针对低截获雷达的欺骗干扰技术研究∗

刘铸华 吴宝东 李兵舰

（中国船舶重工集团公司第723研究所 扬州 225001）

1 引言

目前，在绝大多数的雷达对抗设备中，都采取的是恒功率输出设计。在面对大动态的雷达信号时，该设计可以保证干扰机较好的对抗效果。但是，在面对低截获雷达时，传统的干扰机具有以下弱点:第一，因灵敏度过低，无法侦收低截获雷达信号，故无法完成转发干扰；第二，噪声类干扰样式下，过大的干扰功率对低截获雷达具有较高的压制比，容易使目标判断受干扰，从而进入抗干扰模式［1］。

一般的对抗方法是通过提升干扰机灵敏度，来适应低截获雷达。但是受限于干扰机瞬时覆盖角、数字接收机灵敏度极限等因素，干扰机灵敏度提升幅度有限［2］。同时低截获雷达的目标反射回波幅度较弱，恒功率的干扰机输出会导致压制比过高，尤其是欺骗干扰往往会形成压制效果。

针对以上情况，本文论述了一种低功率、全转发的欺骗干扰技术，通过理论推导，论证该技术的有效性。

2 技术设计

按照低截获雷达的工作特点，在无干扰的状态下，雷达采用低功率进行探测，此时理论的被探测目标回波较低。在受干扰的状态下，为了保证雷达探测威力，一般的低截获雷达会启动功率管理措施，通过提升探测功率来保证主动探测能力［3］。对于干扰机而言，雷达威胁信号是非先验的，因此无法准确获知低截获雷达的开机时间和探测波形参数。当低截获雷达信号幅度低于干扰机的侦测灵敏度时，干扰机将处于一直待机状态。但是可以利用低截获雷达的功率管理特性，通过施加噪声类干扰，迫使雷达提升探测功率，以保证干扰机获得信号样本并完成欺骗干扰。

本欺骗干扰技术流程如图1所示。

图1 干扰设计流程图

本干扰技术的主要设计参数包括:大功率噪声带宽、低功率模式下系统等效辐射功率、全转发欺骗干扰样式设计和干扰机样式切换时间。

大功率噪声带宽设置由干扰机自身能力和作战对象决定。一般而言，在有先验信息的前提下，压制带宽应设置为覆盖目标工作全带宽，以保证噪声压制的效果。在没有先验信息的前提下，可以使用频段扫描的方法，对作战对象的全工作频段进行搜略性噪声压制干扰。

低功率模式下系统等效辐射功率由雷达探测功率、干扰机保护目标截面积、保护距离和欺骗干扰下的压制比决定。在选定典型作战对象后，根据低截获雷达的最低探测功率，可以计算到达干扰机的口面功率，从而得到干扰机所需的最高灵敏度。根据干扰机所保护目标的截面积、保护距离和压制比，可以得到干扰机所需的等效辐射功率［4］。该模式的设计还应保证系统的收发全隔离状态，以保证全转发欺骗干扰的有效释放。

全转发欺骗干扰样式采用拖引干扰作为基础，在保证收发全隔离的状态下，干扰机储频单元可以实现对信号的实时存储，同时设置一定的拖引速度完成全转发欺骗干扰［5］。针对雷达的目标识别功能，拖引速度应不大于被保护目标的常规运动速度。拖引距离应设置为不小于雷达的一个距离分辨单元，以保证将雷达视角拖出被保护目标范围的目的［6］。

干扰机样式切换时间由雷达的模式切换策略决定。一般而言，雷达在发现受到一段时间的有源干扰后，会切换到其他的抗干扰模式［7］。因此使用噪声压制干扰的时间应控制在雷达切换模式的响应时间内。在没有先验信息的前提下，切换时间可设置为0.5s为步进的多档，以保证至少有一档循环时间可实现本文论述的欺骗干扰目的。

3 低功率模式下等效辐射功率设计

低功率模式下系统等效辐射功率由目标探测功率、干扰机保护目标截面积、保护距离和欺骗干扰下的压制比决定。本文以自卫干扰为例，分析干扰机输出功率与目标反射信号功率之比，由确定的压制比来计算得到低功率模式下所需要的等效辐射功率。

到达雷达天线口面的目标回波信号功率可以表示为［8］

其中Pt为雷达发射机功率（dBm），Gt为雷达天线增益（dB），F为探测频率（MHz），D为目标到雷达距离，σ为被探测目标的等效截面积（m2）。

到达雷达天线口面的干扰功率可以表示为

其中[Pt+Gt-32-20 lg(F)-20 lg(D)] 为到达干扰机的口面功率，Gzf为干扰机的转发增益，[-32-20 lg(F)-20 lg(D)] 为干扰信号到达雷达口面的空间损耗。

为确保3dB的欺骗相参干扰增益，则要求:

由式（1）、式（2）和式（3），推导得到:

其中干扰机的转发增益由干扰机等效辐射功率和灵敏度决定:

根据式（4）和式（5），干扰机低功率下的等效辐射功率应设置为

为避免干扰压制比过高而导致雷达发现干扰进而转换工作模式，压制比应控制在一定的范围内。压制比上下限范围应设置为被保护目标各向RCS（等效截面积）的变化范围T，因此干扰机低功率下的等效辐射功率应设置为:

同时为保证低功率模式下的收发全隔离，应保证干扰机系统隔离度≥Gzf。

4 全转发欺骗干扰样式设计

在低功率模式下，干扰机采用全转发欺骗干扰样式，该样式以拖引样式为基础。基本时序图如图2所示。

图2 全转发欺骗干扰时序图

拖引速度应根据被保护目标的最大运动速度设定，以保证拖引速度在低截获雷达的回波速度容差范围内［9］。拖引距离应大于低截获雷达在干扰机处一个径向距离分辨单元，以保证将雷达视角拖出目标所在区域［10］。同时根据图2，慢时间拍与快时间拍之间的相对关系应具有一下关系:

式（8）中，V为设定的假目标拖引速度。

5 效果分析

本文设计的欺骗干扰技术以时间轴划分，循环释放，干扰效果采用低截获雷达的反应进行分析:

1）在低截获雷达开机后，干扰机因系统灵敏度过低，尚无法收到雷达信号，故无法实施转发干扰；

2）干扰机直接采用大功率模式释放宽带噪声压制样式干扰，此时低截获雷达检测到干扰，故提升探测功率，同时上报受干扰状态；

3）在本文设计的样式切换时间内，干扰机检测到功率提升的雷达信号，并转入低功率全转发欺骗干扰样式；

4）在设定的样式切换时间内，干扰机由大功率干扰状态转入低功率干扰状态，由于大功率干扰时间过短，雷达尚无法确认在稳定受干扰，因此尚无法切换抗干扰模式［11］；

5）低功率全转发欺骗干扰等效于透明转发的无源移动目标，由于模拟的RCS和运动特性与被保护目标相差不大，因此迫使雷达进行判决并二选一，此时的干扰信号功率并不足以使得雷达发现干扰［12］；

6）按规定的切换时间循环步骤2）～5），以应对雷达突然关机导致的转发干扰中断，同时也保证步骤5）在一定概率下实现欺骗拖引的干扰效果。

6 结语

本文以低截获雷达为研究对象，重点分析了一种低功率、全转发的欺骗干扰技术，推导出了低功率模式下所需要的干扰机等效辐射功率，并设计了全转发欺骗干扰时序。该技术涉及的拖引参数、样式切换时间需要根据一定的情报先验信息进行设计。通过理论效果分析，本文论述的干扰技术能针对低截获雷达形成更好的欺骗干扰效果，并使得干扰更隐秘，能够为工程实践提供更多的策略选择。