雷达支援干扰等效参数配置研究

翟瑞永 赵保洋 李正阳

(1.66109部队 河北 秦皇岛 066001；2.32179部队 北京 100084)

0 引言

复杂电磁环境对战场感知、指挥控制、效能发挥以及战场生存等有严重影响和制约作用[1]。研究复杂电磁环境下雷达干扰技术，是研究雷达抗干扰技术和方法的有力支持。合理配置地面干扰站来模拟空中电子战飞机，构建等效的复杂雷达干扰环境，提升雷达装备和战勤人员复杂电磁环境下的作战能力。本文以地面车载式雷达干扰站为例，通过模拟敌方典型电子战飞机EA-18G“咆哮者”干扰设备，远距离施放支援干扰信号，对我方现有搜索雷达进行干扰，构建等效于空中干扰飞机的支援干扰环境，研究等效雷达干扰环境的支援干扰参数配置。

1 支援干扰构建需求

雷达支援环境构建的目标是为分队训练提供贴近实战的模拟电磁环境。构建复杂电磁环境时，必须突出重点，把握需求。以作战对象为目标，构建复杂程度不等的战场电磁环境，同时，应考虑战场电磁环境的对抗性和针对性。为了达成最佳训练效果，复杂电磁环境的构建必须遵循客观逼真、针对性强、灵活可控的原则。从作战实际出发，在时间、空间、频谱和能量等方面，逼真地呈现与战场相近的电磁环境；根据分队训练对象和内容，以满足单兵训练、单装训练、分队训练、分网训练、联合训练、对抗演习为需求构建相应的电磁环境；根据军事训练方法和战术想定需要，灵活设置复杂电磁环境状态，并提供实时监测和训练效果评估能力[2]。

2 构建方法

2.1 模拟构建

构建复杂电磁环境主要是依托地面干扰站施放电磁信号，等效于空中目标的有意干扰来实现。使用车载式或便携式模拟器以空间辐射方式施放电磁信号等效模拟空中目标，模拟实际的干扰环境。干扰站包括车载式和便携式两类，可模拟多种有意干扰，干扰样式、干扰功率、干扰衰减、干扰参数可调，可模拟敌干扰飞机释放的多种类型干扰[3]，实现模拟真实作战中空中电磁压制，检验防空兵分队指挥员和雷达操作手干扰识别和有效抗击的能力。

2.2 干扰设备到达雷达天线功率

参照典型场景，折算敌方典型电子干扰装备到达被测试雷达天线阵面处的干扰功率。干扰源施放干扰以一定波束宽度向外辐射，测试雷达以天线有效接收面积来接收干扰。

(1)

式中：PR1——敌方典型电子干扰装备到达测试雷达天线阵面的干扰功率；P1——敌方典型电子干扰装备的辐射功率；G1——天线增益；R1——敌方典型电子干扰装备与测试雷达之间的距离；A——测试雷达接收阵面的面积[4]。其中，干扰信号带宽调整到标称值，一般为敌方典型电子干扰装备输出功率密度对应的带宽；调整干扰输出功率，并在被试雷达天线阵面进行测试，使被试雷达天线阵面的干扰功率达到标称值；实装对抗试验中，干扰输出功率应保持标定的功率。

2.3 等效方程

(2)

式(2)中描述了电磁波在空气中传播时能量损耗，其中λ(km)为电磁波波长，根据方程得出结论：距离越大，损耗越大；频率越高，损耗越大[5]。对于指定空中干扰飞机，在工作频率一定的前提下，距离越远，损耗越大。

设定PR1为电子战飞机EA-18G到雷达天线阵面的功率，PR2为干扰站到雷达天线阵面的功率；P1机(kW)是EA-18G的有效发射功率，P2站(kW)是干扰站的有效发射功率；D1(km)是EA-18G到雷达的距离，D2(km) 是干扰站到雷达的距离；F(MHz)是EA-18G和干扰站发射电磁波的频率。考虑功率等效，为保证雷达阵面接收的干扰站功率与电子战飞机EA-18G干扰功率等效[6]，需满足公式：PR1=PR2，即：

P1机-los1=P2站-los2

(3)

雷达功率损耗分析：以车载式S波段雷达干扰站为例，其有效功率为20W(43dBm)，在阵地配置中距离搜索雷达车200m，已知EA-18G的发射机有效功率为100kW(80dBm)，假定干扰信号、电子战飞机和测试雷达在一条直线，干扰信号和电子战飞机施放干扰以同样角度进入到雷达天线阵面，假如EA-18G在距离为Xkm时发射功率使得雷达天线阵面受到的信号功率相同，在不考虑大气衰减的理想情形下，代入公式计算得到：EA-18G与雷达等效距离X=14.1km。

为使等效功率更贴近实际，在车载式干扰站与搜索雷达车相距固定的情况下，可使车载式干扰站发射端功率调整衰减指数来达到接近等效实战距离，干扰站衰减10dB，等效距离为44.7km；衰减20dB，等效距离为141.4km。计算表明，为使设定区域内干扰站与雷达站配置完毕后能模拟EA-18G电子战飞机与雷达站的远距离支援干扰效果，需要对干扰站发射功率进行衰减，使得模拟的电子战飞机施放的干扰真实化。

3 典型干扰案例试验

本文依托某电子对抗基地构建的复杂电磁环境，使用便携式干扰站测试了某型搜索雷达在等效干扰环境下的抗干扰性能。该搜索雷达采用方位机械旋转加高低一维有缘相扫三坐标体制，在发现概率为0.8，虚警概率为10-6的条件下，对有效反射面积为2m2的斯威林Ⅰ型目标搜索的最大探测距离不小于150km，受到噪声干扰时会影响探测距离。主要测试了窄带瞄准式噪声、宽带阻塞式噪声、密集假目标欺骗干扰三种干扰样式在不同衰减下对搜索雷达性能的影响，发现距离为多次试验取平均数值。其中，目标保障主要依靠民航和靶机保障，目标、干扰站和测试雷达大致在一条直线，该搜索雷达距离便携式干扰站距离为300m，便携式干扰站有效功率为20W，经功率损耗公式计算，得到模拟的EA-18G干扰飞机的距离为21.24km。利用发射端功率衰减模拟实现EA-18G的距离变化，其中衰减5dB，等效距离为37.77km；衰减10dB，等效距离为67.08km；衰减20dB，等效距离为212.38km。

表1 不同功率衰减时对雷达的干扰等级对照表

装备名称干扰样式衰减功率干扰等级能否识别方位判断发现距离(警戒搜索)目标丢失率搜索雷达宽带阻塞式噪声窄带瞄频式噪声密集假目标干扰20dB一级能能130—150km010dB一级能能130—150km05dB二级能能110—130km30%0dB二级能能90—110km45%20dB一级能能130—150km010dB一级能能130—150km05dB二级能能110—130km20%0dB二级能能110—130km25%20dB二级能能90—120km30%10dB二级能能90—120km35%5dB三级否否55—70km85%0dB三级否否55—70km95%

具体干扰参数为：

1)宽带阻塞式噪声干扰：中心频率：定频；带宽：300M；功率：43dBm；依次衰减20dB、10dB、5dB进行测试。

2)窄带瞄准式噪声干扰：中心频率：定频；带宽：20M；功率：43dBm；依次衰减20dB、10dB、5dB进行测试。

3)密集假目标欺骗干扰：存储宽度：信号宽度；复制方式：计数；脉冲/展宽：脉冲；噪声调制：1MHz；移频调制：3.5kHz；延时最大值：100m；复制方式：计数；数量：100；依次衰减20dB、10dB、5dB进行测试。

通过功率等效实验发现：衰减20dB，等效于EA-18G在212km施放的干扰，干扰较弱，目标搜索距离可达到130km左右；随着干扰等级增强，目标发现距离缩近，同时目标丢失率增加；宽带阻塞干扰效果最弱，密集假目标的干扰效果最强，压减发现距离的同时，目标丢失率较高，三级假目标干扰几乎无法搜索目标。无干扰情况下搜索雷达引导完目标以后，目标指示距离较远，留给制导雷达判断上报的时间充裕。搜索雷达受到干扰后发现目标距离变近，雷达受到干扰后需要判断干扰，采取技术、战术措施来对抗干扰。模拟实验结果与理论计算内容基本一致，构建的等效雷达干扰环境具备开展训练的真实性与可信性。

4 结束语

在等效雷达干扰环境构建中，要根据雷达探测范围合理安排目标保障，通常采用航模靶机实现，使其在雷达工作范围内径向临近指定测试雷达，并使目标的航路捷径和径向速度符合指定要求，使用位置固定的干扰站，以固定功率或功率调节来模拟远距离支援干扰或抵近干扰；如果干扰站功率能随时间变化即可模拟飞机临近飞行或离远飞行引起的支援干扰变化[7]。在合理的场地内，应合理配置干扰站与雷达阵地位置距离等参数，使干扰站配置在雷达与目标之间，干扰站施放的干扰总是能在雷达搜索目标前方进入雷达进行干扰，达到模拟真实作战环境的效果。场地配置上应该考虑干扰站与雷达站的通视等相关问题，不应被装备或地物遮挡，影响干扰效果。同时，在设定场地内，可在主要干扰方向线性梯次配置多个干扰源，干扰源依次开机模拟电子战飞机不断接近干扰不断增强的过程。