续性[2]。先进的雷达技术体制是最有效的抗干扰手段，窄波束、低副瓣、大功率口径积、超宽带、数字波束形成、点迹融合等技术体制的应用将极大提升地面情报雷达抗有源电子干扰能力。此外，各种先进的专项抗干扰措施的应用，如自适应零点、副瓣匿影、盲源估计、点迹过滤等，包括单项使用、组合使用和自适应使用，将进一步提升雷达的抗干扰能力。

4 抗有源电子干扰能力定量描述思路

雷达单项抗干扰措施或措施组合都是针对某具体干扰场景、干扰样式(或场景、样式组合)而设计的，随着对抗双方技术的发展，雷达抗干扰措施将越来越多，如针对每项具体抗干扰措施均构建定量描述指标，将使指标体系极为复杂，不仅难以涵盖各种抗干扰措施，也不能完整描述雷达系统的总体抗干扰能力，同时也给试验评估带来极大工作量。从使用角度看，更关心雷达总体抗干扰能力，同时也给试验评估带来极大工作量。从融解和角度看，更关心雷达总体抗干扰能力通用化系统化的定量描述。所谓通用化是指给出的定量描述可以适用于所有抗干扰措施，所谓系统化是指能够全面描述雷达系统的总体抗干扰能力。不妨先按主瓣、副瓣、组合三种场景构建不针对具体干扰样式和抗干扰措施用于系统定量描述雷达总体抗干扰能力的若干战术、技术指标，给出相关定义、边界条件与适用范围，在此基础上通过对这些指标的适用性分析再提炼构建出不针对具体干扰场景的雷达总体抗干扰措施的定量描述，无论是战术技术指标还是系统分系统指标均可由产品规范具体规定。按此思路将能较好地解决上述问题。

5 按干扰场景构建系统化定量描述指标

5.1 干扰源侦察分析能力描述指标

干扰源侦察分析能力是实现雷达抗干扰能力的基础和前提，描述该能力的指标属雷达系统级指标，也是其他系统级抗干扰指标的共用指标。从使用角度看，干扰源侦察分析能力应包括干扰源定向能力和干扰源识别能力两个方面。前者指能精确测定干扰所在方位、仰角，后者指能自动识别干扰场景、干扰样式。

5.1.1 干扰源定向能力指标、定义及边界条件

1)干扰源指向线最大数量(战术指标)

能在雷达显示器上显示的干扰源所在方位、仰角位置指向线的最大数量，即雷达能够定向并给出指向的干扰源最大数量。每个干扰源指向线包括中心位置指向线和给定干扰强度的方位、仰角扇区指向线。干扰强度以干噪比表征，例如干噪比在5 dB～10 dB之间为1级，在11 dB～20 dB之间为2级，在21 dB～30 dB之间为3级，31 dB以上为4级。

2)干扰源指向成功率(战术指标)

给定干噪比或干扰强度时，雷达能够正确给出干扰源指向线的成功率，以百分数表示。

3)干扰源指向精度(战术指标)

给定干噪比或干扰强度时，雷达给出的干扰源中心位置指向线的精度，含方位精度和仰角精度。

4)干扰源指向分辨率(战术指标)

满足规定分辨概率时，雷达能够分辨出两个干扰源间的最小角度，含方位分辨率和仰角分辨率。

5)干扰源指向虚警率(战术指标)

无干扰或干扰强度达不到1级时，雷达给出干扰源指向线的概率。以百分数表示。

5.1.2 干扰源识别能力指标、定义及边界条件

1)干扰源承载平台识别成功率(战术指标)

雷达能够识别出干扰源承载平台的成功率，即识别出机载、弹载、星载等平台的成功率，以百分数表示。

2)干扰样式分类识别成功率(战术指标)

雷达能够识别出干扰源干扰样式类别的成功率，即识别出压制干扰、欺骗干扰还是组合干扰的成功率。以百分数表示。

3)干扰样式识别成功率(战术指标)

雷达能够识别出干扰源具体干扰样式的成功率，即能识别出瞄准式、阻塞式、扫频式压制干扰以及干扰谱，直接转发式密集假目标欺骗、切片转发式密集假目标欺骗，静止密集假目标欺骗、运动密集假目标欺骗，主瓣虚假航迹欺骗、副瓣虚假航迹欺骗等干扰样式的成功率，以百分数表示。

5.2 抗副瓣干扰能力描述指标、定义及边界条件

分有、无配试目标或模拟目标两种情况考虑构建雷达抗副瓣干扰能力描述指标。

5.2.1 有配试目标或采用模拟目标时抗副瓣干扰能力指标

1)副瓣自卫距离(战术指标)Rfz

规定的副瓣干扰场景、干扰样式、干扰功率谱及带宽下，且不采取抗干扰措施时，满足规定发现概率和虚警概率时雷达对已知RCS配试目标或精确标定RCS模拟目标的探测距离并折合为雷达战术指标规定的RCS目标的探测距离。该项指标体现了由技术体制和功率口径积决定的雷达固有抗副瓣干扰能力。试验验证该指标时干扰能量一般应从雷达天线最大副瓣(一般为第一副瓣)处进入雷达，则试验结果为雷达天线副瓣区的最小自卫距离[1]。

2)副瓣自卫距离得益(战术指标)Gfz

采取抗干扰措施后雷达副瓣自卫距离增加值相对无干扰时雷达作用距离的百分比，即采取抗干扰措施后挽回的雷达作用距离百分比。若无干扰时雷达对目标的作用距离为R0，采取抗干扰措施后雷达副瓣自卫距离为Gfz=(Rfz1-Rfz)/R0×100%。

副瓣自卫距离及副瓣自卫距离得益应通过多次试验统计得出满足规定置信度和置信区间的指标值。

3)目标航迹连续性得益(战术指标)Gh

配试目标或模拟目标在雷达采取抗副瓣干扰措施后比采取抗干扰措施前全程航迹点增加数相对于无干扰时总航迹点数的百分比。若无干扰时目标全程航迹点数为N0，有干扰不采取抗干扰措施时为N1,采取抗干扰措施后为N2，则Gh=(N2-N1)/N0×100%。

其物理意义是采取反干扰措施后，由于干扰能量被抑制，挽回的目标航迹点数相对无干扰时总航迹点数的百分比。统计目标航迹点时应剔除外推航迹点。

4)全程信干比得益(技术指标)Gxgb

配试目标或模拟目标在雷达采取抗干扰措施后比采取抗干扰措施前全程信干比增加的分贝数平均值。应分距离段、同距离段数值比对统计、单次试验全程取平均，再多次试验结果取均值得出最终结果。

5)探测距离得益曲线(战术指标)

采取抗干扰措施后与采取措施前雷达在全方位内或重点方位扇区内探测距离净得益比值曲线或相对无干扰时挽回的探测距离比值曲线。其测试步骤为：

(1)有干扰不采取抗干扰措施时，以雷达方位波束宽度为方位单元，实测全方位范围各个方位单元内的干扰电平(全程取平均)；

(2)实测配试目标或模拟目标全程信号电平(按规定的距离段和距离间隔统计平均，被干扰淹没的距离段可以不测)，以目标所在方位单元干扰电平计算各距离段的信干比，找出满足规定发现概率的信干比所在的距离段，则该距离段中心距离即为有干扰不采取反干扰措施时雷达在目标所在方位单元对目标的探测距离；

(3)根据其他方位单元的干扰电平和目标在各距离段上的电平计算出满足目标发现概率的距离段，该距离段中心则为雷达在该方位单元对目标的探测距离；

(5)无干扰时和有干扰采取抗干扰措施后，重复以上1-4步骤，分别作出无干扰时和采取抗干扰措施后雷达全方位探测距离曲线S0和S2；

(6)将S0、S1和S2在同一坐标下绘制，形成雷达全方位探测距离曲线图；

(7)以(S2-S1)/ S1×100%和(S2-S1)/S0×100% 画出两条全方位曲线，前者为采取抗干扰措施后比采取措施前探测距离的净得益比值曲线，后者为采取抗干扰措施后相对无干扰时挽回的探测距离比值曲线。

5.2.2 无配试目标或模拟目标时抗副瓣干扰能力指标

1)指标及定义

(1) 虚假点迹抑制比(技术指标)y。重点方位扇区内或全方位范围内抗干扰措施对虚假点迹的抑制能力。若采取抗干扰措施前雷达总点迹数为n1,采取措施后为n2，则虚假点迹抑制比y=(n1-n2)/n1。

(2) 航迹连续性得益(战术指标)g。重点方位扇区内或全方位范围内抗干扰措施对航迹连续性的贡献率。若无干扰时雷达总航迹数为T0，有干扰无抗干扰措施时雷达总航迹数为T1,采取措施后为T2，则航迹连续性得益g=(T2-T1)/T0，即采取抗干扰措施后挽回的航迹数占无干扰时总航迹数的百分比。

近日，《中文核心期刊要目总览》2017年版编委会郑重通知本刊编辑部：依据文献计量学的原理和方法，经研究人员对相关文献的检索、统计和分析，以及学科专家评审，《生物学教学》入编《中文核心期刊要目总览》2017年版(即第8版)之“中等教育(生物)”类的核心期刊。

(3) 副瓣虚假航迹抑制比 (战术指标)Dff。仅用于描述雷达抗从副瓣进入的虚假航迹干扰的能力。若无干扰时目标航迹数为T0，有干扰时未采取抗干扰措施时虚假航迹数为F1(此时目标航迹数仍为T0)，雷达采取抗干扰措施后虚假航迹数降至F2，目标航迹数为T2(目标航迹因采取抗干扰措施可能有损失，T2≤T0，)，则Dff=(F1-F2)T2/F1T0)。该指标既体现了雷达抗干扰措施对虚假航迹的抑制能力，也体现了该措施对真实目标航迹造成的损失，虚假目标全部剔除、真实目标没有损失的理想情况Dff=1。

2)使用边界条件分析

(1) 虚假点迹抑制比、航迹连续性得益用于干扰源附近一定方位扇区直至全方位范围内抗干扰措施效果度量。例如，某雷达副瓣对消措施抗干扰效果可以表述为：干扰源附近±10°方位扇区内虚假点迹抑制比70%，航迹连续性得益为50%。从使用角度看，更关心主要作战方向(重点扇区)内抗干扰效果，因此平时进行试验验证时应选择民航机较密集的扇区架设模拟干扰源，并取适当扇区，如±10°、±20°进行试验。

(2) 在噪声压制干扰时考核虚假点迹抑制比指标应禁用快门限恒虚警，以免出现n2>n1的不合理情况。

(3) 应按稳定后的点迹、航迹数统计。即雷达正常开机后、施放干扰后及采取抗干扰措施后雷达应稳定工作6个以上扫描周期后再统计。其依据是(以释放压制干扰后为例)，第1个扫描周期雷达受到干扰，第2个周期快门限恒虚警起作用或已有目标航迹错跟干扰点，被压制的目标航迹或错批航迹第3个周期至5个周期外推3点后方消失，第6个周期起剩下的航迹方为没有被压制的真实目标航迹和过门限的点迹。另外为提高置信度缩小置信区间，应进行多次统计取平均。

(4) 应取航迹点数不小于5点的有效航迹数进行统计。其依据是航迹3点起批，目标丢失后外推3点消失，故起批的航迹最少为4个航迹点，第1个为有效航迹点，后3点为外推航迹点，雷达实际发现了3点， 2点为起批前的点迹，从使用角度看4个航迹点的航迹外推无法判断目标走向，已无价值。

(5) 航迹连续性得益和虚假航迹抑制比应采用一次雷达与二次雷达(或ADS-B)的配对航迹数进行试验统计，以保证数据真实合理。当干扰样式为运动型密集假目标时，雷达可能对假目标大量起批，使得T1>T2>T0，此时上述航迹连续性得益定义已无意义。同时，对静止密集假目标，雷达也可能跟踪到干扰点上形成假航迹，出现T1>T2的情况,造成航迹连续性得益为负的不合理情况。如果T0、T1、T2, 均按一、二次雷达配对航迹统计则可避免出现此类问题，因为二次雷达是不可能对假目标起批的。

(6) 虚假点迹抑制比、航迹连续性得益、副瓣虚假航迹抑制比三个指标在有配试目标或模拟目标时也可以使用，此时将目标的点迹航迹一并纳入统计。

5.3 抗主瓣干扰能力描述指标、定义及边界条件

1)主瓣自卫距离(战术指标)Rzz

规定主瓣干扰场景、干扰样式、干扰功率谱及带宽下，且不采取抗干扰措施时，满足规定发现概率和虚警概率时雷达对已知RCS配试目标或精确标定RCS模拟目标的探测距离并折合为雷达战术指标规定的RCS目标的探测距离。该项指标描述的是由技术体制和功率口径积决定的雷达固有抗主瓣干扰能力[1]。

2)主瓣自卫距离得益(战术指标)Gzz

采取抗干扰措施后雷达主瓣自卫距离增加值相对无干扰时雷达作用距离的百分比，即采取抗干扰措施后挽回的雷达作用距离百分比。若无干扰时雷达对目标的作用距离为R0，采取抗干扰措施后雷达主瓣自卫距离为Rzz1，则Czz=(Rzz1-Rzz)/R0×100%。

主瓣自卫距离及主瓣自卫距离得益应通过多次试验统计得出满足规定置信度和置信区间的指标值。

3)目标航迹连续性得益(战术指标)Gh

配试目标或模拟目标在雷达采取抗主瓣干扰措施后比采取抗干扰措施前全程航迹点增加数相对于无干扰时总航迹点数的百分比。该项指标主、副瓣干扰场景计算方法相同，可以通用。

4)全程信干比得益(技术指标)Gxgb

配试目标或模拟目标在雷达采取抗主瓣干扰措施后比采取抗干扰措施前全程信干比增加的分贝数平均值。该项指标主、副瓣干扰场景可以通用。

5)虚假点迹抑制比(技术指标)y

主瓣所在方位扇区内或全方位范围内抗主瓣干扰措施对虚假点迹的抑制能力。该项指标主、副瓣干扰场景计算方法相同，可以通用。

6)主瓣虚假航迹抑制比Dzf(战术指标)

仅用于描述雷达抗从主瓣进入的虚假航迹干扰的能力。Dzf=(F1-F2)T2/F1T0，式内各参数的含义同Dff指标，既体现了雷达抗干扰措施对主瓣虚假航迹的抑制能力，也体现了该措施对真实目标航迹造成的损失。虚假目标全部剔除、真实目标没有损失的理想情况 =1。

5.4 抗组合场景干扰能力描述指标、定义及边界条件

组合场景干扰指雷达主瓣、副瓣同时受到干扰的场景。例如，机载干扰中，自卫干扰加远距离支援干扰，密集编队随队干扰加远距离支援干扰均属于组合场景干扰。组合场景干扰可以认为是在主瓣干扰的基础上叠加了副瓣干扰，相当于增加了主瓣干扰强度或样式。故抗组合场景干扰能力描述指标可以直接借用抗主瓣干扰能力描述指标，而采取的抗干扰措施可以是抗主瓣干扰措施、抗副瓣干扰措施或多种措施的组合。

(1)自卫距离(战术指标)Rz。

(2)自卫距离得益(战术指标)Gz。

(3)目标航迹连续性得益(战术指标)Gh。

(4)全程信干比得益(技术指标)Gxgb。

(5)虚假点迹抑制比(技术指标)y。

(6)虚假航迹抑制比Df。这里的虚假航迹可以是主瓣进入或副瓣进入，也可主、副瓣同时进入。

5.5 自适应抗干扰能力描述指标、定义及边界条件

自适应抗干扰能力是指雷达能够针对不同干扰场景、干扰样式不规定时间自动正确选择并采取最佳抗干扰措施或措施组合的能力。其描述指标应至少包括以下两点。

1)最佳抗干扰措施选择成功率r(战术指标)

针对某特定干扰场景、干扰样式，在规定的时间内雷达自动正确选择最佳抗干扰措施或措施组合工作的成功比率，以百分数表示。若试验总次数为r0，能正确选择最佳抗干扰措施工作的次数为r1，则r=r1/r0×100%。所谓最佳抗干扰措施是指能使抗干扰效果最佳的措施或措施组合；所谓规定的时间是指从雷达受到干扰到自动正确选择出最佳抗干扰措施或措施组合不能超过的最长时间，最佳抗干扰措施选择时间一般不应大于3～5个雷达数据更新周期。

2)有效抗干扰扇区定位成功率h(战术指标)

针对某一特定抗干扰措施，雷达在规定的时间内正确定位其有效扇区并工作的成功比率，以百分数表示。若试验总次数为h0，能正确定位有效抗干扰扇区的次数为h1，则r=h1/h0×100%。对情报雷达而言，某种抗干扰措施可能在一些方位扇区内有效，另一些扇区没有效果甚至效果为负，雷达应能自动选择有效果的扇区工作，而其他扇区则不采用抗干扰措施。例如副瓣对消只在干噪比大于20 dB的受干扰扇区内效果较好。有效抗干扰扇区通常是以干扰源为中心或干噪比较大的方位为中心的一个方位扇区。所谓规定的时间一般是指最佳抗干扰措施实施后1～2个雷达数据更新周期。

6 描述指标的适用性分析

上述雷达抗有源干扰能力的描述指标，是以主瓣干扰、副瓣干扰和组合场景干扰三种场景为前提的系统化的雷达总体抗干扰战术技术指标，表1分析了这些指标对描述现有抗干扰措施性能或对现有干扰样式的适用性。

表1 指标适应性分析表

从表1可以看出，指标体系中的绝大部分指标可以适用于所有干扰样式和所有抗干扰措施。例如，除压制性干扰外，抗主、副瓣干扰能力指标中的自卫距离、自卫距离得益和目标航迹连续性得益三项指标同样适用于抗密集假目标欺骗干扰措施，因为密集假目标会造成雷达虚警率的上升，为保证规定的虚警率，雷达检测门限必须抬高，导致目标发现概率降低、作用距离的下降、航迹点丢失，或造成雷达误跟假目标致使目标航迹中断。再如，虚假点迹抑制比、航迹连续性得益两个指标既适用于抗密集假目标干扰措施，也适用于抗压制性干扰措施，因为压制性干扰同样造成虚假点迹大量增加、真航迹被压制。故上述指标中的大多数可以在不用关心具体采用何种抗干扰措施的条件下描述雷达总体抗干扰能力。

7 通用化定量描述指标

在表1所列的6类指标中，第1、2、6类指标与干扰场景、干扰样式无关，可以直接作为雷达总体抗干扰能力通用指标使用。而自卫距离、自卫距离得益、目标航迹连续性得益3项战术指标和虚假点迹抑制比1项技术指标是第3、4、5类指标中的通用指标，也可直接作为雷达总体抗干扰能力通用指标使用，无需考虑干扰场景、干扰样式和具体抗干扰措施。只有虚假航迹抑制比是专门针对抗虚假航迹干扰能力的指标，可以用作雷达总体抗虚假航迹干扰能力的通用指标使用。表2归纳出了地面情报雷达总体抗干扰能力指标体系。

表2 通用化描述指标一览表

8 结束语

本文构建的指标可以在不用关心具体干扰场景、干扰样式和采用何种抗干扰措施的条件下描述雷达总体抗干扰能力，可作为雷达设计用指标体系，也可作为相关标准的指标体系；单项抗干扰措施能力描述指标可以引用该指标体系中指标，也可以单独提出。

[1] Skolnik M I. 雷达手册[M]. 南京电子技术研究所, 译. 北京：电子工业出版社，2003. Skolnik M I. Radar handbook[M]. Nanjing Research Institute of Electronics Technology, transtate. Beijing: Publishing House of Electronic Industry, 2003.

[2] 张光义. 相控阵雷达系统[M]. 北京：国防工业出版社，1994. Zhang Guangyi. Phased array radar system[M]. Beijing: National Defense Industry Press, 1994.

胡 进 男，1962年生，高级工程师。研究方向为雷达总体技术。曾获国家科技进步一、二等奖各1项，军队科技进步一、二等奖各2项。

李建勋 男，1979年生，博士后。研究方向为雷达总体技术。发表论文20余篇，曾获军队科技进步二等奖1项。

Quantitative Description of Anti-active Jamming Ability for Ground Information Radar

HU Jin1，LI Jianxun2，LIU Xiao2

(1. Shanghai and Nanjng Area Air Force Representative Office, Nanjing 210039, China) (2. Beijing Radar Research Institute of EAAF, Beijing 100085, China)

The unitized and systematized quantitative description of radar's overall anti-jamming ability is proposed, which is based on the summary of typical active electronic jamming scenario and jamming pattern of the ground information radar. The tactical and technical index for quantitative describing radar's overall anti-jamming ability is constructed based on three scenarios, i.e., main lobe jamming, side lobe jamming and combined jamming, which is also independent of particular jamming pattern and anti-jamming measures. The definitions, boundary conditions and application scope of the constructed index are provided, based on which the universal quantitative description of the jamming scenario irrelevant radar's overall anti-active jamming ability is extracted and purified.

information radar; anti-active jamming; quantitative description

10.16592/ j.cnki.1004-7859.2015.10.002

胡进 Email：tigerhj106@126.com

2015-06-27

2015-09-12

TN959；TN973.3

A

1004-7859(2015)10-0005-06