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）24-0134-03Radar ECCM performance assessment modelHU 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 classificat4）低副瓣接收天线：可以抑制从副瓣进入的压制式干扰，从而提高雷达接收机的信干比。

5）波形捷变：增加雷达信号侦查的难度，降低雷达信号侦察设备中的数字储频，从而提高雷达抗欺骗式干扰概率。

6）变极化、多极化技术、极化鉴别、目标极化匹配：目的是从极化方式上抑制干扰，从而提高雷达接收机的信干比。

7）重频跳变：通过重频跳变可以使延时回答产生的欺骗式假目标只能出现在真目标的后面，这样就有可能把真目标从距离上与假目标区分开了，从而提高雷达抗欺骗式干扰概率。

2雷达抗干扰性能的评估方法2.1确立评估的准则评估准则主要可划分为：战术技术应用准则、信息准则、概率准则、功率准则和时间准则[1]。

战术技术应用准则。

主要是以雷达的特征参数（比如作用距离、测量精度）为评估指标，在干扰背景下特征参数是否满足战术技术要求，其可操作性强，通常意义下的评估都是在这一准则下进行的。

信息准则。

在干扰背景下，用雷达信息的损失程度来衡量其抗干扰能力，主要用作宏观意义下的推演。

概率准则。

干扰背景下的抗干扰成功概率（雷达的发现概率、欺骗概率），主要用作宏观意义下的指导。

功率准则。

在干扰背景下，用雷达的信干比来描述其抗干扰能力，主要用作单机雷达的技术性能抗干扰能力评估。

时间准则。

在特定条件下，武器系统的各个环节完成任何一项工作都需要一定的时间。

当干扰作用于雷达系统时，各个环节的反应时间都有所延迟[2]。

如果抗干扰措施的效果好，延迟将比较小，反之则很大。

因此时间准则是一种直观且有效的评估准则。

它们之间的关系是：信息准则、概率准则是宏观意义下的推演和指导，功率准则是单纯意义下的技术准不能则，而战术技术应用准则才更加完善可信。

2.2确立评估的指标通过对以上抗干扰措施的分析，选出如下指标作为雷达抗干扰措施评估指标[3]。

1）抗干扰改善因子（ElF）抗干扰改善因子ElF是美国学者Johnston于1974年首次提出用来衡量雷达抗干扰能力，其定义为：雷达接收机在使用和不使用抗干扰措施两种情况下，保持输出信噪比相同所需的输入干扰功率的比值。

EIF=（S/J）K（S/J）0（1）式中（S/J）0表示为未采取抗干扰措施时雷达输出的信号干扰功率之比，（S/J）K表示采取抗干扰措施后的雷达输出的信号干扰功率之比。

2）压制系数压制系数是衡量雷达对某一种压制性干扰对抗能力的通用标准[4]。

当某种压制性干扰作用于雷达接收机时，便会使雷达的发现概率下降，取发现概率P d=0.1作为对雷达有效干扰的标准，此时进入雷达接收机输入端通带内的最小干扰—信号功率比称为压制系数K A。

K A=[P J/P S]IF，min，P d=0.1（2）3）威力精度变化程度雷达的威力和精度，这两项指标是雷达最主要的总体技术指标。

与雷达威力精度有关的现有雷达抗压制式干扰效能评估指标如下：①雷达在有源压制性干扰下自卫距离雷达的自卫距离R J0，又称雷达的烧穿距离（Burnthrough Range）。

指的是雷达在有干扰情况下的最大作用距离。

当目标距离大于R J0时，雷达不能检测目标，当目标距离小于或等于R J0时，雷达能检测目标[5]。

设雷达检测单个信号所需最小的信干比为K j min=[S/J]min。

信干比为K j min时，雷达目标之间的距离就是自卫距离R j0。

R2j0=σK′F2（α）j j j j min·E es s·g=K E es s·g（3）上述分析表明，当干扰为自卫干扰时，雷达的自卫距离的平方R2j0与雷达的有效照射目标能量E成正比，与雷达的角度单元大小成反比，即与雷达的空间能量密度ΔE e成正比。

②压制性干扰下相对自卫距离雷达的相对自卫距离R jm0，是指雷达的自卫距离R j0与雷达所要求的作用距离R m0的比值，它与干扰机的干扰水平有关，是比较全面反映雷达抗压制性干扰的标准[6]。

当干扰为支援干扰，且雷达采取了抗干扰措施时，雷达的相对自卫距离为R2jm0=[R j0m0]4=E e G t R2jσgF2（α）j j j m0j minF I（4）式中F I为雷达采取抗干扰措施后的抗干扰改善因子。

当干扰为自卫干扰，且雷达采取了抗干扰措施时，有R2j m0=[R j0R m0]2=E e G t R2jσgF2（α）4πρj G j r j R2m0K j min F′（α）F I（5）③压制性干扰下相对测量精度对于跟踪雷达测量距离、方位和速度时，由热噪声引起的某一测量误差与信噪比具有如下关系。

ΔX0≈12P Sr/P N姨（6）当干扰功率远大于噪声功率，即P Jr>>P N时，雷达测量误差变为ΔX AJ≈12F AJ P Sr/P N姨（7）式中F AJ是干扰信号损失因子。

跟踪雷达的测量精度下降系数可证明与跟踪雷达干扰压制区域是等价的。

4）雷达抗干扰效率雷达抗干扰效率ρ，是以各种干扰条件下探测距离为参数的函数，作归一化处理后其大小可反映搜索雷达抗干扰能力[7]。

胡中泽，等雷达抗干扰性能的评估模型研究－135－《电子设计工程》2012年第24期ρ=R jam -max （R ss ，R f min ）R max -max （R ss ，R f min ），R jam ＞max （R ss ，R f min），R jam ≤max （R ss ，R f min ≤）（8）式中R max 表示搜索雷达最大作用距离，R f min 表示战术要求的最小探测距离，R jam 为干扰环境中雷达的最大探测距离，R ss 为搜索雷达整机的自卫距离。

5）雷达受干扰可用度雷达受干扰可用度可以衡量雷达的抗压制性干扰能力。

其定义为雷达在遭受干扰时，尚能保持其原有功能程度。

μJA ≈A JA 0（9）式中A J 为雷达遭受干扰时的功能：A 0为雷达原有功能。

6）跟踪误差欺骗性干扰的主要对象是跟踪雷达，用跟踪雷达的主要性能指标（如跟踪误差）的变化来衡量跟踪雷达的抗干扰效果是最为直接的。

跟踪误差越小，表明抗干扰效果越好。

2.3确立评估的模型以搜索雷达为例，搜索雷达的抗干扰性能是雷达整机性能为起点的，处于干扰环境中雷达的作用距离R J 0总是在雷达的最大作用距离R J 0和自卫距离R J 0之间的。

考虑作战中对雷达实际提出的战术要求最小距离R J 0，在归纳评估模型时作如下归一化处理[4]：1）当搜索雷达在干扰环境中所能达到的作用距离R J 0小到雷达的自卫距离R J 0时，雷达表现出整机本身所具有的探测能力，认为搜索雷达不具有抗干扰能力。