经典雷达资料-第9章 电子反干扰(ECCM)-3
自适应阵列天线自适应阵列天线（如图9.3所示）是N 个天线的集合，天线的输出送到加权求和网络，加权值随信号自动调整以减少不需要信号的影响，并增大求和网络输出中所需的信号。
输出信号z 经包络检波并与合适门限α 相比较以发现有用的信号[28][34]～[40]。
自适应阵列天线是前面章节中描述的SLC 系统概念的推广。
我们首先考虑干扰对消及目标增强的基础理论，然后把注意力集中在使用自适应阵列天线来获得超分辨能力，以便有助于ECCM 。
自适应阵列天线的实现与数字波束形成技术有着越来越紧密的联系[41]～[43]。
干扰对消与目标信号增强早在20世纪70年代初期，自适应阵列天线原理就得到非常精确的数学描述[40]。
最佳权矢量的表达式给出基本的结果。
*1ˆS M W-=μ （9.6） 式中，)(T *V V M E =是阵列天线所接收的V （噪声加干扰）的N 维协方差矩阵；S 是N 维矢量，它包含某个方向来的目标信号的采样。
可以看出，式（9.6）和SLC 的方程式（9.3）之间的相似性。
相比于SLC ，自适应阵列天线技术有在消除杂波、箔条和干扰时增强目标信号的能力。
自适应系统以最佳模式分配其自由度（即阵列的每个天线接收的脉冲串）以达到上述目的。
图9.3 自适应阵列方案自适应阵列基本理论的推广包括：（1）目标模型S 未知，而不是在式（9.6）中假设已知的。
（2）除空间滤波外，还采用了多普勒滤波来消除杂波和箔条。
（3）雷达平台如在舰载或机载应用中是移动的。
第9章 电子反干扰（ECCM ） ·359·式（9.6）的最佳滤波的检测概率为[40])/1ln(2,(*1T FA D P Q P S M S -= （9.7）式中，Q (·,·)是Marcum Q 函数，P F A 是预先设定的虚警概率。
可以证明，式（9.6）中的权矢量提供最大的改善因子I f ，它由下式定义：输入端信干功率比输出端信干功率比=f I （9.8） 输入端信干功率比(SNR)I （相对于单个回波脉冲）在天线的输入端测量。
对应于式（9.6）中最佳权矢量的I f 值为[40]I*1T )SNR (S M S -=f I （9.9） I f 比SLC 所采用的对消比更能代表自适应阵列的性能。
事实上，自适应阵列中在消除干扰的同时使有用信号得到积累。
自适应天线的实现仅局限于一些实验系统，为了便于用计算机进行矩阵求逆，转换它们只使用了有限的少数（大约为10个）天线 [44][45] 。
具有大量接收单元的阵列需做某些形式处理上的简化。
一种部分自适应的方法是使用子阵，自适应处理器的输入来自子阵。
必须合理地选择子阵以避免栅瓣 [46][47] 。
全自适应阵列的其他简化形式有确定性空间滤波及仅用相位置零技术。
前者降低干扰可能到来的方向或立体角的副瓣电平，例如零度仰角及相邻区域是干扰最有可能出现的位置，因为干扰机通常是地基的或者距离很远。
权矢量可离线求得，通过假设一个已知协方差矩阵M 并存入存储器，那里有一权矢量“菜单”，供操纵员或自动判决系统使用[48]。
因为把移相器作为波束控制系统的一部分已经实现，所以相位置零技术有吸引力。
如果相同的移相器可以同时用于波束控制和自适应干扰置零，则昂贵的改型就不必要了。
可是，相位置零合成带来分析和计算上的困难，当单元权矢量的幅度和相位都可随意变动时，就不存在上述问题[49][50]。
尽管如此，试验性的系统已获得成功 [51]～[53] 。
超分辨普通天线的分辨力受限于众所周知的瑞利准则，即两个在角度上分开不小于0.8λ/L （以弧度计）的等幅噪声源才可以被分辨，其中λ 代表波长，L 是孔径长度。
当入射波的信号-热噪声之比较大时，自适应阵列天线可获得一个极窄的自适应波束宽度来获得较好的方向估计。
对于ECCM 来说，这是非常重要的， 因为可以获得非常精确的干扰机选通信号，同时有可能测量干扰源强度及得到无副瓣的空间谱方向图。
对干扰机的角度估计可用来在干扰机方向形成波束，并作为自适应干扰抑制的辅助通道[54]。
干扰方向也可用做确定波束置零，特别是主波束置零[55]。
除干扰源方向及干扰源强度外，该技术还可以提供其他信息，如干扰源数目及它们之间的互相关性，这些信息可以用来跟踪及分类干扰源，以便更好地对其作出反应。
W. F. Gabriel 提出并分析了超分辨概念[56]，他和其他后来学者描述了几种不同的方位估计的方法[39][57]～[59]。
其一是最大熵法（MEM ）。
该方法适用于除了信号所在方位外具有全方位接收方向图的Howells-Applebaun 自适应波束形成器。
接收方向图中的零点指出了信号的存在。
因为零点总比天线波瓣尖锐，所以用自适应波瓣可以更精确地测定信号方位，这也就第9章电子反干扰（ECCM）·360·是超分辨。
通过简单的倒置自适应方向图可以得到所需的空间谱方向图。
正如Gabriel所指出的，并不存在一个真实的天线方向图，因为没有线性合成阵列产生的信号以产生一个有尖峰的空间方向图。
它只不过是从一个真实的自适应天线方向图的倒数计算出的一个函数。
超分辨和自适应天线在数学上是相同的，它们使用相同的算法，相同的硬件。
粗略地说，两者之间的区别仅在于，一个是零点向下的方向图（消除干扰的自适应天线），另一个使用零点向上的方向图（干扰的超分辨）。
所能得到的超分辨的程度主要依赖于实现所使用算法的方式。
信号量化所需的精度和各通道之间的匹配程度可与自适应置零的精度和匹配程度相比拟。
收缩式阵列处理器将繁重的计算任务加以分类后处理[60]。
试验指出，分辨极限更多地是由类似于通道不匹配误差的实现因素决定，而不是纯粹由信噪比决定。
在用目前的技术水平来获取各通道间的均衡、偏置补偿和I, Q通道放大均衡等条件下[58]，两个互不相关相互隔开四分之一波束宽度辐射源看起来是超分辨的极限。
多于两个辐射源时,分辨力就会变坏。
9.7 与发射机有关的ECCM不同类型的ECCM与辐射信号的功率、频率、波形的适当使用和控制有关。
对付噪声干扰的最直接办法是加大雷达发射机功率。
这种方法与使雷达天线波束聚焦在目标上的方法相结合可以获得更大的探测距离。
但这样做是有代价的，即当雷达停在某一特定的方向上后，它将不能观察其他应该观察的方向。
另外，该方法对箔条、诱饵、转发器和欺骗式应答干扰等无效。
更有效的方法是，使用复杂的、变化的、不同的发射信号，让ESM和ECM承受最大的负担。
根据方法的不同可分为频率捷变、频率分集或宽瞬时带宽信号[61]～[64]。
频率捷变是指雷达发射频率脉间或脉组捷变。
脉组频率捷变允许多普勒处理，而脉间频率捷变与多普勒处理是不兼容的。
脉间频率捷变波形中每个发射脉冲的中心频率以随机的或固定的方式在大量的中心频率间变化，下一脉冲的频率不可由当前的脉冲预知[65]。
频率分集是指在雷达中使用多个不同频率的互补的发射机，这些频率要么来自一部雷达（如，仰角上多波束雷达在每个波束上使用不同的频率），要么来自几部雷达。
频率捷变和频率分集的目的是，强迫干扰机把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和由此获得的ECM有效性[15]。
宽瞬时带宽信号在每个发射脉冲内有相当大的频率变化，可以扩展到中心频率的10%。
例如，（1）线性调频信号；（2）频率编码信号；（3）相位编码信号。
频率捷变、频率分集以及瞬时宽带技术代表了ECCM的一种形式，它把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，并使干扰更加困难。
这些技术适用于波形编码领域[12][29]。
波形编码包括脉冲重复频率（PRF）抖动，PRF参差及发射脉冲整形。
这些技术专门对付欺骗干扰，因为对方不可能知道和预测发射波形的精细结构。
实现脉冲压缩的脉内编码有利于提高雷达探测能力及分辨力。
可以通过检测干扰信号，发现其频谱凹口来选择具有最低干扰电平的雷达发射频率。
在对付脉冲ECM、点噪声、非均匀阻塞噪声时该方法特别有用。
该方法的效果主要依赖于雷达捷变带宽、采集速度，以及对“智能”干扰机的频率跟踪，例如自动频率选择技术（AFS）[64][66]。
另一个减少主瓣噪声干扰的技术是，提高发射频率（相当于增大天线尺寸）以减小天线第9章电子反干扰（ECCM）·361·波束宽度，这样就限制了主瓣干扰的角度区域并提供了一个干扰机方向信号。
通过两到三部空间上分开的雷达所提供的方向信号可以将干扰机定位。
9.8 与接收机有关的ECCM经受了天线ECCM而保存下来的干扰信号如果足够大的话，将使雷达处理链饱和。
其结果导致目标信息的致命性丢失。
宽动态范围（如对数和线性-对数）接收机常用来避免饱和。
也可以使用其他特殊的处理电路以避免饱和，例如快时间常数（FTC）装置、AGC及CFAR[3][15][17]。
但是，严格地讲，这些并非是ECCM技术。
例如，FTC通过防止杂波使显示器饱和来检测大于杂波的信号，但它不能提供杂波中可见度。
AGC使雷达在其动态范围内工作，防止系统过载，并进行适当的归一化处理，使标准的信号幅度出现在雷达距离、速度和角度处理—跟踪电路中。
由于自动化系统中计算机的限制，必须使用CFAR。
它通过降低雷达检测所需目标的能力来防止计算机过载。
总之，这些技术在雷达中是必需的，但并非用来进行电子战。
对数接收机指在指定范围内其视频输出信号与射频输入信号的包络成对数关系，当存在强度可变的干扰、噪声、云雨、杂波和箔条时，防止接收机过载。
它可以使雷达能探测到比干扰、噪声、箔条、杂波干扰更大的目标回波，而一般的小动态范围线性接收机由于在中等噪声电平时已饱和而不能检测到目标信号。
它的不利之处在于，对低电平干扰信号的放大大于对高电平目标信号的放大，降低了信干比，并使低电平噪声干扰机更有效。
另一个不利之处是对数特性将扩展回波频谱，使得MTI及脉冲多普勒处理更加困难[13][15]。
当输入信号幅度大时，线性-对数接收机输出信号幅度正比于射频输入信号幅度的对数，幅度小时输出信号幅度正比于射频输入信号幅度。
它可获得比对数接收机更好的性能[15]。
限幅器也可以用来反干扰。
它们是非线性无记忆器件，可斩去大幅度的干扰信号。
Dicke-Fix接收机可以对付高扫频速率CW干扰和扫频点噪声干扰[15][67]。
Dicke-Fix（宽-限-窄）接收机包括一个宽带中频放大器、一个放在窄带中频放大器之前的限幅器。
宽带放大器能从扫频干扰的影响中迅速恢复，限幅器抑制掉干扰信号。
它们对窄带目标信号没有明显影响，由与信号匹配的窄带滤波器对窄带目标信号进行积累。
9.9 与信号处理有关的ECCM数字相参信号处理对杂波及箔条干扰有很好的抑制作用[68]，它是由运用相参多普勒处理技术于固定或自适应MTI而得到的启发。
《雷达原理》知识点总结
【雷达任务：测目标距离、方位、仰角、速度；从目标回波中获取信息【雷达工作原理：发射机在定时器控制下，产生高频大功率的脉冲串，通过收发开关到达定向天线，以电磁波形式向外辐射。
在天线控制设备的控制下，天线波束按照指定方向在空间扫描，当电磁波照射到目标上，二次散射电磁波的一部分到达雷达天线，经收发开关至接收机，进行放大、混频和检波处理后，送到雷达终端设备，能判断目标的存在、方位、距离、速度等。
【影响雷达性能指标：脉冲宽度（窄），天线尺寸（大），波束（窄），方向性。
【测角：根据接收回波最强时的天线波束指向【雷达是如何获取目标信息的？【雷达组成：天线，发射机，接收机，信号处理机，终端设备（电源，显示屏），收发转换开关【发射机工作原理：为雷达提供一个载波受到调制的大功率射频信号，经馈线和收发开关由天线辐射出去。
【发射机基本组成：单级振荡式：脉冲调制器，大频率射频振荡器，电源。
主振放大式：脉冲调制器，中间和输出射频功放，电源，定时器，固体微波源（主控振荡器，用来产生射频信号）工作过程：（1）单级振荡式：信号由振荡器产生，受调制（2）主振放大式：信号由固体微波源经过倍频后产生，经射频放大链进行放大，各级都需调制（脉冲调制器），定时器协调工作。
优缺点：单击振荡式：简单经济轻便，频率稳定度差，无复杂波形；主振放大式：频率稳定度高，相位相参信号，有复杂波形，适用频率捷变雷达【发射机质量指标：（1）工作频率（波段）（2）输出功率：影响威力和抗干扰能力。
峰值功率（脉冲期间射频振荡的平均功率）和平均功率（脉冲重复周期内输出功率的平均值）。
（3）总效率Pt/P。
（4）调制形式：调制器的脉冲宽度，重复频率，波形。
（5）信号稳定度/频谱纯度，即信号各项参数。
【调制器组成：电源，能量储存，脉冲形成【调制器任务与作用：为发射机的射频各级提供合适脉冲，将一个信号载到一个比它高的信号上【仿真线：由于雷达的工作脉冲宽度多半在微秒级别以上，用真实线长度太长，因此在实际中是用集总参数的网络代替长线，即仿真线【刚/软性开关：刚性开关的电容储能部分放电式调制器，特点为部分放电，通电利索；软性开关的人工线性调制器，特点为完全放电，效率高，功率大。
电子干扰条件下的预警雷达功能仿真
中图 分 类 号 ： Ｎ９ ９ ＴＰ ９ ＿ Ｔ ５ ； ３ ｌ９ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ６ ２ ２ ３ （ ０ ０ ０ — ２ ６０ １ ７ —３ ７ ２ １ ） ４０ ９ — ５
Ｆ ｎ ｔ ｎ ｌＳｍｕａｉｎ ｏ ｒｙ Ｗ ａｎｎ ｄ ｒｉ ａ ｕ ｃｉ ａ ｉ ｌｔ ｆＥａ ｌ ｒ ｉｇ Ｒａ ａ Ｊ ｍｍｉｇＣｏ ｄｔ ｎ ｏ ｏ ｎ ｎ ｎ ｉｏ ｉ
ｅ ｆｃｅ ｙ． Ｉ ｓｑｕｉｅ ｉ ｐ ｔ ｎｔｔ ｍ ｐ ｏｖ ｈｅ ｒ ｄａ ’ ｆｉｉｎｃ ｔｉ ｔ ｍ ｏｒａ Ｏ ｉ ｒ ｅ ｔ ａ ｒＳ ＥＣＣＭ ｆｉｉｎｃ ． ｅｆｃｅ ｙ
Ｋｅ ｒ ｓ ｅ ｒｙ ｗａ ｎ ｎ ａ ａ ；ｅ ｅ ｔ ｏ ｉ ｗａ ｆ ｒ （ ｙｗｏ ｄ ： ａ ｌ ｒ ｉｇ ｒ ｄ ｒ ｌ ｃ ｒ ｎ ｃ ｒ ａ ｅ ＥＷ ） ｉ ｌｔ ｎ；ｅｅ ｔｏ ｉ ｏ ｎ ｅ－ ｏ ｎ ｅ — ａ — ；ｓｍｕ ａ ｉ ｏ ｌｃ ｒ ｎ ｃｃ ｕ ｔ ｒｃ ｕ ｔ ｒｍｅ ｓ
第 ４期 ２１ ０ ０年 ８月
雷达 科 学 与 技 术
Ｒ ａｄａ ｒ Ｓ ｃ ｉ ｅｎｃｅ ｎｄ ｅｃｈｎｏＪ ａ Ｔ ０ｇｙ
Ｖ ｏ ． ＮＯ． １８ ４
Ａｕ ｕ ｔ２ １ ｇ ｓ ０ ０
电子 干扰 条 件 下 的预 警 雷 达 功 能仿 真
曾益 君 。万 华
电子干扰简介
电子干扰是阻止或破坏敌方电磁信息的获取、传输和利用的重要措施，是进攻性电子战的“软杀伤”手段。
电子干扰是有意识地发射、转发或反射特定性能的电磁波，以扰乱、欺骗和压制敌方军事电子信息系统和武器制导控制系统，使其不能正常工作。
干扰信号的频带宽度达到雷达带宽的几十倍，上百倍，甚至覆盖雷达的一个工作频段。
宽带阻塞式干扰不需要知道雷达信号的详细情况，只要打开干扰机，在它频率范围内的雷达都将受到干扰。
这种方法就可以有效地干扰频率捷变雷达。
雷达频率捷变的范围一般在它中心工作频率上下的10%以内。
例如一部工作在5吉赫左右的雷达，频率捷变范围大约在4.75-5.25吉赫，达到5M兆赫。
覆盖这个频率范围、带宽超过5阴兆赫的阻塞干扰机可以把跳到任何频点上的雷达信号都干扰掉。
而且宽带阻塞干扰用在对付一个多部雷达组成的雷达网，或者对付使用同一频段雷达的一个飞机编队时，就能起到对多部雷达同时干扰的作用。
在1991年沙漠风暴行动中，多国部队就采用阻塞干扰作为大规模空袭的开始，便对方的雷达和通信电台全部失灵。
由于阻塞式干扰发射机的功率平摊在整个很宽的频带上，而但是，采用这种噪声形式的干扰发射机很难获得最大功率的放大。
因为要保持噪声不因为饱和而变形，放大器输出干扰信号的功率只能达到放大器允许功率的一半左右。
于是在实际的压制式干扰机中，有一种噪声调频的方法用得更普遍。
噪声调频干扰的产生就象调频广播的原理类似。
调频广播是把音乐或其它要广播的声音信号调制到载波的频率上发射出去，再通过收音机重新把声音信号恢复出来。
噪声调频干扰是把视频的噪声调制到微波频率上，形成噪声调频波，进入雷达接收机后，只要波形参数选得适当，就会产生类似于机内噪声的效果。
噪声调频干扰可以用功率放大器的最大功率满额放大，所以用同样的放大管，可以获得更大约有效干扰功率。
使用噪声调频的干扰样式，如果调制波形参数不同，雷达受干扰的效果也不相同。
研究部门曾对各种干扰波形样式进行了测试，有的干扰波形要增大几十倍的功率才能与理想噪声波形的干扰效果相当。
雷达基础知识
雷达基础知识摘自王小谟,张光义等主编雷达与探测一书测量空间位置的方法(距离,角度,高度三坐标,速度等)1：方位角测量：波束扫描到目标时,回波从时间顺序上从无到有,从小到大,再从大到小最后消失.所以天线对回波信号进行调制.当测量的回波最大时,此时方位即为方位角数据.另一种测量方法是顺序比较法：用两个相互交叉的波束照射目标.只有当方向角对准目标时左右两侧回波强度才相等.所以只要对两个接收机的信号做出比较即可精密测向.这种方法称单脉冲测角法,往往用于要求高精度的场合2：距离的测量：电磁波以光速传递,则有R=1/2·(CT)：R=雷达和目标的直线距离,C=光速(3X10^8米/秒),T=时间单一脉冲制雷达为了防止距离模糊(雷达无法分清接受到回波是什么时段发射而导致距离失准),有时会采用互质频率发射以统计时间3：高度的测量：需要通过点头雷达或相扫等手段确定目标仰角θ,再依据目标与雷达的距离R,可测量出目标高度考虑地球曲率,雷达高度h后的目标高度计算公式为H=h+Rsinθ+R^2/2ρ.其中ρ为地球曲率半径与之相对,如果知道目标高度(如舰船,山峰等),求目标距离的公式为R=2.08(√h+√H)4：目标测速：通过多普勒原理得知,从目标反射回的波段,相比发射的波段多了一个多普勒频移f如果目标径向速度V,雷达波长为λ,则f=2V/λ.则目标速度V=Fλ/2 5：其他测量：通过对目标回波起伏特性的测量,可以判定目标的一些状态(如稳定或翻滚)；通过对目标回波极化矩阵的测量,在一定程度上可判断目标的构成与属性；通过提高雷达的分辨能力和多目标跟踪能力,可以作到雷达成像,以及对目标状态变化的跟踪等(如飞机发射导弹,卫星脱离火箭等)另有,甚高频雷达对地下目标(如工事坑道,地下管道等)有比较强的探测能力频率的划分：波长与频率的关系为：频率F=c/波长λ雷达接受距离的方程简单点说就是接收距离R的四次方与目标面积δ,波长λ的平方,峰值功率P,以及发射/接收天线的增益之积G成正比,而与信噪比(S/N)和带宽(△f),损耗因数L,玻耳兹曼常数K(1.38x10^-23 J/K),以及等效噪声温度T成反比R^4=[P·G·δ·λ^2]/[(4π)^3·L·K·T·△f·(S/N)]雷达观察区域受到观察空域(如两坐标监视雷达要求360环视),最大仰角(比如对于监视雷达一般取0到30度),最大探测高度Hmax,最大和最小观测距离Rmax/Rmin等的影响一般雷达对指定截面积目标可以观测到的距离和高度有一定包线,称雷达威力图例如下图电子对抗电子战的实质是斗争双方利用一切手段争夺对电磁频谱的有效使用权.主要包括三个方面：电子支援措施(ESM),主要功能是对敌辐射源进行截获,识别,分析和定位电子对抗措施(ECM),主要是破坏敌人电子设备或降低其效能,乃至物理摧毁等以及电子反对抗措施(ECCM),是保障自己电子设备在敌方实施电子对抗手段后仍能正常工作的各种战术和技术手段按照使用种类,可以分为平台式(如降低信号,干扰等),和投放式(投放诱饵,拖曳信号标等)按照有无辐射源,可分为无源干扰(降低信号,投放箔条)和有源干扰(各种有源诱饵,闪光照射,噪声/红外/欺骗干扰等)电子侦察以及反侦察电子战中雷达的电子侦察主要包括：雷达情报侦察,运用各种手段侦察敌雷达的特征参数,判断其性能,类型,用途,配置,以及所指挥武器的有关战术情报雷达对抗支援侦察：凭借上一步侦察到的对方雷达各种数据和有关战术情报,识别敌雷达的数量,部署,范围,性质以及威胁等级程度等,为作战指挥实施雷达预警,以及相关战役战术行动等提供依据雷达告警：作战中实时发现敌雷达并作出告警引导干扰：侦察是实现有效干扰的前提和依据辐射源定位：为武器精确摧毁敌人雷达提供依据雷达为了自己的生存,必须具备良好的反侦察能力.最重要的是想办法让敌人收不到雷达信号或者受到假信号.主要措施有：设计低截获概率雷达：依上叙述,雷达可以采取低峰值功率,宽频率带宽,高占空因数,低旁瓣发射天线,采取被动工作方式,采用自适应发射功率管理等技术,降低被发现的距离(如美国APG77.而有关侦察距离则可用有源相控手段控制各个单元分别将其波段和频率合成成较适合波段,以及侦察方向的集中性等手段来弥补)控制雷达开机时间：在完成任务的前提下,开机时间尽量短,次数尽量少,同时开机必须经过规定程序批准.值班雷达的开机时间和顺序应当无规律.控制雷达工作频率：对雷达的使用频率要按常用频率工作；同一模式的雷达应尽量按同一频率工作；严格控制使用频率,禁止擅自改变雷达频率,若必须采用跳频手段工作,必须经过批准并按照预定计划进行.隐蔽雷达和新雷达的使用必须经过批准适时更换敌人可能发现和熟悉的雷达阵地设置假目标并对外发射假信号等电子干扰针对雷达的对抗措施有三种：一是告警和回避,而是火力摧毁,三就是干扰雷达干扰是指利用干扰设备发射干扰电磁波,或录用能反射,散射,衰减以及吸收电磁波的材料反射或衰减雷达波,乃至通过主动手段欺骗和使武器系统失控等,从而扰乱敌人雷达工作,降低其效能,使其不能发现目标和告警,造成武器系统威力无法发挥等.这是电子对抗中最常用的一种手段雷达抗干扰电子反干扰是指确保己方有效运用电磁频谱而对电子干扰采取的各种举措,这些措施共同的特点是它们几乎总是与雷达等电子设备设计制造的技术有关.电子干扰和反干扰的斗争基本上就是争夺功率和带宽资源的斗争.任何雷达和通信都是可以被干扰的,同样任何干扰手段都是可以预防的.这最终还是主要取决于双方愿意投入电子战的资源.精心设计,性能优良的雷达基本上都具备强大的ECCM能力,而各种先进技术,如无源探测手段和低概率雷达等的研究,也取决于一个国家的工业能力和工业基础,以及投资的多少雷达抗摧毁现代战争中反辐射导弹(ARM,包括反辐射无人机)已经成为雷达不可回避的对手.海湾战争中联军在战争第一小时之内就投放200多枚ARM,配合其他电子战手段,彻底将伊拉克防空系统炸瘫ARM的特点有：采用多种方式制导：包括红外,光学,惯性制导等；采用宽频接收机,可攻击各种先进雷达(包括单脉冲雷达,脉冲压缩雷达,跳频雷达和连续波雷达等),且自身抗干扰能力较强,一些先进的ARM甚至采用了人工智能技术,可自动寻找,记忆,锁定和攻击辐射目标抗ARM的办法,除了主动打掉ARM极其载机以外,还有一些被动措施：1：ARM在攻击之前需要电子支援手段先截获,识别和定位目标雷达信号,因此可以采用战术手段让ARM难以接受信号.如经常更换阵地,控制开机和控制频率；将发射机和接收机分离并设置各种电子/光学/红外诱饵(甚至可以让诱饵轮番开机消耗其能量,并使其无法瞄准)；技术上提高和优化雷达的空间,频率,波形和极化的隐蔽性；以及多台雷达组网(摧毁个别雷达仍能保证地域监视)等雷达的低空性能与低空突防低空/超低空一般指地表以上300米以下的空域.这里是大多数雷达探测的盲区,一些先进雷达即使能探测,性能也要打折扣(例如典型二代战斗机下视能力基本为零,典型三代战斗机和预警机的下视能力也很不乐观往往探测距离要减一半左右.装备先进相控阵雷达的三代半和四代战斗机这方面则可以接近和达到雷达的探测距离)一些西方专家认为,目前飞机和巡航导弹突防高度为：水面上10到15米(甚至有的可以做到5米)；平原地区50到60米；丘陵山地等100到120米.而且降低高度比增加速度更有利于提高生存能力从军事上说,低空对雷达的干扰主要有：地球曲率的遮挡地形多径效应(雷达直射波,地面反射波和目标回波产生干涉效应,导致波束分裂和衰减.这种效应与地形平坦有关,山区等地的多径效应比平原和海面更严重)地表反射背景回波的强干扰(往往杂波的强度是回波的许多倍,尤其对于小反射面积的巡航导弹和隐身飞机而言.所以对低空雷达有个参数叫做杂波可见度SCV,用来表示多普勒雷达或动目标监视雷达从杂波中分辨目标的能力)雷达反低空突防,从技术上说可以采用各种反杂波技术.如降低旁瓣,采用超视距雷达(低空视野可达普通雷达数倍乃至数十倍,甚至几千千米.但是地波雷达精度低且易被干扰,天波雷达则受气象和环境限制比较大,虽不容易找到波段相位但是只要找到则非常小的功率即可干扰)；采用SAR(合成孔径雷达)搜索地表目标(比较适合卫星和飞机使用).而从战术上,通过雷达提升高度(如制高点或者直接使用雷达飞艇或预警机等)；不同种类的各种探测手段(雷达/红外/光学/甚至防空哨等)组网观察；依靠技术手段和计算而精选雷达阵地等,都可减弱地表杂波对雷达的影响反隐身飞机首先说明一下,根据相关材料,F22雷达反射面积小于F117,而不是之前某些人士宣称的0.3M^2(一发导弹的反射面积都有0.5M^2以上)隐身飞机通过涂料,材料和外型,使大多数雷达波被吸收或者反射到其他角度,其对雷达的威胁极大,甚至将完全成为防空作战的主要对手对于常规雷达来说,雷达截面积的减小明显削弱了雷达的探测能力,也就削弱了整个武器系统的战斗力.如果要维持旧有雷达体系不变的情况下象发现常规飞机一样发现隐身飞机,功率和口径都需要成几何级数的增大.二者的乘积需要增加10~1000倍.这可以对个别单基地雷达使用,但是在整体上是军费难以支撑的一些有前途的技术手段为：短波超视距雷达甚高频(100~300MHZ)与超高频(300~500MHZ)雷达,但需要克服抗干扰能力低和精度差的问题.可作为警戒和引导手段使用多基地雷达,或雷达组网对于某些必须使用单体雷达的单位,可以试图增大功率和口径使用带辐射管理功能的主动相控阵雷达目前反隐身技术仍在研究中。
雷达介绍
A A<0.25; B>0.25 B<0.5; C>0.5
D E<3.0; F>3.0 G<6.0; H>6.0 I<10.0; J>10.0
J J<20.0; K>20.0
K L<60.0; M>60.0
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五、雷达的分类
频带
HF VHF, UHF
UHF, L S, C
X, Ku, K
Ku, K, Ka
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三、雷达的发展历史
捷克“塔马拉”雷达系统(被动雷达)
分析空中商用电台、电视的频率和信号特征及其他信号的 波动状态来侦测隐形飞机。
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四、雷达的应用
1、远程预警雷达
弹道导弹防御， 探测洲际导弹， 和绕地球的卫星 420－450兆赫（UHF） 探测距离4800～5550km 高32m，2000个阵元
2）不适合大面积搜索 3) 制作精度高，可靠性不高
应用：目标探测和监视 、火控和跟踪 、导引头和导弹末制导 、
外层空间
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四、雷达的应用
16、激光雷达 优点：◆频率高（比微波高3~4个数量级）。多普勒频率高，对抗电子干扰、
反隐身，高精度测距（cm）◆能量高度集中，无副瓣
缺点： ◆激光的大气传输效应（大气悬浮粒子对于光能的吸收和散射）限制了
近地应用时的作用距离 ◆极窄的波束使得对于运动目标的搜索和捕获比较困难， 通常需要靠其他手段来引导。
应用：飞行器空间交会测量 ，目标精密跟踪，瞄准，直升机防撞告警 ，化学
战剂和局部风场测量 ，水下目标探测 （蓝绿激光0.5um可探测深达百米的目标）
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五、雷达的分类 ➢按安装位置分
雷达原理讲义及模拟题参考答案
§1.3 雷达的工作频率
无论发射波的频率如何， 只要是通过辐射电磁能量和利用从目标反射回来的回波， 以便 对目标探测和定位，都属于雷达系统的工作范畴。 常用的雷达频率：220～35000MHz（220MHz～35GHz） ，实际上各类雷达工作的频率在两 头都超出了上述范围（激光，红外雷达，广播） 大多数工作在 200MHz～10GHz 1m—300MHz;1 分米—3000MHz=3GHz;1cm—30GHz;1mm—300GHz 频段名称 UIIF 波段 L 波段 S 波段 C 波段 X 波段 Ku 波段 K 波段 Ka 波段 mm 波段 频率 300～1000MHz 1000～2000MHz 2000～4000MHz 4000～8000MHz 8000～12000MHz 12.0～18GHz 18～27GHz 27～40GHz 40～300GHz 国际电信联盟分配的雷达频段 420～450MHz 890～940MHz 1215～1400MHz 2300～2500MHz 2700～3700MHz 5250～5925MHz 8500～10680MHz 13.4～14GHz 15.7～17.7GHz 24.05～24.25GHz 33.4～36GHz
§1.4 雷达的应用和发展
§1.4.1 应用
按应用平台：太空，空中，地面，海上（空基，地基，海基） 作用：探测，定位，跟踪 军用：预警雷达（超远程雷达） ，洲际导弹，洲际轰炸机；搜索和警戒雷达，飞机；引 导指挥雷达（监视雷达） （预警飞机） ，引导歼击机；火控雷达，火炮；制导雷达，导弹；战 场监视雷达，坦克，车辆，人员；机载雷达（截击，护尾，导航（可民用） ，火控） ；无线电 测高仪；雷达引信。 民用：气象雷达，航行管制（空中交通雷达） ，宇宙航行中用雷达，遥感，另有飞机导 航，航道探测，公路测速 按雷达信号形式分： 脉冲，连续波，脉冲压缩（LPM/相位编码） 脉冲多普勒，噪声雷达，频率捷变雷达等 按角度跟踪分：单脉冲，圆锥扫描雷达，隐蔽锥扫雷达等 按测量目标的参量分：测高，两坐标，三坐标，测速，目标认别等 按信号处理方式分：分集雷达（频率分集，极化分集等等） ，相参，非相参积累雷达， 动目标显示雷达，合成孔径雷达等 按天线扫描方法分：机械扫描，相控阵，频扫等
雷达对抗
第一章 雷达对抗概述 内容：基本原理，技术方法，指标要求，系统组成，信号处理，参数选择 §１．１ 雷达对抗的基本概念及含义 一 雷达对抗：侦察，干扰，攻击的战术措施的总称 二 基本原理及特点：侦察：（１）雷达发射信号 （２）ＳＮＲ （３）检测和处理能力 干扰：（１）破坏电介质 （２）干扰＋信号 （３）σ 特点：（１）宽频带，大视场 （２）瞬时高速处理 三 电子战：破坏，保障的军事行动 １． ＥＷ ＥＣＭ：ＥＳＭ，Ｊａｍｍｉｎｇ ，电子隐身，电子摧毁 ＥＣＣＭ： 反ＥＳＭ，反Ｊａｍｍｉｎｇ ，反隐身，反电子摧毁 ２．分类：雷达，通信，光电，引信，ＩＦＦ， Ｃ３Ｉ，无源 ３．射频对抗． ３ＭＨｚ～３００ＧＨｚ 光电对抗． 〉３００ＧＨｚ 声学对抗． ３ｋＨｚ～３ＭＨｚ ４．信息战 §１．２信号环境 U 1)(−==N i it s S 一．特点：１．Ｅｍｉｔｔｅｒ 数量多，密度大，范围大，信号交叠（Ｎ，ＲＦ，ＡＯＡ，ｔ）５００脉冲／秒 ２．信号调制复杂，参数多变，捷变 ３．威胁等级，突发工作 二．信号描述：１．}{∞==1)()(n i i n s t s 脉冲序列 ２．检测空间：}{PPW AOA RF D Ω⊗Ω⊗Ω⊗Ω= ３．可检测空间：{}∞=−=∈=110)()('n i N i iD n s n s S U ４．平均脉冲数：∑−==10N i ri i fp λ，i p —检测概率，ri f —ＰＲＦ ５．Ｐｏｉｓｏｎ流：τ内到达ｎ个脉冲的规律：()λτλττ−=e n p nn !)( 平均脉冲数：∑∞==⋅0)(n n n p λττ，∑∞==0!n nx n x e ()()()()λτλτλτλτλττ−∞=−−∞=∞=⋅−=⋅⋅=⋅∑∑∑e n n e n n p n n n n n n1)1(00!1!)( ｎ＝０ ()λτλτλτλτλτλτλτ=⋅⋅=⋅=−−∞=∑e e e n n n 0! 相邻脉冲间隔τ的概率密度函数： λττ−=e p )(0，λτλττ−=e p )(1，到达１个以上的概率： λττ−−=−e p 1)(10 λτλτλτ−−=∂−∂e e )1(，k ke kd e =−=⋅∞−∞−∫001λτλττλ ∴1=k §１．３雷达侦察概述 一．任务．从雷达发射的信号中检测有用的信号，并且与其它信息一起，引导我方做准确，及时，有效的反应。
雷达原理与系统 ppt课件
2014年2月
2020/11/24
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主要内容
1、绪论
2、雷达发射机
3、雷达接收机
4、雷达终端显示器与录取设备
5、雷达作用距离
6、目标距离的测量
7、目标角度的测量
8、目标速度的测量
2020/11/24
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
2020/11/24
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1、绪论
1.1 雷达的任务 1.2 雷达的基本组成 1.3 雷达的工作频率 1.4 雷达的应用和发展 1.5 电子战和军用雷达的发展
2020/11/24
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1.1 雷达的任务
1.1.1 雷达的任务
利用发射和接收电磁波信号的相关性，完成以下任务
1、发现目标，确定目标在空间中的位置、运动、航迹等 R,,,Vr
特种雷达：具有特定功能的雷达：如：雷达高度表/雷达引信
按照装载平台： 星载雷达，弹载雷达，机载雷达，舰载雷达，车载雷达，背负雷达 按照技术体制：收发关系和位置 单基地/双多基地，非协同探测（PCL），MIMO
天线技术 单波束/多波束，机械/电/混合扫描，
发射/接收机技术 相参/非相参收发，捷变频，频率分集，
2、识别目标，确定目标性质（F/E，目标类型，目标形状/散射特性等）
1.1.2 探测与定位的坐标系
球坐标系 以雷达自身为原点 R,,,Vr 正北为方位0，仰角以水平面为0 柱坐标系 以雷达自身为原点 D,,H,Vr 正北同上，以海面/地平面高度为0
近似（忽略曲率）转换关系： D R co,H sR sin
W
G 发射天线增益
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。
1、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。
2、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。
雷达原理
噪声系数和噪声温度：
额定功率增益： 四端网络输出额定信号功率与输入额定信号功率之比，即
信噪比：信号与噪声功率之比
噪声系数：接收机输入端信噪比与输出端信噪比的比值。
Si为输入额定信号功率; Ni为输入额定噪声功率(Ni =kT0Bn); S0为输出额定信号功率;0为输出额定噪声功率。
目的：在雷达工作时，在雷达的作用范围内，通过适时适当地调整接收机的增益，使其输出的信号基本上稳定在所需的电平上，而不随目标的距离、接收机本身参数的变化而改变。种类：自动增益控制AGC，瞬时自动增益控制IAGC，近程增益控制STC自动增益控制AGC：在跟踪雷达中, 为了保证对目标的自动方向跟踪, 要求接收机输出的角误差信号强度只与目标偏离天线轴线的夹角(称为“误差角”)有关, 而与目标距离的远近、目标反射面积的大小等因素无关。为了得到这种归一化的角误差信号,使天线正确地跟踪运动目标, 必须采用自动增益控制(AGC)。近程增益控制STC：近程增益控制电路又称“时间增益控制电路”或“灵敏度时间控制(STC)电路”, 它用来防止近程杂波干扰所引起的中频放大器过载。匹配滤波器：
计算机图形显示主要优点：1、控制灵活，改动方便 2、可以实现比较复杂的功能电子束偏转方式：
随机扫描：用随机定位的方式控制电子束的运动。只要给出与位置(X,Y)相应的扫描电压(电流)，就可在荧光屏上的任意位置显示信息。光栅扫描：由在屏幕上一条接一条的水平扫描线构成，根据输入指令相应地增强某些部分的水平扫描线时，就可产生显示信息。雷达信息处理内容：
二次雷达方程：--目标上装有应答器
目标应答器收到雷达信号后，转发特定的应答信号。
特点：
1、雷达收到的回波信号只经过单程传播