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雷达制导系统抗干扰技术研究

  摘 要:随着科技水平的不断发展,数字化技术早已遍布全球,数字化武器的发展也是未来的必然趋势。在现代化战场中各种干扰手段和电子环境对雷达探测功能的准确性提出了新的标准。鉴于此,笔者在已有成果上,通过资料的收集和查阅的方式,分析了导引回波信号和干扰信号的特征现代雷达制导系统抗干扰的主要途径,并且对美国数字化空空导弹导引方案进行了简单阐述,希望对国内相关领域今后的发展起到抛砖引玉的效果。
  关键词:雷达;干扰;信号
  引言
  从雷达的工作性质来说,它主要是用于接受目标回波,除此之外,都可以称为干扰信号。文章所要研究的雷达干扰技术则是指,通过雷达干扰技术来降低雷达在工作中受到目标回波以外信号波的干扰,达到雷达工作正常的效果。在战争局面中,干扰技术就显得极其重要了,一个具备干扰技术的雷达能很好的保护武器控制系统的正常使用。
  一、雷达制导系统局面
  雷达是一款具有全天候、精准度较高、远距离操控的电子设备,尤其在军事领域上,其作用是独一无二的。因此,其重要性直接决定了在电子对抗中雷达干扰技术的重要作用,也促使了雷达抗干扰技术的发展。
  随着科技的不断发展,高科技的制导武器具有极强的毁灭性,但能够精准定位是武器使用的前提,因此,雷达定位系统是必不可缺的。现代化军事战场是技术的对决,对于武器系统和军事目标的直接威胁来源于精确攻击性武器,如果在其杀伤范围之内,则会对己方不利。在这其中的精确度则是靠着雷达和电子功能来进行维持的,这就意味着,如果破坏了雷达的正常工作,就相当于摧毁了武器系统的精准定位,使其如同虚设。
  综上所述,对雷达制导系统抗干扰技术的研究就显得十分重要了。不管是干扰技术还是抗干扰技术都是相辅相成的,一方的进步也会促进对方的发展。在武器系统对抗中就是雷达干扰与抗干扰技术之间的对抗,对军事的战略意义有着决定性的作用,同时,在战争中也是不可取代的。
  二、导引头回波信号和干扰信号
  如前文所述,除目标信号以外的信号都为干扰信号,其分类主要有三种形式:自然因素干扰、人为因素干扰及两者结合干扰等三种主要方式。
  这些干扰因素中,总的来讲,有以下几种干扰作用:
  自然干扰主要是由于地面或者海面的电磁反射形成的干扰;人工干扰主要是对方释放的电磁波干扰;自卫式干扰时探测目标上带有干扰器来防止对方的搜索;无源干扰是一些被磁电辐射后产生的电波干扰;有源干扰是对方在飞机上有电波发射装置;支援式干扰是指通过飞机的电波发射来对战场实行干扰。
  上述中的干扰信号从本质上来讲,其基本特征可分为以下几类:
  第一,从引导头信息区内信号的分布来区分,可分为连续分布和离散分布两大类。如果引导头信息区内的信号为连续分布,造成这种原因的可能性为自然干扰、箔条干扰或者是一些噪音因素的影响;如果引导头信息区内的信号为分散分布,且不考虑多个目标同时出现的情况,那么这种离散分布的信号干扰只能为速度、距离或者其他方式的欺骗干扰;
  第二,以角信息的差别来区分,自卫式干扰和目标回波角误差本质上是一样的;有源干扰相对角回波干扰而言,其能量大于后者,也比较稳定,角度方差较小,目标回波能量相对较弱,并且有角闪烁的现象,角误差方差则相对较大;背景干扰的特征也是在于角误差方差,区别在于,背景干扰的角信息并不稳定,有较大的波动,因此才会出现角方差大的情况;
  第三,导引头信息区内如果出现两种相同的角误差信号,这种情况下,其中肯定存在一个自卫式干扰信号;如果两种信号角误差均值不同,那么肯定有一种是角度欺骗干扰。
  掌握以上三种特征的区分与识别,就能够在对目标回波和干扰信号做出比较准确的判断。
  三、现代雷达制导系统抗干扰的主要途径
  (一)旁瓣干扰
  就现代化的数字导弹而言,任何一个信息单元都有属于自己的核查信号,再根据核查方向图特征,在主瓣的宽度限制范围内,和信号的绝对值一定会大于差信号的绝对值,在主瓣的其他范围之间,则会出现差信号的绝对值必定大于和信号绝对值的情况。根据主瓣核查信号的特性,能很好的区分旁瓣干扰,就算是有一些不在范围内的旁瓣干扰,也是在距离目标回波的较远地带,用其他方式就可以将之清除。
  (二)被动跟踪
  对于自卫式干扰而言,文中所指的是噪音、速度拖引、频域或时域等方式的随机干扰,这种情况如果出现无法清除的情况,则需要进行被动跟踪。这种自卫式干扰的信息来源是存在于目标身上,因此,跟踪此信息来源的具体方向,则是对目标跟踪很好的一种方式。
  在跟踪干扰信息是,如果出现干扰信号短暂间断,那么应该实施外推的方法来对其进行继续跟踪;如果出现长时间的信号间断,则应当将被动跟踪转变为目标回波跟踪。自卫式干扰的最大缺点在于,当自身被跟踪时,敌方只需要测角误差就可以将其破解。
  (三)回波和干扰信号特征识别
  回波干扰信号的主要特征是跟踪目标回波来排除干扰,虽然被动跟踪是自卫式干扰的致命杀手,但如果能在此之前能对目标回波进行识别,则第一工作要进行跟踪,避免出现间断干扰的影响。
  (四)测角方差识别目标回波干扰
  干扰点辐射源辐射的信号、大面积背景反射的信号和从复杂目标反射的回波信号的角度信息的稳定性是有较大差别的,可以利用角误差方差进行识别。
  随着距离上的缩减,接收机接受信号的噪音大小及干燥比也会随之变化,角误差方差也会存有一定的改变,结合这些变化因素规律,能很好的对目标回波、人工干扰和背景干扰等进行识别。
  四、数字化空空导弹引导头方案分析
  上图是数字化空空导弹导引头的组成框架图,该方案中主要是通过脉冲压缩来增大距离的分辨率,在卖牙签进行宽带放大及增益控制,其主要目标是保障脉冲波形。在距离门之后用窄带滤波器,对噪音压缩起到了调解作用,能在第一次混频后将滤波器送到信号处理器和估算值。这是估算其得出的数字信息就可以很好通过距离门来对目标进行跟踪,输出的多普勒信息则可以调解中频压控振荡器,实现多普勒跟踪,根据不同需求,输出误差信息则可以相应的进行天线跟踪和稳定。高稳固定发射机主要有两方面作用,一是可以讲射频开关的巨大能量传输到天线,二是可以传输到频调系统。
  五、结语
  通过全文分析,我们不难看出,此导引头方案具备着较强能力的抗干扰性,虽然这个方案早在上世纪就已经存在,但对国内雷达制导抗干扰技术的研究有着一定的指导作用,对今后相关领域的发展在理论和实践上都有重要意义。
  参考文献
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  [2]张殿坤,谢晓阳,季海波,严佳民.雷达末制导系统抗干扰关键技术研究[J].飞航导弹,2013,02:67-70.
  [3]李淑华,黄晓刚,刘平.复杂电磁环境下雷达抗干扰技术研究[J].现代雷达,2013,04:1-5+9.


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