雷达有源干扰样式
对雷达实施有源干扰所采用的技术措施
对雷达进行有源干扰有不少方法,可分为压制性、欺骗性干扰以及两者的组合,再可细分成好多样式。
对雷达实施有源干扰所采用的技术措施。对雷达系统的干扰作用,可分为压制性干扰、欺骗性干扰和两者相结合的组合干扰。各种干扰样式分类如图1。
压制性干扰指噪声干扰。在雷达接收机的输入端产生类似于接收机内部噪声的干扰信号称噪声干扰。理论分析表明,高斯噪声对任何结构和形式的有用信号具有最好的遮盖作用,因而噪声干扰的通用性好。有效的噪声干扰能在雷达显示器上形成一定的干扰扇面,以掩护在一定距离和一定角度范围内的大群目标。①纯噪声干扰:对目标的压制作用最好,但是,它的产生和不失真放大比较困难。高斯噪声的有效值与峰值之比较小,使纯噪声干扰发射机的功率利用系统较小。②噪声调幅干扰:一种利用视频噪声对射频载波进行幅度调制的干扰信号,它含有对干扰无用的载波分量,且其干扰带宽不能快速改变,故多用噪声调频干扰。③噪声调频干扰:一种利用视频噪声对射频载波进行频率(或相位)调制的干扰信号。它对雷达产生干扰的机理是:当连续的高速调频信号扫过接收机的窄通带时,在接收机的输出端便形成一个冲击脉冲。噪声调频信号不断地往返扫掠,便可在接收机的输出端产生一系列冲击干扰脉冲。这些干扰脉冲相互叠加,形成噪声干扰。噪声调频干扰的包络起伏很小,故噪声调频干扰发射机的功率利用系数很高。噪声调频信号的带宽与调制信号的幅度成正比,因此,改变调频噪声的幅度即可改变噪声调频信号的带宽,以便灵活地产生窄带瞄频干扰(干扰带宽几到十几兆赫)、窄带阻塞干扰(干扰带宽几十兆赫)、宽带阻塞干扰(干扰带宽大于 100兆赫)。扫频干扰是使窄带噪声调频干扰信号的中心频率在一定频率范围内扫掠,以便用单部干扰机覆盖大的干扰带宽。④杂乱脉冲干扰:将连续的噪声调幅、噪声调频信号切割成宽度、空度随机变化的脉冲信号,使在雷达终端产生杂乱的干扰脉冲。
噪声干扰一般是连续干扰,。为使噪声干扰压制有用信号,要求进入雷达接收机的干扰信号功率大于有用信号功率一定倍数,因此要求所辐射的干扰故耗费的功率较大信号在角度、频率、时间上与雷达信号一致。噪声干扰机的结构比较复杂。此外,一旦使用噪声干扰,雷达操作员便可察觉,并采取反干扰措施(如跟踪噪声干扰源等)以减少干扰的影响。
欺骗性干扰欺骗性干扰分为角度欺骗、距离欺骗、速度欺骗和混合欺骗等几种。
相干干扰一种对单脉冲跟踪雷达和隐蔽锥扫跟踪雷达的角度欺骗技术,其设备构成和作用原理如图2。它应用两个相距许多倍工作波长的发射天线,转发功率相近而相位相反的雷达信号。这两个射频相干信号在空间叠加,形成一系列干扰栅瓣。在这些干扰栅瓣的邻接处,信号波前严重畸变。由于靠相位检测进行角跟踪的雷达天线总是指向信号波前的法线方向,当雷达处于这些信号波前的畸变区时便会产生很大的角跟踪误差。但是,要在雷达方向形成两个等幅、反相的干扰信号比较困难,而且在干扰信号的波前畸变区,恰好是干扰栅瓣的功率凹口。为使处在这里的干扰信号压制目标回波,就要求较大的干扰功率。
非相干干扰一种通用的角度欺骗技术。两个在空间上分离的干扰源,按一定的控制程序交替或同时工作,在空间形成两个闪烁或稳定的目标,诱使雷达天线随着干扰转换的节拍而产生角度追摆,或跟踪两个干扰源的能量中心,使雷达不能准确跟踪目标。非相干干扰可以干扰任何角跟踪雷达,且不需要复杂的干扰技术。但是,它要求两个协同的干扰源位于雷达的同一分辨单元以内,故干扰产生的角误差小。随着干扰源与雷达之间距离的减小,两个干扰源与雷达的张角逐渐变大。当这个张角大于雷达的跟踪波束角时,雷达便准确跟踪其中一个干扰源目标。
交叉极化干扰一种干扰单脉冲雷达的角度欺骗技术。它辐射与雷达极化正交的交叉极化干扰信号,使单脉冲雷达产生跟踪误差。
雷达天线总是存在着与主极化不同的交叉极化方向图(图3a)。在一般情况下,雷达天线的交叉极化分量比主极化分量低两个数量级。因此,它几乎对目标跟踪不产生有害的影响。在交叉极化干扰的情况下,干扰机辐射强功率的交叉极化干扰信号,迫使雷达跟踪交叉极化干扰信号。由于雷达天线的交叉极化方向图与主极化方向图完全不同,当单脉冲雷达跟踪交叉极化干扰信号时,便会产生很大的跟踪误差。
由于雷达天线的交叉极化分量通常比主极化分量低两个数量级,要使交叉极化干扰信号压制主极化回波信号,就要求干扰信号功率比回波信号大20分贝以上。如果干扰极化并不与雷达主极化正交,则干扰信号中就包含有主极化分量(图3b),从而降低交叉极化干扰的效果。计算表明,交叉极化干扰只要有6°的极化引导误差,便可产生-20分贝的主极化信号分量,从而使交叉极化干扰失效。此外,雷达还可采用极化过滤器或极化分集抗干扰。
音频扫掠干扰一种干扰隐蔽式(或暴露式)圆锥扫描跟踪雷达的角度欺骗技术。它对收到的雷达脉冲加以变周期正弦波(或变周期方波)包络调制,然后放大、转发。当干扰信号的强度大于目标回波一定倍数,且干扰信号的包络调制频率接近于雷达的锥扫频率时,雷达天线便会抖动或完全偏离目标。这种干扰技术简单,但对单脉冲跟踪雷达干扰无效。此外,为使干扰信号能对锥扫雷达天线的伺服跟踪系统起作用,要求干扰信号的音频扫掠速率很低(约1赫/秒)。因此,当雷达锥扫频率范围未知或锥扫频率可变时,这种干扰一般效果不大。
角度门拖曳干扰一种干扰边扫描、边跟踪雷达的角度欺骗技术。它首先检测雷达天线扫描的包络,然后把雷达信号按一定规律进行幅度调制,再放大、转发。这种干扰脉冲列的包络具有与雷达天线扫描包络相似的形状,但干扰信号的“主瓣”与回波信号的主瓣有一逐渐增大的角度延迟。当干扰信号大于回波信号一定倍数时,就会诱使雷达角度门跟踪干扰,偏离目标。这种干扰技术简单,但通用性差。
距离门拖曳干扰一种距离欺骗技术,其构成框图和作用原理图如图4。干扰机首先发射一个与回波重合的干扰信号,然后控制发射脉冲的延迟时间,使此干扰信号逐渐后移。由于雷达距离门总是跟踪接收信号的能量中心,当干扰信号的强度大于目标回波一定的倍数时,雷达距离门便会跟着干扰信号移动,使雷达得到错误的距离信息。当干扰信号把雷达距离门拖曳到一定位置时,干扰信号突然向前跳跃,遂使雷达距离门内失去信号,从而破坏雷达跟踪。距离门拖曳干扰使用简单,干扰效果好,但雷达可用前沿跟踪反干扰。
速度门拖曳干扰一种速度欺骗技术,主要用于干扰连续波雷达,其构成框图和作用原理如图5。在调相行波管的螺线上施加一个变锯齿电压,便可连续改变传输信号的相移,从而改变输出信号的频率。当在调相行波管螺线上加以不同形式的调相信号时,可使输出信号频谱相对于输入信号频谱前移、后移,或同时向前、向后移动。由于雷达速度门总是跟踪接收信号的能量中心,当干扰信号强度大于目标回波一定的倍数时,雷达速度门便会跟着干扰信号移动,使雷达得到错误的速度信息。当干扰信号把雷达速度门拖曳到一定位置时,干扰信号频谱突然向起始位置跳跃,遂使雷达速度门内失去信号,从而破坏雷达的速度跟踪。速度门拖曳干扰使用简单,且很难反干扰。但单一的速度干扰作用有限,因雷达可用距离和角度对目标定位。
组合干扰将多种兼容的干扰样式加以组合,可以使不同的干扰作用相辅相成。例如,将距离(或速度)拖曳干扰与角度欺骗干扰组合使用,先用拖曳干扰将雷达跟踪门拖离目标,然后再使用需要高压制比的角度欺骗干扰(相干干扰、交叉极化干扰等)。由于此时雷达跟踪门内已经没有目标回波,只要不大的干扰功率便能使这些需要高压制比角度欺骗干扰奏效。此外,还可以将噪声干扰与欺骗干扰组合使用,以形成效率更高的多模干扰。
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最新修订时间:2022-10-27 09:14
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