现代雷达干扰和抗干扰的斗争

现代雷达干扰和抗干扰的斗争
现代雷达干扰和抗干扰的斗争

弹载有源相控阵雷达的应用

相控阵雷达又被称为相位控制阵列,是通过改变雷达波相位来改变雷达波束方向,也被称为电扫雷达。相控阵雷达目前分为整体馈源的无源相控阵,和子阵带独立馈源的有源相控阵。有源相控阵被通称为AESA ,也是电扫相控阵雷达技术的高端产品。相控阵的优点是可以取消机械方向指向机构,波束依靠电控偏转的指向灵活,无惯性,数据更新速率快,适合与数字式信号处理系统综合,还具有功能转换速度快,可靠性高和抗干扰能力强的优点,但也存在工艺技术难度比较大,阵面成本较高的弱点。AESA 现在已经成为机载雷达应用的尖端技术,弹载AESA 的很多技术也已经接近或达到实用标准,美国、日本、俄罗斯和西欧国家均已开始具体应用项 目的研究。中国作为军用航空电子技术的后起之秀,也逐步具备了第二梯队的技术实力。 主动雷达导引头的技术特征 主动雷达是第四代雷达制导空空导 弹的代表特征,是现代战术导弹雷达导引头的主流,也是实现复合制导和全向搜索功能的技术基础。现有采用主动雷达导引头的战术导弹,导引头大都是由天线、机械位标器和发射机组成,雷达天线依靠机械位标器运动实现扇面扫描。 常规机扫雷达的技术成熟,重量轻,成本较低,机械扫描的工作角度范围大, 弹体轴线大偏角扫描的距离衰减率也较低。机械扫描的优点不少,但机扫天线 需要结构复杂的方向和滚转稳定装置,天线运动时还要克服惯性的影响。同时,雷达罩内必须留出够天线自由转动的半球形空间,致使雷达罩的尺寸和外形都受到限制,无法根据气动要求进行最优化处理。雷达天线机械扫描的覆盖范围大,天线阵面不透波的技术特点,也限制了不同导引方式的集成。现有采用复合制导技术的雷达制导战术导弹,大都将雷达作为主要导引措施,红外制导则大都安装在弹体侧面以避开雷达天线 (如“标准”Ⅱ和“雄风”Ⅱ),或采用缩小 天线/光学窗口尺寸的方式,将两种导引头集中安装在弹头的不同位置,结果就是要么限制辅助导引系统的工作视场,要么影响导引系统的可用窗口面积,最终都要限制复合制导技术的综合效果。 相控阵天线的技术特点 AESA 天线的优点是采用集中式收/ 发机模块,天线阵面可以集成大量功能单元体,功率密度比平板缝隙天线要高得多,并可依据电扫描方式实现较大的天线尺寸。如果用通俗的对比描述雷达的原理,可以用电筒作为例子。 常规的平板缝隙雷达类似于用灯泡的普通电筒,灯泡就等同于雷达的馈源。灯泡发出的光通过反射镜头(波导 管)反射,由点形成面后产生等镜头的光束前向照射,照射的光(雷达波)是集中的光/波束。普通的平板缝隙雷达天线是这样,无源相控阵则是采用背光板的方式,把集中的能源分配给排列成阵的无源反射体。有源相控阵雷达则类似平板背板上密集安装着LED 灯的电筒,每个灯都有独立的光源和反射体,密集排列的点光源共同组成等镜头的照射波束。通过类比描述的过程,现有的雷达系统,无论是平板缝隙还是相控阵,形成的雷达波束都是集中的,相控阵虽可利用不同的单元形成多个照射波束,但波束分解后单独波束的功率是降低的,探测距离显然无法和集中波束相比。相控阵天线阵组件的数量取决于波长和天线面积,单独T/R 模块的功率则由材料决定。现有相控阵天线T/R 组件大都采用传统的GaAs (砷化镓),该材料技术和生产工艺相对比较成熟,应用广泛,综合性能还有提高的潜力,近年来已找到更适合的新材料。弹载雷达的T/R 组件如果采用GaN (氮化镓)和SiC (碳化硅)替代目前的GaAs ,T/R 组件可输出的功率理论上能提高近10倍(甚至超过10倍),雷达的探测和稳定跟踪距离都将有很大的提高。 材料的改进可以获取很大的性能收益,但对空间和能源供应条件不好的弹载雷达,高性能材料往往还要受其它因素限制。同时,雷达性能的改善程度往 弹载有源相控阵雷达的应用 文/中秋 ◎日本AAM-4B 空空导弹,由于采用的主动相控阵雷达比较耗电,导弹需要增加燃料而导致体积重量加大 Ordnance Knowledge 54 往无法与材料单纯的性能平衡。按照正常的技术原理计算的结果,AESA 的功率与探测距离的变化并不等同。用现有AESA 天线技术作为依据,雷达天线辐射的总功率增加10倍后,集中波束的探测距离只能增加0.87倍。正是考虑到地球曲面和远距离角测量精度的影响,机载雷达的功率与搜索距离之间必须找到最佳平衡点。增大搜索距离对作战平台有价值,但付出的电源和冷却代价,却限制了相控阵雷达增加功率的实用条件,工作环境更恶劣的弹载雷达面对的困难显然要比机载雷达更大。相控阵主动雷达导引头的发展常规雷达需要进行方向和俯仰扫描,这就要给雷达天线提供机械扫描的驱动装置,盘形天线的两轴运动会形成一个半球形空间。如果将雷达用于高速运动的飞行器,就需要为天线提供一个低阻力的空腔透波结构。飞机的雷达天线罩和导弹的导引头舱,都采用了低阻力的尖顶或卵形回转体外形。雷达罩的截面积要明显大于包容的天线面积,前向收缩的曲面也要受天线旋转的球面限制。如果用飞机作为例子去对比,追求雷达全向扫描的战术飞机大都采用轴对称外形的雷达,专用的对地攻击飞机(如图-22M 和F-111)不需要雷达有大的上视扫描范围,雷达罩上方可采用接近平面的非对称外形。现有战术导弹雷达导引头大都采用单脉冲体制,现役先进空空导弹的雷达导引头基本都采用了平板缝隙天线,下一代或现役改进型则会选择AESA 天线。相控阵雷达用固定阵面就能实现高于±45度的扫描范围,这就有条件通过对固态天线阵面的设计,省下机械扫描装置和天线活动的空间,更好的利用导弹全弹径的截面积,使雷达天线形状尽可能与气动外形相适应。现有导弹雷达制导天线大都是轴对称的正圆形,这是为了适应弹体的结构和简化气动控制,也是为满足导弹大过载俯仰和滚转时雷达天线的稳定要求。如果实现固定阵面的全电扫,雷达天线将成为弹体结构的一部分,这就能依据导弹的特点和控制要求,采用扁圆甚至碟形截面的升力弹体,实现中、远距导弹小/无翼的高升力气动布局,为导弹选择低阻力和低信号特征的异形天线罩,最◎主动相控阵雷达T/R 组件数量,“阵风”的RBE-2雷达(左)约840个,“台风”的Captor-E 雷达(右)接近1500个,但雷达性能并非简单由此决定 ◎F-111(左)和图-22M (右)不需要雷达有大的上视扫描范围,雷达罩上方可采用接近平面的非对称外形 兵器知识2016年2期 55

随机信号雷达抗干扰性能分析

第23卷第1期电波科学学报 2008年2月CHINESEJOURNALOFRADIOSCIENCEV01.23。No.1February。2008 文章编号1005—0388(2008)Ol一0189—06 随机信号雷达抗干扰性能分析 张新相1吴铁平2陈天麒1 (1.电子科技大学电子工程学院.四川成都610054; 2.空军装备研究院雷达所,北京100085) 摘要研究了采用带限高斯白噪声波形的随机信号雷达在噪声和欺骗干扰环境下的工作性能。通过研究接收机输入/输出信噪比关系和检测性能,分析了随机信号波形抗噪声干扰的性能;采用仿真方法,分析了抗欺骗干扰性能。仿真和分析结果表明,随机信号波形比线性调频脉冲压缩波形具有更好的抗欺骗干扰能力。 关键词随机信号雷达;抗干扰≯噪声干扰;欺骗干扰 中图分类号TN911文献标识码A ECCMcapabilitiesofrandomsignalradar ZHANGXin-xiangWUTie-pingCHENTian-qi (1.CollegeofE.E.,Univ.ofElectronicScienceandTechno(ogyofChina.Chengdu Sichuan610054,China2.RadarInst.,AirforceEquipment Academy,Beijing100085,China) AbstractThepedormanceofrandomsignalradar(RSR)isanalyzedbyemplo—yingaband-limitedwhitegaussnoisewaveforminactivejammingenvironments.Theinputandoutputsignal-to-noiseratioandprobabilityofdetectionofthereceiv—erarediscussed.SimulationisperformedtOshowtheperformanceindeceptivejam—mingcondition.Analysisandsimulationindicatethatrandomsignalwaveformpos—sessesbetterelectroniccounter-countermeasure(ECCM)capabilitiesthanlinearfrequencymodulated(LFM)waveform. Keywordsrandomsignalradar;ECCM;noisejamming;deceptivejamming 1引言 随机信号雷达(RSR)采用射频噪声或噪声调制 信号作为发射波形[1],其最佳接收一般采用相关接 收机。对随机信号雷达的试验研究始于20世纪中期,Horton[2]首先提出了一种噪声测距雷达,此后 CopperC33等研究了一种实验型随机信号雷达。由于 随机信号波形的低截获(LPI)性和优良的检测性能,近年来出现了一些随机信号雷达的研究和试验 系统[1“石],涵盖了探地、SAR/ISAR成像、雷达截面 积测量等方面的应用。 随机信号雷达采用非周期的噪声或类噪声波 收稿日期:2006-i0-20 189形,其模糊函数接近理想的图钉型,除具有良好的距离、速度分辨力和低截获性能【6]外,随机信号雷达的抗干扰能力也是其受到众多关注的主要原因之一.现有文献中,针对随机信号雷达抗干扰性能分析的较少见,其研究对象主要是连续波随机信号波形,研究方法侧重于定性分析、仿真分析和对比试验。刘国岁教授[7]等以对比试验方式,比较了随机二相码调制和伪随机二相码调制两种连续波随机信号雷达的抗干扰性能,实验数据表明,随机二相码调制波形具有更强的抗各类干扰的能力。Garmatyuk[8]对随机信号SAR在杂波/噪声和欺骗式干扰环境下的成像性能进行了仿真研究,通过与线性调频波形比较,  万方数据

浅谈雷达干扰与反干扰技术

浅谈雷达干扰与抗干扰技术 近年来,由于电子对抗技术的不断进步,干扰与抗干扰之间的斗争亦日趋激烈。面对日益复杂的电子干扰环境,雷达必须提高其抗干扰能力,才能在现代战争中生存,然后才能发挥其正常效能,为战局带来积极影响。 一、雷达干扰技术 1、对雷达实施干扰的目的和方法 雷达干扰的目的是使敌方雷达无法获得探测、跟踪、定位及识别目标的信息,或使有用的信息淹没在许多假目标中,以致无法提取真正的信息。 根据雷达工作原理,雷达是通过辐射电磁波在空间传播至目标,由目标散射回波被雷达接收实现探测目标。因此对雷达实施干扰可以从传播空间和目标这两处着手。具体来说就是辐射干扰信号,反射雷达信号,吸收雷达信号三个方面。 为了实现对雷达实现有效的干扰,一般需要满足下面几个条件。空间上,干扰方向必须对准雷达,使得雷达能够接收到干扰信号。频域上,干扰频率必须覆盖雷达工作频率或者和雷达工作频点相同。能量上,干扰的能量必须足够大,使得雷达接收机接收的能量大于其最小可接收功率(灵敏度)。极化方式上,干扰电磁波的极化方式应当和雷达接收天线的极化方式尽量接近,使得极化损失最小。信号形式上,干扰的信号形式应当能够对雷达接收机实施有效干扰,增加其信号处理的难度。 2、雷达干扰分类 雷达面临的复杂电子干扰可分为有意干扰和无意干扰两大类,这两者又分别包括有源和无源干扰,具体如下图所示。

有意干扰无意干扰有源干扰无源干扰有源干扰 无源干扰遮盖性干扰欺骗性干扰自然界的人为的欺骗性干扰遮盖性干扰自然界的人为的噪声调频干扰复合调频干扰噪声调相干扰随机脉冲干扰距离欺骗干扰角度欺骗干扰速度欺骗干扰等箔条走廊干扰箔条区域干扰反雷达伪装雷达诱饵宇宙干扰雷电干扰等工业干扰友邻干扰等鸟群干扰等 人工建筑干扰 地物、气象干扰 {友邻物体干扰{{{{{{{{{{{{{{ 雷达干扰 二、雷达抗干扰技术 雷达抗干扰的主要目标是在与敌方电子干扰对抗中保证己方雷达任务的顺利完成。雷达抗干扰措施可分为两大类:(1)技术抗干扰措施;(2)战术抗干扰措施。技术抗干扰措施又可分为两类:一类是使干扰不进入或少进入雷达接收机中;另一类是当干扰进入接收机后,利用目标回波和干扰的各自特性,从干扰背景中提取目标信息。这些技术措施都用于雷达的主要分系统如天线、发射机、接收机、信号处理机中。 1、与天线有关的抗干扰技术 雷达通过天线发射和接收目标信号,但同时可能接收到干扰信号,可以通过在天线上采取某些措施尽量减少干扰信号进入接收机。如提高天线增益,可提高雷达接收信号的信干比;控制天线波束的覆盖与扫描区域可以减少雷达照射干扰机;采用窄波束天线不仅可以获得高的天线增益,还能增大雷达的自卫距离、提高能量密度,还可以减少地面反射的影响,减小多径的误差,提高跟踪精度;采用低旁瓣天线可以将干扰限制在主瓣区间,还可以测定干扰机的角度信息,并能利用多站交叉定位技术,测得干扰机的距

有源相控阵雷达的发展

有源相控阵雷达的发展 机载有源相控阵雷达的发展水平以美国最为先进。在20世纪60年代末即研制出有604个单元的X波段有源阵列天线。在1988年到1991年完成了配装F22战斗机的AN/APG-77雷达的飞行试验,该雷达有2000个T/R组件,对雷达反射面积为1平方米的目标,探测距离设计要求为120—220KM。综合了探测、敌我识别、电子侦察和电子干扰等多种功能于一体,具有低截获概率(也就是说不易被对方雷达告警器发现)。可以说美国在机载有源相控阵火控雷达技术上已经比较成熟。除了APG-77雷达以外,美国还在原有的PD雷达上进行改进,换装相控阵天线,例如计划给F18E战斗机换装APG79雷达和给F15换装的APG63(V)3雷达等除此之外,英、法、德三国联合研制机载固态多功能有源相控阵雷达,2001年已经完成具有1200个T/R组件的全尺寸样机的试验工作,但是离实用化还有一定的距离。 前苏联在八十年代初即研制出无源相控阵雷达,装备于米格31战斗机上,搜索距离200千米,对战斗机的跟踪距离达到90千米以上,可以同时跟踪10个目标并攻击其中的4个,这在当时已经是比较先进的了。目前俄罗斯正在努力发展有源相控阵雷达,但离实用化也有很大的距离。 目前世界上另一种装机实用化的有源相控阵雷达为日本F-2战斗机所采用的火控雷达,这反映了日本在电子工业上的技术实力。该雷达包含800个T/R 组件,公开的探测距离为80KM(中等战斗机目标)。如果这个数据属实的话,则说明日本虽然在半导体生产技术上比较先进,但是在雷达系统设计上的能力仍嫌不足。 我国从六十年代开始即开展相控阵技术的研究,并于七十年代研制成功7010大型远程相控阵雷达,曾出色的完成了观测美国天空试验室和苏联核动力卫星殒落任务,引起世界重视(相关资料可查阅中国科学技术协会网站文章)。在九十年代又研制出YLC-2全固态相控阵远程警戒雷达(第二届中国国际国防电子展览会上展出)。这些成果都反映了我国在相控阵雷达研制上的进步。不过,相对于一些陆基和舰载的大型雷达来说,机载相控阵雷达的技术难度要大得多,主要难度又集中在小体积T/R组件的研制上。据介绍,607所和电子部14所在机载相控阵雷达的研制上处于国内领先地位,目前,相控阵雷达的数据处理部分已经比较成熟,但是在T/R组件的生产,尤其是成本控制上仍然有相当大的差距。据顾诵芬院士在前不久的介绍,国内目前单个T/R组件的生产成本要达到数万人民币,这样,光雷达天线的造价就已经是天价了,而美国目前已经将T/R组件的生产成本控制在四五百美元以下,因此我们的差距还是相当大的。对比美国的发展历程,我们要研制出AN/APG-77级别的雷达,可能要到2010年以后。相对来说,无源相控阵雷达的技术难度要小得多,因此在研制出实用的有源相控阵雷达之前,完全有可能采用无源相控阵雷达作为过渡产品。而且,即使有源相控阵雷达研制成功以后,无源相控阵雷达作为一种低端产品,仍然具有很大的使用价值。 我国在航空电子产品上起步晚,发展慢,一度和西方先进国家的差距拉得

雷达抗干扰性能的评估模型

雷达抗干扰性能的评估模型研究 胡中泽1,曹菲1,乔术旗1,那熙宇2 (1.第二炮兵工程大学陕西西安710025;2.二炮装备研究院北京100161) 摘要:雷达的抗干扰(ECCM )性能成为现代雷达的重要参数,如何客观、全面地评估雷达性能,是装备研制和使用均关注的问题,分析了雷达干扰环境,构建了雷达评估指标体系,建立了抗干扰评估模型,得到了评估结果,最后对结果进行了简要分析。 关键词:雷达;抗干扰;评估模型;研究中图分类号:TN97 文献标识码:A 文章编号:1674-6236(2012)24-0134-03 Radar ECCM performance assessment model HU Zhong -ze 1,CAO Fei 1,QIAO Shu -qi 1,NA Xi -yu 2 (1.The Second Artillery Engineering University ,Xi ’an 710025,China ; 2.The Second Artillery Academy of Armament ,Beijing 100161,China ) Abstract:The performance of radar anti -jamming (ECCM )to become an important parameter in modern radar ,how objective and comprehensive assessment of the performance of radar equipment development and use are of concern ,this paper analyzes the radar -jamming environment ,build a radar evaluation index systemestablished anti -interference assessment models ,the results of the assessment ,and finally a brief analysis of the results.Key words:radar ;ECCM ;evaluation model ;research 收稿日期:2012-09-03 稿件编号:201209010 作者简介:胡中泽(1984—),男,湖南怀化人,硕士,助理工程师。研究方向:兵器科学与技术。 电子对抗是现代战争的三大支柱之一,随着现代战争中电子对抗(ECM )的日趋激烈,干扰技术和雷达抗干扰技术不断得到发展,雷达的抗干扰(ECCM )性能成为现代雷达的重要参数,如何客观、全面地评估雷达性能,是装备研制和使用均关注的问题,因此,对雷达抗干扰效能评估进行研究是很有意义的,本文介绍了雷达抗干扰效能评估的一般步骤和方法。 1 对雷达实施的干扰和雷达抗干扰的措施 1.1 对雷达实施的干扰 电子干扰按干扰源区分,可分为有源干扰与无源干扰; 按其目的可分为有意和无意干扰;按其作用可分为压制性干扰和欺骗性干扰。雷达干扰的分类方法很多,图1给出了一种典型的分类结果。 1.2雷达的抗干扰措施 目前,雷达抗干扰措施较多,每一种抗干扰措施的使用 都有其目的。雷达采取了一种抗干扰措施以后,其某些方面的抗干扰性能将会得到改善,通过分析哪些性能得到改善,以及寻找相应的评估指标来体现这些性能的改善,就可以建立雷达抗干扰措施评估指标集。以下是对几种常用抗干扰措施的分析: 1)副瓣对消(SLC ):目的是抑制通过雷达副瓣进入的具有 高占空比和类似噪声的干扰,从而提高雷达接收机的信干比。 2)频率捷变和频率分集:目的是强迫干扰机将其能量在 雷达带宽上扩展以减小其干扰效果,这相当于减小干扰机的功率密度从而提高雷达接收机的信干比。同时,频率捷变和频率分集将信息载体信号在频率、空间、时间上展开以减小被 ESM ,ARM 探测到的概率,从而提高雷达抗欺骗式干扰概率。 3)降低雷达发射天线副瓣:目的是降低被侦查的概率, 从而增大雷达抗欺骗式干扰概率。 电子设计工程 Electronic Design Engineering 第20卷Vol.20第24期No.242012年12月Dec.2012 图1 雷达干扰分类图 Fig.1Radar jamming classificat

雷达抗干扰性能评估方法研究_王瑞革

总第191期2010年第5期 舰船电子工程 Ship Electr onic Engineering V o l.30No.5 115雷达抗干扰性能评估方法研究* 王瑞革王瑞恒刘大成 (92785部队秦皇岛066200) 摘要雷达抗干扰效果评估是雷达作战效能评估的一个重要环节。文章通过对现有雷达抗干扰技术和战术性能指标的深入分析,以及雷达抗干扰效能评估方法研究,建立了评定雷达抗有源压制性干扰的模型,并给出了雷达抗干扰效果评估的方法和步骤。 关键词雷达;评估指标;抗干扰评估 中图分类号T N9 Radar Ant-i interference Function Analysis and the Valuation Method Research W ang R uige Wa ng R uihe ng L iu D acheng (N o.92785T r oops of P LA,Qinhuang dao066200) A bstract T he strength o f radar ant-i jamming play s a decisive ro le in the w ar.In this pa per,t he exist ing t echnolog y and tactical perfo rmance,as well as perfo rmance assessment method o f r adar ant-i jamming,ar e analy zed deeply,the co mpo s-ite assessment indicator of ant-i active blanket jamm ing r adar is est ablished,and bot h the method and pr ocedures o f assess-ment of r adar ant-i jamming effect are proposed. Key Words r adar,assessment indicato rs,sant-i jamming assessment Class Nu mber T N9 1引言 随着各种新技术、新体制雷达不断涌现,现代的雷达对抗技术已经发展到了相当高的水平。现代雷达为了抑制干扰,往往采用多种抗干扰手段;相应地,一些新型干扰装备和干扰技术也随之出现。雷达干扰和雷达抗干扰作为一对对立统一体,正是在这种相互制约相互促进的过程中共同发展的[1]。对于干扰方来说,主要关心干扰对雷达是否有效,效果如何,而雷达方则关心其在干扰条件下的工作能力。同时作战双方电子对抗手段的高低已经成为影响双方战争进程的重要因素。因此,对作为雷达对抗效能评估重要一环的雷达抗干扰效果评估进行研究是很有意义的。2雷达抗干扰性能分析 针对不同的干扰情况,雷达有着不同的抗干扰措施。具体的抗干扰技术可以从以下几个方面说明: 2.1功率对抗 常用的技术手段是增加发射功率、提高天线增益、提高接收机灵敏度和提高发射信号的占空比(即增加发射脉冲宽度和提高发射脉冲重复频率)[2]。 2.2空间对抗 空间对抗是利用干扰源和目标空间位置的差异,来选择目标回波信号的抗干扰方法,它要求雷达窄波束、窄脉冲工作,减小雷达的空间分辨单元 *收稿日期:2010年1月3日,修回日期:2010年2月5日作者简介:王瑞革,男,助理工程师,研究方向:雷达技术。

相控阵雷达之弊端

相控阵雷达之弊端 舰载多功能相控阵雷达是舰载雷达的一个主要发展方向,具有探测目标精度高、抗干扰能力强、可靠性高、隐身性能好等诸多优点。相控阵雷达采用电子稳定平台,通过自适应调度雷达时间和能量资源,改变天线表面阵列所发出波束的合成方式来改变波束扫描方向,可同时完成搜索警戒、精确跟踪、目标敌我识别、导弹制导、目标引导等多种功能。相控阵雷达使用电子扫描方式,通过改变频率或者是改变相位的方式,将合成的波束发射的方向加以变化。电子扫描扫描速率高、改变波束方向的速率快、对于目标测量精确度高于机械扫描雷达。目前,中、美、日、俄、法、意、德、英等国家都装备或正在研制相控阵雷达,其中较为著名的有中国装备于052C导弹驱逐舰和“辽宁”号航空母舰上的346相控阵雷达和装备于052D型导弹驱逐舰上的346A型相控阵雷达;美国装备于阿利?伯克级驱逐舰上的SPY-1系列相控阵雷达;日本海军装备在“日向”级“护卫舰”上的FCS-3型相控阵雷达等。多功能相控阵雷达虽然有着诸多的优点,但其与任何武器装备一样,有其利也有其弊。从造价上来说,相控阵雷达的造价普遍偏高,往往是普通雷达的数十倍乃至数百倍,这使得多功能相控阵雷达一般只能装备在一些高端主战舰艇上;从适装舰艇方面来说,由于多功能相控

阵雷达的重量一般较重而体积较大,故此,只能装备于大型舰艇上。从能耗上来说,多功能相控阵雷达的功率较大,长时间开机对舰艇上宝贵的能源资源耗费厉害。在性能上,多功能相控阵雷达也有一些不足之处,如对杂波特别是海杂波抑制能力不足、探测隐身目标能力不足、在对抗自卫式噪声干扰能力不足、探测低空及掠海目标能力不足、在强杂波背景时性能下降等。舰载多功能相控阵雷达既有预警雷达的远程警戒能力,又具有火控雷达的高精度。其警戒预警距离超过300千米,全空域搜索数据率在10至20秒。为满足舰载武器系统制导及火控的精度要求,雷达跟踪测量精度不能超过10分,而一般舰载警戒雷达的跟踪测量精度往往在几度以内。综合多方面性能上的考虑及目前的科技水平和经济性,舰载相控阵雷达雷达一般都以S频段作为工作频段。S频段与C频段和X频段相比较而言,波束宽,可用带宽窄,对海杂波的抑制能力不强。为了进行三坐标测量,该类型雷达都采用针状波束,为了提高可靠性,一般都采用工作在饱和放大模式的固态发射机。由于发射机输出功率不可调,故不能象普通对海雷达那样对发射波束进行赋形,导致在低空或掠海工作模式时海杂波更加强烈。在近岸工作时,如果蒸发波导等异常传播效应明显,会有大量远距陆地、岛屿等杂波出现,距离上的多重折叠会进一步增加杂波抑制的难度。而为了保证多任务和多目标能力,此时一般不采用MTD或

雷达抗干扰

雷达抗干扰 雷达抗干扰,属于军事领域,是一种在军事对抗中对抵御敌对方干扰的方法 雷达抗干扰- 正文 无论战时或战前,军用雷达都处于电子对抗环境中。对方通过电子侦察测定雷达辐射的有关参数,以便战时有针对性地对雷达实施电子干扰或用反辐射导弹等加以摧毁,防止或减少雷达取得己方目标的有用信息(见雷达对抗)。军用雷达则应具备电子防护手段,以保证战时能有效地获取目标信息(发现目标与测定目标参数)。抗干扰就是电子防护的重要内容。 发展概况第二次世界大战时,在地面防空、海战、空战中广泛使用雷达(如用于警戒、炮火控制、探照灯控制等),促进了雷达干扰技术的发展。战争后期,普遍使用噪声调幅干扰机、铝箔条和二者的混合干扰,从而又促进了雷达抗干扰技术的发展。除雷达频段向微波波段扩展以增强抗干扰能力外,还出现了许多其他抗干扰技术。这些抗干扰技术包括:雷达工作频率的跳变;有风速补偿的动目标显示;视频信号积累器;脉冲宽度、幅度鉴别电路;采用各种自动增益控制技术或对数放大器,以防止接收机过载和减少虚警;天线旁瓣匿影器;脉冲压缩等。50年代初期,军用雷达已普遍采用变频速度为秒级的机械变频技术和动目标显示技术。50年代后期至60年代,单脉冲、脉冲压缩、频率分集、旁瓣匿影和抑制调频干扰的一些技术已在雷达中应用。70年代以来,以行波管、行波速调管、前向波放大器、微波功率晶体三极管等作发射机末级放大器的雷达,变频范围达到6%~14%。在发射周期间捷变频、寻找干扰频段空隙瞬时躲避干扰的自适应捷变频技术已普遍采用。对于难以用变频躲避的快速宽带扫频干扰,许多雷达采用宽带限幅后再匹配接收的非线性处理方法。有些雷达已采用相干旁瓣对消技术,对干扰机的方位、仰角实现定向的无源技术。复杂的编码发射波形如线性调频、相位编码等也得到普遍应用。相控阵体制使雷达频率、脉宽、重复频率、波束指向和扫描速率更有随机性。雷达采取几个重复周期变频一次,或采取程序化的重复周期间变频并利用大容量存储器,把几个周期的回波存储起来,选择同发射频率的回波进行动目标显示滤波处理,已可解决雷达捷变频与动目标显示的兼容问题。 干扰威胁雷达与一般无线电设备相比更易受到干扰,因为目标散射的能量微弱,不大的干扰能量就能超过它。对于搜索雷达,对方主要是用杂乱信号或假目标扰乱雷达操纵员的观测,造成雷达测距、测角、测速的误差;或使操纵员无法观测和使自动化目标检测的计算机过载,从而破坏雷达对目标的检测。对于跟踪雷达,则使其跟踪假目标,从而丢失对真正目标的跟踪。干扰按性质分为消极干扰和积极干扰两种。①消极干扰:又称无源干扰,靠反射或吸收雷达的辐射能量使雷达观测目标困难(见雷达无源干扰技术)。反射的办法如投放长度为雷达半波长左右的小束金属箔条、敷金属膜的介质和其他反射体等。当少量投放时,投放的瞬间其回波类似飞机回波,借以欺骗执行炮火控制任务的跟踪雷达;当大批投放时,可形成杂波走廊,对目标起掩护作用。②积极干扰:又称有源干扰,用干扰发射机产生干扰能量,可分为压制性和欺骗性干扰两类(见雷达有源干扰样式)。压制性干扰的主要目的是妨碍雷达对目标的检测,包括瞄准式噪声干扰、阻塞式噪声干扰、扫频干扰、脉冲干扰、连续波干扰等。欺骗性干扰的目的是使雷达对假目标进行检测或跟踪,从而作出错误的判断。 雷达的干扰环境空袭中对雷达施放的干扰有自卫式、护航式、远方掩护式等方式,各有不同的用途和特点。自卫式干扰是由攻击飞机自身携带的干扰器材和设备所施放的干扰,旨在保护本身不被雷达发现或不被武器控制雷达所跟踪。飞机的主要任务是攻击,因此所带的干扰机和消极干扰器材只占飞机载荷的较小部分,一般只能携带对飞机威胁最大的雷达频段的干扰设备。由于自卫式干扰能力有限,在轰炸机和战斗轰炸机的编队中往往配备一定数量专门携带干扰设备的飞机以掩护其他飞机,或彼此携带不同频段干扰设备以互相掩护。只有当掩护者与被掩护者间的距离保持在雷达的同一角度分辨单元内,护航式干扰才能奏效。远方掩护式干扰是为了补救自卫式和护航式干扰之不足,由一些专门装载干扰设备的飞机,在远离敌方的安全地区进行干扰,其干扰频段较宽、强度较大。但是,因掩护者与被掩护者不在同一地区,常是从雷达天线旁瓣对雷达进行干扰。 抗干扰方法对付高斯噪声干扰的最佳接收方法是采用匹配滤波器(见检测理论)。强干扰时,处理后的信号干扰比约为2E/N0。式中E为收到的雷达信号能量;N0为噪声干扰频谱密度。增大发射信号能量、使用高增益发射天线、采用宽频带工作,都能提高抗干扰性能。单部雷达的抗干扰能力有限;若以多种不同频段雷达组成雷达网,则易对付机载干扰设备的干扰。最佳策略是把雷达频率分布于尽可能宽的频带,以躲避干扰。如无法躲避,则可迫使干扰机功率分散于雷达频段内,从而降低每赫兹的噪声干扰功率强度。网中雷达采用的扩展频谱信号、频率分集、频率捷变,都是为达到此目的而采取的有效措施。采用分辨力高的方位、仰角接收波束,可使护航式干扰难以互相掩护。低旁瓣天线可以减少受干扰的角域,对任何干扰均有效。采用天线增益大于雷达主天线旁瓣增益的宽波束辅助天线,能使信号与主天线信号进行比较,如旁瓣匿影器,可进一步抑制旁瓣来的脉冲干扰。有自适应功能的相干旁瓣对消器,能进一步抑制包括噪声干扰在内的高占空比干扰。抗干扰效果取决于干扰机的数目、空间分布和对消器的环数。对付用M型返波管产生的宽带快速扫频干扰,采用宽带接收和限幅后匹配滤波的技术,是有效的抑制措施。对于以倍频程工作的行波管产生欺骗雷达的回答干扰,雷达不能靠变频来回避,但采用随机变化的参数(如脉宽、重复周期、波束扫描速率等)、复杂而宽带的发射波形(如线性调频、二相码、四相码等)的方法

雷达抗干扰决策技术

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/3617791365.html, 雷达抗干扰决策技术 作者:王佳 来源:《科技资讯》2011年第24期 摘要:目前,在雷达抗干扰决策研究方面,国内外公开的研究并不多,借助这有限的雷达抗干 扰决策资料,本文对雷达干扰决策算法中的一种算法——基于0-1规划的雷达干扰决策算法进行分析。 关键词:雷达抗干扰决策算法 中图分类号:TN95 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)08(c)-0006-01 1 雷达干扰决策技术的决策原则 雷达干扰决策技术的决策原则有两种,一种是一对一原则,这种原则是指在整个过程中,对每一步雷达只分配一部干扰机。在干扰资源较紧张的情况下,干扰任务分配根据一对一原则来进行,可以尽可能多的干扰敌方雷达,这种原则也具有不足之处,其它对每一部雷达的干扰不能保证其有效性。另一种是多对一原则,这种原则是指在整个过程中,每一部雷达可分配多部干扰机。干扰任务分配采用这种原则,其主要目的就是为了抓住主要矛盾,从而重点干扰敌方威胁程度大的雷达,这种原则也具有不足之处,即当我方干扰机数量不够时,或者敌方雷达数量很多时,漏干扰很容易造成。 2 雷达干扰决策算法 雷达干扰决策算法主要有基于0-1规划的雷达干扰决策算法、基于多级优化动态的雷达抗干扰决策算法、基于布尔操作法的雷达抗干扰决策算法。无论是从运算复杂度还是从算法有效性来看,第一种算法更适用于雷达抗干扰的决策算法。因此,本文主要对基于0-1规划的雷达干扰决策算法进行分析。 2.1 0-1规划模型分析 这种规划的决策变量仅取值0或1。雷达干扰决策问题可以看作是一个最优指派问题,任务分配变量定义为:

搜索雷达抗干扰能力对策

搜索雷达抗干扰能力提升的对策和建议 一、概述 近几年,随着美国将最新型EA-18G干扰战机部署到日本等我国周边地区,对我国防空武器系统的威胁更加严重,因此如何提高防空武器系统中远程对空监视雷达装备的抗干扰能力成为重要课题被广泛关注。 下面主要就对空监视雷达抗干扰技术进行了汇总及简单介绍,文章最后就对空监视雷达抗干扰技术发展提出了个人看法。 二、搜索雷达抗干扰技术介绍 干扰技术与雷达抗干扰技术本就是矛与盾的关系,近几十年来,彼此的技术水平都有了很大提高,而雷达抗干扰技术作为防御措施,它的技术发展更加困难。 下面从空域、频域、时域、功率域和调制域等几个方面对对空监视雷达的抗干扰技术进行了归纳介绍,并以表格形式对抗干扰方法、针对干扰类型做了简单介绍,同时说明了干扰吊舱等干扰设备的反抗干扰手段。 a)空域抗干扰措施; 表1 空域抗干扰措施

b)频域抗干扰措施 表2 频域抗干扰措施 c)时域抗干扰措施 表3 时域抗干扰措施 d)功率域抗干扰措施 表4 功率域抗干扰措施

e) 调制域抗干扰措施 表5 调制域抗干扰措施 f) 其他抗干扰措施 表6 其他抗干扰措施 三、 搜索雷达抗干扰能力提升建议 雷达抗干扰技术经过近几十年的发展,虽然取得了很多成熟有效的办法,但是由于干扰技术也在不断发展,因此搜索雷达面临的电子环境也是越来越复杂,有种防不胜防的感觉。同时从单体雷达装备的角度考虑,其所能采用技术手段有

效,没有一部雷达能够抵御所有干扰手段,因此,对我军对空监视雷达抗干扰能力提升提出以下建议。 对于中远程搜索雷达,两维相扫超宽带多功能雷达是以后发展方向,因为其是许多抗干扰新技术应用的基础;超低副瓣、副瓣对消、天线扫描捷变、信号参数捷变等成为新型搜索雷达的必备抗干扰手段;但是相对于最新的干扰技术,仍显不足,因此必须从雷达体制上、武器系统层面上开始考虑抗干扰手段,如诱饵技术、双多基地雷达体制等。 从雷达装备自身考虑,作者认为雷达收/发端分置将成为解决抗干扰的有效途径,接收端远离发射源,使敌方干扰机不能发现接收端,因此不论采取任何干扰手段,都只能干扰到发射端方向,接收端不受影响;而发射端只要保证不被电子破坏,能够正常工作就可以;诱饵技术可以解决发射端的反反辐射导弹问题,多个发射站即可以彼此成为备份,同时使用时也可以提高接收端的检测精度。如果再从武器系统级别考虑中距离地空导弹拦截、近距高炮拦截、烟雾或锡箔条干扰等措施,保证雷达装备的安全概率应该较高。同时要对敌方电子战机的反打击能力进行研究,必须具有由守专攻的能力,这样的话,将会取得比较好的效果。

相控阵雷达系统

揭秘预警机的相控阵雷达系统 现代预警机除了装备有先进的机载远程监视雷达,通常还装有电子侦察、敌我识别,以及通信、导航、指挥控制和电子/通信对抗等多种电子设备。它不但能及早发现和监视从各个空域入侵的空中和海面目标,还能对己方战斗机和其它武器设备进行引导和控制;不但是空中雷达站,更是空中指挥所,在多次现代战争中发挥着无以替代的作用,证明了自身重大价值,成为各国重点开发研制的尖端武器装备。目前,美国、以色列、俄罗斯、瑞典和英国等国装备了自行研制的预警机,日本、法国、印度、沙特、希腊、澳大利亚和巴基斯坦则不惜重金从他国购买预警机,现役预警机总数已逾300架,型号逾20种……从而也成为广大军事爱好者关注的焦点之一。 在我们生活的大自然中,有很多生物,它们的眼睛并不相同。例如,昆虫的眼睛和人类的眼睛就不一样。昆虫的每只眼睛内部几乎都是由成千上万只六边形的小眼睛紧密排列组合而成,每只小眼睛又都自成体系,各自具有屈光系统和感觉细胞,而且都有视力。这种奇特的小眼睛,动物学上叫做“复眼”。蜻蜓的复眼,在昆虫界要算最大最多的,占整个头部的2/3,最多可达2.8万只左右,是一般昆虫的10倍。这样它在空中捕捉小虫时,便能得心应手,百发百中,从不落空。而人们常把雷达比作战争的眼睛。实际上,就像生物的眼睛有很多类型一样,雷达作为战争的眼睛,也有很多种。今天我们要介绍的有源相位控制阵列,简称有源相控阵,就像蜻蜓的眼睛,在所有种类的雷达里面,具有最好的“视力”。那么,什么是相控阵?什么是有源?有源相控阵和蜻蜓的眼睛到底有什么相似之处?这就是我们今天的话题。 相位控制天线阵列——不靠天线旋转实现扫描 在回答什么是相控阵之前,我们需要知道雷达的天线为什么要旋转。我们看到一部雷达时首先看到的就是天线——个头又大又高的部分。雷达作为战争的眼睛,用来看目标的实际上就是天线。大部分雷达,特别是早期的雷达,天线都是需要旋转的,天线要旋转的根本原因是天线的视野不是“广角”的,为了使所有方向上的飞机都能“天网恢恢、疏而不漏”,就要让天线转起来,就像人的眼睛只能看到前方,如果想看到自己两侧和身后的东西,就必须转身一样。它的视野有多宽,主瓣宽度就有多大。也许有人会问,为什么不能把天线做成广角的?这是因为输入到天线的能量如果平均分配到全部方向上辐射,能量就会比较分散,自然就不能传得很远了,所以,雷达主瓣做得比较窄。举例来说,美国E-3预警机的雷达天线的主瓣宽度近似为1°。如果要把全部方向上的空域都扫描一遍,主瓣得先后处于360各不同的位置上。 雷达采用天线旋转的方式,虽然实现了全方向的监视,但缺点也是秃头上的虱子——明摆着的。雷达波下一次再照射到同一架飞机,必须等到天线转完一圈,这个时间叫做“扫描周期”,通常天线一分钟转6圈,也就是每10秒转1圈。在这种转速下,对同一架飞机的连续两次照射,得过10秒之后,这时敌方的飞机可能已跑到3千米以外了飞、其次,让天线旋转的机械装置要比天线不动时的复杂,而且驱动它转起来要耗费更大的能量,安全性和可靠性也不容易保证。 相控阵体制的出现使得天线不用旋转就能实现扫描。它是如何实现扫描的呢?还得从天线说起。天线有很多小的单元——从样子看,像是很多缝隙―每个小的单元都能利用电磁感应原理将雷达蕴含的能量转化成电磁波辐射到空中。雷达发射机向每一个天线单元输入变化着的电流,产生变化的电场和磁场,电场和磁场交替振荡、互相激发,组成能在空间传播的电磁波,雷达发射机所产生的能量就这样被天线带到空中了。在空中一些很小的区域蕴含大部分雷达能量的是主瓣,类似于人眼的正前方,视角最为集中;在空间大部分区域蕴含了其余很少一部分能量的就是副瓣,类似于人眼的余光区域。 主瓣和副瓣到底占多大区域.取决于每一个天线单元辐射出的电磁波在空间叠加后的结果。每一个天线单元辐射出来的能量既有幅度,又有辐角,这个辐角就是“相位控制阵列”中的“相位”。多个天线单元按

相控阵雷达简介

相控阵雷达简介 第一部分:引言 论坛上朋友们对相控阵雷达很感兴趣,而且对美军的有源相控阵雷达表示出近乎崇拜的热情,总是哀叹我们为什么没有这么神气的雷达。但是在很多朋友的帖子中,都表现出我们对相控阵雷达的概念不是很清楚,甚至有的雷达专业的网友有时也有一些似是而非的说法。 其实要正确的了解雷达中的很多基本概念,并不是很容易的事情,要能给别人讲清楚,更需要实际的工作经验。碰巧我参加过相控阵雷达研制,虽然做的工作是边边角角的,但是想结合自己的体会和一些专业书上的概念,尽可能把我认为正确的概念介绍给各位朋友。 第二部分:相控阵技术综述 相控阵技术是一种通过控制阵列天线的各个单元的相位和幅度以便形成在空间满足一定分布特性的波束,并且能够改变其扫描角度(指向)的技术。这种技术目前一般都是用计算机控制波束的形成和扫描,因此最大和好处是可以实现一些传统天线没有的优势,即:形状、指向和波束的个数无惯性的改变。这里解释一下什么是波束,波束实际上是一个形象的说法,在天线和传播技术领域,我们经常讲某个天线发射的(或者接收的)波束是“笔型波束”、“扇行波束”等等之类的,并不是说在空间存在这样的一个笔形或者扇形的东西,而是说当这个天线发射信号时(或者接受信号时)它在不同的方向信号放大倍数是不同的(或者对接收在不同空间到达方向的信号放大倍数不同),有的方向倍数大(叫增益),有的方向小,就形成了一个增益和方向的关系曲线,形象的说,就是一个“笔形的波束”或者“扇形波束”。需要说明的是,所有的天线都有波束的概念,而且接收的时候和发射的时候可以是不同的。相控阵的天线通过电控的单元相位改变,使波束指向、形状、个数等可以很快的改变,这是它根本的优势。还有一个顺便可以提到的问题,就是雷达干扰和抗干扰问题。在雷达对抗领域,经常提到一个旁瓣干扰的概念,这个又是一个和波束概念有关系的。一般在天线增益最大的方向附近是天线的主波瓣,在这个方向附近之外,天线增益下降很快,但是

一种远程相控阵雷达单帧搜索参数优化方法

DOI:10.3969/j.issn.1672-2337.2015.04.005 一种远程相控阵雷达单帧搜索参数优化方法 胡明明1,王红2,谭怀英3,公绪华3,袁振涛3,肖松1 (1.空军预警学院研究生管理大队,湖北武汉430019; 2.空军预警学院二系,湖北武汉430019; 3.95899部队,北京100085) 一一摘一要:远程相控阵雷达担负目标搜索任务时,在一定检测概率下,特定波位的驻留时间与脉冲重复周期密切相关,如何优化设计脉冲重复周期值以节省时间资源,是一个值得研究的问题三针对远程相控阵雷达单帧搜索工作方式,提出了一种基于最小捕获时间的参数优化设计方法,并以探测临近空间高超声速目标为例,分析了捕获时间与脉冲重复周期之间的关系,给出了最优脉冲重复周期值的赋值区间三仿真结果表明,所提方法能有效节省雷达系统时间资源三 关键词:远程相控阵雷达;高超声速目标;单帧搜索;捕获时间;脉冲重复周期 中图分类号:TN958.92一一文献标志码:A一一文章编号:1672-2337(2015)04-0356-05 O p timization of Parameters for Sin g le-Frame Search in Lon g-Ran g e Phased Arra y Radar HU Min g-min g1,WANG Hon g2,TAN Huai-y in g3,GONG Xu-hua3,YUAN Zhen-tao3,XIAO Son g1 (1.De p artment o f Graduate Mana g ement,Air Force Earl y Warnin g Academ y,Wuhan430019,China;2.No.2De- p artment,Air Force Earl y Warnin g Academ y,Wuhan430019,China;3.Unit95899o f PLA,Bei j in g100085,China)一一Abstract:When the lon g-ran g e p hased arra y radar searchin g the tar g ets,the residence time of a beam varies with the p ulse-re p etition p eriod under a g iven detection p robabilit y,so the o p timization of the p ulse-re p etition p eriod is a p roblem needed to stud y.Considerin g the sin g le frame searchin g mode of radar s y stem, a p arameter o p timizin g method based on the criteria of minimal ca p turin g time for the detection of the near s p ace h yp ersonic tar g et is p ro p osed.The relationshi p between the ca p turin g time and the p ulse-re p etition p e-riod is anal y zed.The o p timal re g ion of the p ulse-re p etition p eriod is g ives.Finall y,the results of extensive simulations demonstrate that the p ulse-re p etition p eriod can be o p timized effectivel y to reduce the ca p turin g time b y use of the p ro p osed a pp roach. Ke y words:lon g-ran g e p hased arra y radar;h yp ersonic tar g et;sin g le-frame searchin g mode;ca p turin g time;p ulse-re p etition p eriod 0一引言 一一近年来,临近空间高超声速目标(NSHT)发展迅速,其高速二高机动二散射截面积小给预警探测系统提出了很大挑战[1]三相控阵雷达具有波束指向捷变二波形选择多样二工作参数设置灵活的特点,特别是大型地基相控阵雷达,发射功率大二作用距离远,通过设置合理的雷达工作方式和控制参数,可搜索发现NSHT三 在探测临近空间目标工作方式下,如何设置工作参数需要研究三关于相控阵雷达搜索参数优化设计的文献较多,文献[2-3]研究了影响相控阵雷达搜索性能的各个参数,并分析了合理的参数设置可实现雷达资源有效利用三文献[4]在文献[3]的基础上,建立了相控阵雷达在搜索资源受限条件下搜索性能优化模型,提出了一种基于最大跟踪起始距离的搜索参数优化方法三文献[5]从降低雷达截获概率二提高机载相控阵雷达生存能力角度出发,提出了一种基于射频隐身的雷达搜索参数设置方法三文献[6]建立了以捕获时间为目标函数的搜索性能优化模型,在搜索资源下降时,提 第4期 2015年8月一一一一一一一一一一一 雷达科学与技术 Rada r Sc i ence a nd Tec hno l og y一一一一一一一一一 Vol.13No.4 Au g ust2015 ????????????????????????????????????????????????? 收稿日期:2015-01-18;修回日期:2015-03-19 基金项目:国家自然科学基金青年基金(No.61401504)

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