舰艇编队协同抗压制干扰效能分析

第！期 2018年8月

雷达科学与技术

Rac^ar Science and TechnologyVol. 16No.4

August 2018

DOI： 10. 3969/j. issn. 1672-2337. 2018. 04 005舰艇编队协同抗压制干扰效能分析潘浩，孙建军，刘钦(西安导航技术研究所，陕西西安710068)

摘要：针对舰艇编队雷达网遭受噪声压制干扰现状，首先讨论了单雷达设备干扰对抗动态过程。在 此基础上，提出雷达网平均自卫距离效能评估指标，充分利用编队的空间分集特点，动态实时地对最佳雷达 指定空域的探测数据信息进行处理建航。最后进行了仿真分析，结果显示：在舰艇所辖单雷达设备具有恒 虚警处理能力的前提下，该方法可有效改善舰艇编队在噪声压制干扰环境下的探测距离。所提方法不仅可 以作为战时编队雷达管控的决策依据，也可为战前编队队形筹划提供指导和建议。关键词：海上编队％雷达组网％协同％效能分析％压制干扰

中图分类号：TN558; TN973 文献标志码：A 文章编号：1672-2337(2018)04-0378-05

Efficiency Analysis of Collaborative Anti-Jamming for Naval FleetPAN Hao, SUN Jianjun, LIU Qin{Xi an Research Institute of Navigation Technology, Xian 710068, China)

Abstract ： Aiming at the problem of the naval fleet radar network suffering from noise suppressingjamming, the dynamic process of single radar anti-jamming is discussed firstly. On this basis, dex of the radar network average sel--defense distance is given. The characteristic of space diversand the best radar plots are set up in real-time. Finally , the effectiveness of the algorithm is verified by simula­tion experiment. The result demonstrates that the detection range of naval fleet radar network environment can be improved using the proposed method on the premise that the single radar has CFARThe method may offer a guide for naval fleet radar control in wartime and formation plan in pre-waKey words： naval fleet； radar network； collaborative； analysis on efficiency； suppressing jamming

〇引言代空袭作战中，舰载电子 通过对雷达 实 ，使对方防空 难以发挥作用。随着EA-6B电子 的 ，EA-18G“咆”成为当 先进、最具代表性的电子 i

。通过 有资料，噪声压 是EA-18G

的首 方式，主要是通过 大功率杂波或噪声调 高雷达的基底噪声，提高 I并 雷达对目标的正常 ，如宽、 准 频 [1—3]。单雷达通过降低副瓣电平，采取副瓣对 I副 影 可一定程度上能够对抗从雷 达副瓣进人的噪 ，但对 进人的 ：噪 无能为力；海上编队所辖多部雷达，各成员 通过领受任务、情报共享、数据融合等方式, 实现雷达组网 ，在对抗“单平台式作 ”的 方式具有一定优势。文献）]以组网雷达 距离作为雷达网抗 效能评估指标，给出 较好的雷达网布局方案，计算得到组网后雷达的 距离比各单部雷达明显增大，但该技术需要 先 被 的来袭方向。文献[5]从连严 方面考虑，提高了对 任的 率。文献[6] 算法，通过合理管控雷达资源完成对责任区的 任务，但 是证雷达网对责任区空 的严 目标。文献[7]通过建立有源与无源雷达组网 抗 部署优 ，有效减小了雷达网 的 ，但这些方法

收稿日期：2017-10-09;修回日期：2017-11-132018年第4期潘浩:舰艇编队协同抗压制干扰效能分析

379

估 。本文考虑到战时敌方 来 方 的特点，提出平 距离的 ，以指标动态实时融合最佳雷达指定空域的 数据信息，最大程 改善编队受 雷达在噪压 的作用距离，同时也可：前队队形提供指 建议。

1数学模型1.1干扰对抗过程据雷达方程，雷达在未受干扰时的最大作用距离

max (4!)2LsLRN(SNR)m

式中，为发 率，Gt为发射天 为天线有效孔径以为目标RCS，Ls为雷达 损耗，Lf为目标起伏损耗，N = 々T〇BFn为雷达接收 内部热噪 率38 X10-23 玻耳兹曼常数，T〇 —般取290 K，B为接收机噪 接 噪 数，（SNR& 累/个脉冲时 雷达 目标所 噪比。雷达对抗是一 元竞争动态过程，这个过程可 用 1 。

图1雷达对抗二元竞争动态过程1&状态1此时，影响雷达的是接收机噪声功率N = kT〇BFn。

2&状态2

雷达 用捷变频技术，在固定的发射频率下工作，干扰方 准式 ， 率尸6,B』略大于雷达接 B@。通常雷达接收到的 率远大于接 内部热噪声，

故噪声影响可忽略。进入雷达的干扰功率为6 (4tt)2R 2 Lsf B 6 2式中，7 率，X 天 大增益，〇为干扰机方向与雷达主波束中心之间的夹 为雷达与 之间的距离，X#)为雷达方向的 ，经验公式 ！Xt， 0<|〇|<〇0.5/2G(d)=ik(d〇.j/d)2Gt， 00.5/2( | 0 | <0. 5!

B(200.5/!)2Gt，0.5兀（|〇|#)式中，0。！为雷达波束半功率点宽度，k取[0. 04, 0!*，高增益天线k取值[0. 07，0!]。3) 状态3若雷达 频技术，则雷达 ‘

作 ，干扰完全失效，雷达恢复到无 ：的 ；若雷达一般 频技术，雷达受到的率

7= = 5 2 j(/t)d/t ⑷"1

式中，+1，/2 所能 的最低、最高频率，J(/t)为雷达发射频率的概率 分布函数。4) 状态4方通过侦察判断雷达的捷变频频带，采式。

由 整个频域，雷达将受到干扰。 时 的 By， B]远大雷达接 B@，进入雷达接 的：功率

? 2效能评估指标距离 ：远距离支援式 术下，干与雷达的距离通常固 ，随着目标与雷达间距离的减少，雷达接 的 比 减。当 比 雷达 中的可见度（压制数)时，雷达能够以一*定的 率(7^\0!，7f = 10_6)发现目标。此时，目标与雷达之间的距 离 距离。暴露 ：雷达受到 时仍能发现被 目标的 ，即雷达在各个方向上 距离构成包络线的内部 。380雷达科学与技术第16卷第4期

文献[2]指出，压 数与雷达 处理方法(脉冲积累个数、是否进行MTI，MTD等)有关，实 计算过程中较难 ， 与雷达正常工作距离类比的方式进行计算)]。进入雷达接 的 噪 率为内部热噪 率N iQ倍，在与计算雷达最大作用距离 的 率和虚 率，雷达对处 1扰目标的作用距离（假设雷达完成恒虚警处 理，检测所需的信噪比与 ）可等效为

- D6 (11)

式中，0a[为方位波束 U 距编队中心的距离。以公开文献报道EA-18G所携吊舱干 波束 30°为例，由 上编队 通信距离的约束，舰舰间距最大 过40 km，根据表1干波束 距离上对编队 围的分析计算，同一 波束在空间上能够全部 单 队、两舰方位队、三角队、菱形队 队形的队。JD TDmax max

$由 方程jGjG(0)A

可Q\可得雷达在，方向上的自卫距离为

#)#)8)R. (0)= ~~6 ，^ #)

Jmax，槡 7XX#)"

式中，C为光速，/为雷达工作频率，,Aa]为无干扰 雷达的最大作用距离。由式(9)可知，噪 ，雷达在各方上的 距离并 ，而目标可能从任意方来袭，因此，将0 离 {^，"，…，〜/这雷达平 距离！_ 1 N

i^Jmax # %1,'mx (di) ( 1 〇)

2编队雷达网协同抗干扰@1编队受干扰情形分析对雷达有效实 3个对准 ：时间对准、频率对准和空间对准。时间对准即 ： 与雷达 一时间段内 ；频率对准即 雷达的 ；空间对准即 波束能在方位/俯仰上 雷达所处空间 。 执行任务时会不间断地，时间对准 ，雷达是否受到干扰决于空间对准和频率对准 。1)瞄准式 的影响空间上，干扰波束对编队覆盖范围Sh的计算 公式：

表1压制干扰波束覆盖宽度Uj200 km

300km400km

105 km157 km209km

频 上， 准式 较 ， 雷达 频带内的 率强，但对频率引 较高。以队 ，如图2所示。

t

干扰波束』干扰波束,

|J雷达1 雷达2中心频率/I ,巾心频率/2fx

(a)两雷达频率差异较小（b )两雷达频率差异较大

图2同一波束干扰两舰编队示意图

中心频雷达2 卞力、早J。中心频率/〇

① 当编队两雷达发 的中心频率相近时，两雷达会受到同一波束的瞄准式 ，如图2

(a)所示，编队整体受 。② 当编队两雷达发 的中心频率 较大，或者雷达自身 频、随 频等时，两雷达不会遭受同一波束的瞄准式 ，2(b)所示，编队部分受 。当EA-18G提 我方雷达工作频段后，通过合理搭配吊舱组合，可利用多 波束对多部雷达同时进行瞄准式 ，并 对编队施放单一波束。根据EA-18G载荷能力来看，1 架EA-18G —般携带3 吊舱，考虑兼顾对通的 ，一般携带2个雷达 吊舱，当编队雷达数量超过2个，1架EA-18G无法对编队所 各雷达实 准式 ；当有多架EA-18G时，队所辖各雷达均会受到瞄准式 。当舰载雷达 随 频，干扰侦察机无法