复杂电磁环境下雷达抗干扰相关问题

王涛 王荣勇 何祖福



复杂电磁环境下雷达抗干扰相关问题

王涛 王荣勇 何祖福

南京长江电子信息产业集团有限公司，江苏 南京 210038

近年来，空间电磁环境日趋复杂，雷达经常受到各种电磁杂波的干扰。这些干扰严重影响雷达的性能发挥。未来战场的电磁环境将更加复杂，必将会对雷达正常运行探测目标提出严峻的挑战，因此雷达抗干扰技术的研究就是目前研究的重要内容。从复杂电磁环境影响雷达探测工作的角度出发，分析了雷达抗干扰的特征和方法，同时着重从复杂电磁环境的条件下对雷达抗干扰技术以及相关原理进行了深入探析，并提出了新的复杂电磁环境下雷达抗干扰技术的发展方向。

雷达；抗干扰技术；电磁环境

引言

在当前基于信息系统的作战条件下，战场电磁环境变得相当复杂，对雷达工作性能与生存能力构成了严峻的威胁和挑战。复杂电磁环境作战条件下的雷达能否具备较强的抗干扰能力，以确保其作战效能得到充分发挥，已成为战争取胜的关键因素。

1 雷达抗干扰现状

常见的电磁干扰形式分为三类：第一类是噪声压制式干扰；第二类是假目标欺骗式干扰；第三类干扰是多种干扰方式的组合，组合干扰可以发生在时域、频域、空域或极化域上。雷达能够应对单一干扰方式，对干扰的性质进行分辨，但抗干扰的方法只针对单一干扰环境进行研究。如果干扰方式未知或多种干扰方式并存，就会给雷达抗干扰带来难度。这些常规的抗干扰方法就很难适用，且对同时包含压制性干扰和欺骗性干扰的复合干扰，雷达抗干扰的效果不是很理想。

2 复杂电磁环境下雷达探测工作的分析

2.1 复杂电磁环境造成战场感知的虚假性

在战场中的目标烦冗复杂，干扰是不间断的，同时雷达自身也需要考虑探测隐身目标、超低空突防、反辐射导弹、电磁脉冲炸弹等等综合性因素的影响。一旦敌方采用多种电磁干扰，造成复杂混乱的电磁环境，使得电磁密度分布较大，最终造成空域饱和，使得雷达中的各种传感器失去应有的功能，从而没有办法对战场中的形势进行感知，对战场指挥人员是极为不利的。

2.2 应对复杂电磁环境雷达基本特征

首先，复杂电磁环境给雷达造成了较差的工作环境，因此与其他作战系统、设备的电磁兼容性是关注的重点，必须保证雷达在复杂电磁环境中稳定接收、解调出真实信号，高效传送真实信息给指挥系统的能力；其次，雷达系统必须以高速计算机为基础，作为数字信号处理、计算、交换与传递的基础，从而提升整个雷达系统的运转速度以及复杂电磁环境的计算运行效率[2]。

3 复杂电磁环境下的雷达抗干扰技术

3.1 频域抗干扰

在雷达抗干扰体系中频域抗干扰是非常核心的内容，因为频域干扰是雷达在复杂电磁环境中最容易受到的干扰形式，通常采用自适应频率捷变、频率分集与频谱扩展等对抗手段。自适应频率捷变是频域抗干扰中应对噪声压制性干扰主要采用的手段，通过频率侦查对雷达周围的电磁干扰环境进行实时的检测、分析，同时根据相应的结果得出雷达系统最佳的工作参数。频率分集就是为了完成统一任务采用差别较大的多个频率类似同时工作的一种技术。只要将分集的带宽设置成大于瞄准干扰的带宽，频率分集技术就能够对瞄准形式的干扰进行抵抗。同时在对抗宽带阻塞式干扰时只有通过增加雷达频率分集的带宽就能够使得干扰机加大干扰频谱宽度。频谱扩展则是新型的扩谱技术，首先能够提升雷达的探测范围，同时能够使敌方很难检测到类似信号。通过上述对频域抗干扰的优化能够大大提升雷达抗干扰系统的综合性能。

3.2 空域抗干扰

空域内的雷达干扰技术主要涵盖超低副瓣天线、旁瓣相消、旁瓣匿影等内容。超低副瓣天线是雷达空域内容中最前端的抗干扰环节，而且通常雷达的噪声类型的干扰都是通过副瓣进入的，所以通过构建超低副瓣天线能够提升雷达系统的抗干扰能力与反侦察功能。自适应旁瓣相消技术有利于噪声压制式干扰的对抗，当有源干扰信号很强时，通过天线旁瓣进入的干扰信号足以影响天线主瓣对目标的探测。自适应旁瓣相消技术是利用辅助天线接收的干扰信号，通过信号处理的方法对消掉主天线接收信号中的干扰信号，以抑制干扰，提高雷达在干扰条件下检测目标的能力。旁瓣相消效果图如图1所示。

图1 旁瓣相消效果图

对于假目标欺骗式干扰，旁瓣匿影有很好的抑制效果。欺骗性干扰是根据侦收系统获得的雷达信号，通过干扰机发射与被干扰的雷达发射信号相同或相近的假信号，使得雷达难以解调出目标信号，通过相似欺骗与多批假目标抢占雷达资源，以假乱真使雷达无法正常跟踪真实信号。旁瓣匿影技术是通过辅助天线接收的信号和主天线的信号相比较，取出真实信号抑制干扰信号。图2为旁瓣匿影效果图。

图2 旁瓣匿影效果图

3.3 综合对抗

在复杂电磁环境下，仅使用某种抗干扰技术是不够的，综合采用对抗手段才能保证对抗的有效性。综合对抗包括3个方面。

（1）多种抗干扰技术相结合。单一的抗干扰措施只能对应某种单一的干扰，比如捷变频技术只能抗瞄准式有源干扰，对其他形式的干扰信号作用不大。所以，综合采用多种抗干扰措施能有效提高雷达的抗干扰能力。

（2）多体制雷达组网。单一雷达的抗干扰能力总是有限的，但采用多种抗干扰技术会使雷达变得复杂。采用多种体制雷达组网能获得很强的抗干扰能力，多体制雷达网会形成一个十分复杂的雷达信号空间，占据很宽的频域，通过数据传递和情报综合形成一个有机整体，其抗干扰能力有质的变化。

（3）灵活的战术动作。除了应提高雷达抗干扰技术水平以外，采取灵活多变的战术动作，往往也能发挥相当有效的抗干扰效果[1]。

4 复杂电磁环境下雷达技术的发展特点

电子技术在军事武器装备中的核心作用越来越明显，新型雷达体制得以迅速崛起和广泛应用，以适应军事电子高技术激烈对抗的局面。在电子对抗日益扩大、日趋激烈的形势下，现代雷达的发展应具有以下特点：（1）雷达天线应具有高增益、低副瓣、窄波束、低交叉极化响应、副瓣对消、副瓣消隐、电子扫描消控阵和单脉冲测角技术等特点；（2）收发系统设计应具有高效辐射功率、脉冲压缩波形、宽带频率跳变、宽动态范围、镜像抑制、单脉冲/辅助接收系统的信道匹配等特点；（3）雷达系统应具有功率管理能力，能在密集信号环境中迅速地探测、截获、分选和识别威胁信号，根据威胁等级自动选择最佳干扰模式，以获得最佳探测效果，并能对干扰点随时进行定位；（4）雷达系统应具有综合的多功能能力，既能应对积极干扰，又能及时判断消极干扰，此外还要综合利用雷达技术资源，提高全方位的抗干扰能力。（5）新体制雷达，如稀布阵综合脉冲孔径技术。稀布阵综合脉冲孔径技术是采用大孔径稀疏布阵、宽脉冲发射、接收用数字技术综合形成窄脉冲和天线阵波束的新体制雷达技术，具有工作频带宽、同时工作频率快、信号截获概率低等优点。

5 结语

综上所述，复杂的电磁环境给雷达造成的影响非常严峻。为了使雷达能够在未来的战场环境中正常发挥作用，研究雷达抗干扰技术十分必要。本文通过对当前雷达所面临的复杂电磁环境下抗干扰现状及其对抗技术的研究，指出了未来雷达抗干扰技术的新特点。

[1]赵国庆. 雷达对抗系统[M]. 西安：西安电子科技大学出版社，2003.

[2]陈伯孝. 现代雷达系统分析与设计[M]. 西安：西安电子科技大学出版社，2012.

Anti-Jamming Related Problems in Complex Electromagnetic Environment

Wang Tao Wang Rongyong He Zufu

Nanjing Changjiang Electronic Information Industry Group Co., Ltd., Jiangsu Nanjing 210038

In recent years, the space electromagnetic environment has become increasingly complex, and radars are often interfered with by various electromagnetic clutter. These disturbances seriously affect the performance of the radar. The electromagnetic environment of the future battlefield will be more complicated, and it will definitely pose a serious challenge to the radar’s normal operation detection target. Therefore, the research of radar anti-jamming technology is an important part of the current research. From the perspective of complex electromagnetic environment affecting radar detection work, the characteristics and methods of radar anti-interference are analyzed. At the same time, the radar anti-jamming technology and related principles are deeply analyzed from the complex electromagnetic environment, and new complexities are proposed. The development direction of radar anti-jamming technology in electromagnetic environment is also analyzed.

radar; anti-interference technology; electromagnetic environment

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