雷达干扰技术分析与应用

雷达干扰技术分析与应用
摘要在雷达体制和信号处理等新技术不断改进的同时，干扰技术及干扰样式也要不断的推陈出新。

本文研究了现代电子战常用的雷达干扰技术，分析了压制干扰和欺骗干扰技术的应用，重点对新型组合式干扰——“灵巧噪声”干扰的进行了研究。

关键词电子战；雷达干扰；欺骗干扰；灵巧噪声
随着近年来电子科技的迅猛发展，现代战争中所处的电磁环境越来越复杂，1991年海湾战争及其后的科索沃战争、第二次伊拉克战争均表明，电子对抗已经作为现代战争的开路先锋，并贯穿着整个作战过程，战争主动权的获得就是以”制电磁权”的获得为前提，有效的实施高强度、有针对性、多样式电磁干扰，成为提高电子战作战水平、生存能力的重要体现，也成为战争胜负的至关重要因素。

1 ECM常用的干扰方式
根据干扰的来源，雷达干扰可分为积极干扰和消极干扰两大类[1]。

积极干扰又称为有源干扰，它是利用专门的干扰设备，通过对雷达的侦收、分析，给出具有较强针对性的电磁信号所形成的干扰，它包括杂波干扰、连续波干扰和应答式干扰等；消极干扰又称为无源干扰，它是由某些物体反射雷达电磁波所产生的干扰，其中根据产生途径的不同又有自然消极干扰和人为消极干扰之分，按照它产生的性质，可分为分布式消极干扰和点式消极干扰。

根据干扰的作用，雷达干扰则可分为压制式干扰和欺骗式干扰。

压制式干扰是用连续波信号或大量杂乱无章的信号来压制或者掩盖雷达目标信号，欺骗式干扰则是通过施放与目标信号十分相似的干扰信号，使得雷达处理程序无法正确识别有效目标，产生误跟踪甚至跟踪丢失的干扰方式。

2 压制式干扰
典型的压制式干扰包括分布式消极干扰、杂波干扰、脉冲调幅干扰以及连续波干扰[2]。

其中最常见的是分布式消极干扰和杂波干扰，这两种干扰从第二次世界大战开始到现在，一直都被广泛采用。

2.1 分布式消极干扰
分布式消极干扰是一种在空间分布较广的无源干扰。

分布式消极干扰采用大面积投放形成干扰走廊，掩护机群。

这种干扰在雷达的显示器上形成很强的类似噪声的乱杂波干扰波形，因而可以掩护目标回波。

它要求散开时间短、留空时间长、散开性能好，以便更好地保护载体。

它主要包括以下几种干扰类型：
1）金属箔条；
2）涂敷金属发射物的介质条；
3）金属物的气悬体。

2.2 杂波干扰
压制式干扰中最常见也是应用最广的杂波干扰，主要包括阻塞式干扰，点频干扰，扫频干扰和自动瞄频干扰，它们的特点如下所示：
名称特点
阻塞式干扰机宽带噪声调制，能同时干扰多部不同频率的雷达
点频干扰机窄带人工调谐，带宽一般为几兆到几十兆，
干扰功率集中，主要用来干扰特定的雷达
扫频干扰机兼有点频干扰功率集中和阻塞干扰频段宽的优点
自动瞄频干扰机能自动瞄准敌方雷达频率，
接收、发射机按时分方式工作。

3 欺骗式干扰
欺骗式干扰包括点式消极干扰、应答式假目标和应答式欺骗干扰等主要形式。

其中应答式欺骗干扰又分为角度欺骗、距离欺骗、速度欺骗等干扰形式。

近年来欺骗式干扰的发展很快，而且由于相控阵雷达大多需承担对目标进行跟踪的任务，因此欺骗式干扰的影响较大，也是目前雷达需重点对付的干扰形式。

3.1 点式消极干扰
点式消极干扰是一种无源自卫式欺骗干扰。

当雷达或雷达制导导弹跟踪被保护的舰艇时，投放的干扰弹形成比舰艇回波大几倍的干扰云回波，诱惑雷达跟踪系统，使雷达或雷达制导导弹跟踪干扰云，从而使被保护的舰艇摆脱跟踪。

它主要包括以下几种干扰样式：
1）投射式角反射体；
2）点投干扰介质体；
3）诱饵干扰弹；
4）金属气球等。

3.2 应答式假目标干扰
假目标干扰信号的信号形式和结构与真回波信号的形式和结构相同或相似，即具有相参性，相参的程度取决于干扰信号的储频方式。

这样假目标干扰进入雷达接收机会获得与目标回波信号相同或相近的处理增益，使雷达信号处理无法抑制假目标干扰。

此外，若假目标数量足够多，会使信号处理机饱和而不能正常工作，即使假目标数量不足以使雷达信号处理饱和，也使雷达难以区分真假目标。

因此，假目标干扰是对付现代雷达的有效干扰手段，被广泛用于支援和自卫作战。

此外，假目标干扰还可用于战术欺骗，即适当设计假目标数量，控制发射时间，以制造出在某一方向有许多作战平台，诱使敌方把迎击兵力调到错误的区域，而在我方真正的攻击方向和区域实施噪声干扰或更多假目标干扰，掩护我方作战平台突然接近敌方攻击。

3.3 应答式欺骗干扰
在跟踪和制导雷达的跟踪系统中，含有自动增益控制电路，它对不同强度的信号具有不同的增益，信号越强，增益越低。

其目的就是增大系统的动态范围，防止电路饱和过载。

拖引干扰正是利用了这一点实现对雷达的拖引欺骗干扰。

拖引欺骗干扰主要包括了距离欺骗、速度欺骗、角度欺骗和多维相干欺骗[3]。

3.3.1 距离欺骗
距离拖引主要用于破坏雷达的距离波门跟踪系统。

干扰机在截获雷达信号后，以最小时延（通常为100ns左右）转发一个较强的干扰信号，控制雷达AGC，然后逐渐改变延时值，将距离波门从真目标处拖离。

在把距离波门拖到偏离目标回波若干个波门宽度（决定于雷达可跟踪的最大速度或加速度）后，停止拖引，此时可对准雷达工作频率发射噪声干扰，以破坏雷达的跟踪状态，即完成一次拖引过程。

雷达距离跟踪波门在接收不到信号后，转入搜索状态，重新跟踪目标，此时拖引过程可重演。

这样使雷达不断进行搜索——跟踪——搜索的过程，不能稳定跟踪目标。

3.3.2 速度欺骗
速度拖引与距离拖引的原理类似，它主要对雷达的速度波门进行拖引，使雷达无法稳定跟踪。

3.3.3 角度欺骗
角度欺骗干扰破坏雷达的角度跟踪系统的工作。

由于雷达角度跟踪系统的形式较多，对不同的角度跟踪系统的角度欺骗方法不同。

4 灵巧干扰
雷达干扰在实际电子战运用中，往往不会只采用单一干扰样式，随着雷达抗干扰技术的的不断提高，单一参数的干扰可能容易被识别而无效。

在实战中往往会采取压制性干扰与样式多样的欺骗干扰相结合的组合干扰、灵巧干扰方式为主的干扰样式。

灵巧噪声干扰是一种特殊形式的覆盖脉冲干扰（Cover Pulse Jamming），是一个短距离段的应答响应噪声干扰（responsive noise jamming），其距离段覆盖下一次目标回波的前与后一段短暂时间（如目标回波前、后各约5μs），用时间分配来对付多威胁源，而非全距离的干扰。

它介于欺骗干扰和阻塞干扰之间，既能得到噪声干扰的主要效益，又可降低阻塞干扰的一些不利因素，如它比噪声干扰可更好地利用获得的干扰能量，对干扰跟踪雷达而言可降低资源浪费、减少对干扰威胁目标数目受的严重限制，又不致于成为易受攻击的信标，而且也不易受雷达旁瓣匿影器或旁瓣对消器的影响。

4.1 灵巧噪声的相干性
灵巧噪声实际是和雷达回波信号相干的随机伪噪声干扰，是由数字式噪声（伪随机码）对与回波相干的振荡器调制产生的。

数字噪声是用再生移位寄存器产生的，用数字噪声的优点是它可以与受干扰雷达的波形同步。

这提供了产生“灵巧”噪声的可能性，这种噪声有许多优点[4]：
1）干扰波形与雷达发射波形同步，在经过雷达信号处理时，可分享信号积累或多普勒处理的得益，使干扰信号更有效，不会像真正噪声那样在此环节上会可能遭受较大的信号处理损失；
2）数字噪声可通过对发射格式编程的方法对多个威胁目标实施瞄准式干扰，从而避免了在同一频段内同时发射两个以上的干扰波形时可能出现的互调效应。

4.2 灵巧噪声干扰的局限性
灵巧噪声是幅度伪随机、相位不随机的貌似噪声干扰（pseudorandom noise），对干扰相干处理制的跟踪雷达而言，其执行遮蔽真目标回波，配合距离拖开干扰的功效，将有可能强于同样功率的噪声干扰。

但由于其随机性较真噪声差，当用于对监视雷达进行压制干扰，抑制雷达检测目标时，如雷达配有A型或R型显示器时，与真噪声干扰背景相比，则在强灵巧噪声背景下，可通过用观察所谓“钻到地毯下的老鼠（mouse under the rug）”等相似的现象发现目标回波，因此这时须用比真噪声更大的有效辐射功率才能成功地执行干扰任务。

4.3 灵巧噪声干扰的应用
早在上世纪70年代越南战争时间，美国人就将大部分有源噪声干扰变为回答方式，这时干扰发生器处于等待状态，只有出现照射时才进行辐射，回答式噪声干扰可以按回答式脉冲噪声干扰方式发射。

这种回答式噪声干扰如图1所示。

τs，Ts分别为雷达信号脉冲宽度和发射周期；τN，TN分别为每次回答噪声干扰持续时间和干扰发射间隔。

这种早期的回答噪声干扰缺少了灵巧噪声与目标回波的相位相干性。

在干扰机中灵巧噪声须通过应答式（Transponder）干扰方式产生。

5 结论
综上所述，雷达干扰技术的发展趋势是：有源干扰应以欺骗干扰、组合干扰、灵巧干扰为主,不断发展新的组合干扰样式，不应一味追求提高干扰机的功率。

进一步发展针对对多种新体制雷达的干扰手段，进一步发展综合的多功能的电子对抗系统，只有不断丰富干扰样式和各种组合干扰的应用战术，才能在未来的电子战中发挥更大的作用。

参考文献
[1]王小谟，张光义.雷达与探测[M].北京：国防工业出版社，2008.
[2]赵国庆.雷达对抗原理[M].西安：西安电子科技大学出版社，2003.
[3]吕连元.现代雷达干扰和抗干扰斗争[J].电子科学技术评论，2004，30(12)：63-66.
[4]王跃鹏，黄建冲.基于DRFM的雷达综合欺骗干扰[J].电子对抗，2005(5)：1-5.
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。