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[摘 要]舰艇中装备的雷达统称为舰载雷达,其可以对海面、空中目标进行定位、探测与跟踪,还可以为舰载机提供导航服务。但是随着电子对抗技术的发展,舰载雷达的工作环境也越来越恶劣,针对雷达工作频段的干扰和噪声越来越严重,为保证雷达系统的正常运转,保证雷达系统所提供数据的可靠性与精度,就必须采用电子对抗技术对雷达系统进行改进或武装。因此,本文对舰载雷达电子对抗技术进行简要分析。
[关键词]舰载雷达;电子对抗;技术
中图分类号:G633.96 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2019)13-0251-01
现代战争的突发性、立体性和区域不确定性使得攻防界线模糊,作战方向多变,战争形态复杂,这就要求雷达系统要在复杂的电磁环境中工作。随着电子对抗技术的发展,干扰手段和范围将越来越广,干扰强度将远远大于系统噪声的强度。因此,现代雷达设备必须具有良好的抗干扰能力,否则将无法在日益复杂的战场环境中正常工作。
1舰载雷达的电子对抗威胁
现有的电磁波信号可以实现微波、毫米波以及光波的一体化频率覆盖,舰载雷达在工作时所获取的信号中不仅包含本方的有用信号,还包括敌对信号、干扰信号、民用通信信号等,这些信号的存在恶化了雷达工作环境,提升了雷达工作难度。
舰载雷达ESM的不断增强在一定程度上提升了敌对双方的攻击性,增大了舰艇隐身难度。现代ESM覆盖距离的扩展,测量与定位精度的提升可以極大的丰富舰载雷达的连续追踪能力,特别是其还能够通过发射大功率干扰信号的方式干扰舰载雷达的跟踪工作,影响本方舰载雷达的工作状态。
针对舰载雷达的有源、无源以及组合干扰形式也为舰载雷达的运行带来了非常大的威胁。有源干扰可以通过干扰机或者其他干扰源发送干扰信号来欺骗舰载雷达,使其形成错误的检测结果,也可以提升干扰信号的功率将有用信号淹没在干扰信号中,使舰载雷达无法正常工作。无源干扰可以使用特殊的材料或结构来设计特定的装备外形,以减弱目标对电磁波的反射,达到降低被舰载雷达侦察到的概率。组合干扰则是上述两种干扰类型的结合使用,可以进一步发挥两类设备的性能,提升舰载雷达的目标发现、定位与跟踪难度。
2舰载雷达电子对抗中采取的应对措施
2.1提高雷达制造技术
面对电子对抗威胁,首先要做的,就是提高雷达的制造技术。采用高增益、低副瓣、窄波束和低交叉极化相应的雷达天线,提高雷达性能。在面对电子对抗威胁时,抗干扰能力得到游侠提升。
其次,雷达是通过高灵敏度的信号收发来确定位置,进行跟踪的。因此,可以在雷达的制造上,对信号收发系统进行重新构造,提高辐射功率。还可以提升系统的辐射功率,对发射信号进行脉冲压缩整形,拓展信号动态范围以及使用跳频等措施。
最后,舰载雷达的数据分析系统也是电子对抗中抗干扰的重要组成部分。通过提高系统的抗性,也可以起到良好的电子防御效果。通过研发先进的数据处理系统,加强系统分析与处理各种数据的能力,就能够很好的分辨出干扰信号,从而进行有效的规避。同时,提高数据处理能力之后,舰艇在追踪、监控的能力也会得到有效的提高。在应对复杂的环境时,该系统也会给舰艇提供有效的决策选择。
2.2采用有效的抗干扰技术
2.2.1相控阵技术
相控阵天线是当前电子扫描天线中最为先进的一种,其可以通过电控指令相应改变天线孔径面上的相位分布,从而实现对波束指向或形成的控制,与其它天线对比,相控阵天线具有天线波束稳定性强、扫描迅速、反应时间短、可以跟踪多个目标、抗干扰能力强等优点。
2.2.2多波束技术
多波束技术主要是利用多波束网络或者是多束透镜在空间区域内形成多个相互独立、彼此邻接的高增益波束,其具有覆盖面广、角分辨能力高、抗干扰功率大等优点。
2.2.3毫米波技术
毫米波波段通常是指波长在10mm~1mm(相应频率在30GHz~300GHz)的无线电波段,其具有窄波束、高定向、宽频带及抗干扰能力强等优点。
2.2.4无源探测技术,这种技术不发射信号,依靠探测目标发出的信号来完成侦测、定位与跟踪,由于这种技术不发射信号,所以它既不会被侦查,更不会受到干扰。
2.2.5脉冲压缩技术
提高雷达抗干扰能力最简单的方法是尽可能增加发射能量。在峰值功率一定的条件下,为了得到较高的平均发射功率,需要采用脉冲压缩方法,即发射宽脉冲信号,在接收和处理回波后,输出窄脉冲信号。这样,既增大了雷达作用距离,又提高了雷达分辨力。这种方法具有一定的反欺骗性,例如意大利正在研制的舰载EMPAR相控阵雷达,具有很强的抗有源干扰的能力。
2.2.6脉冲重复频率捷变技术
这是一种用于降低近距离上假目标干扰效能的雷达反干扰技术。脉冲重复频率发生变化或抖动的雷达可使非人为的周期外反射回波和电子干扰系统发出的周期反射回波信号抖动,从而识别出这些信号是假目标。电子干扰系统除非预先能确定雷达的脉冲重复频率抖动的周期特性或使其自身位置处于它要干扰的雷达和所保护的真目标之间,否则很难使假目标干扰奏效。
2.2.7对宽带及超宽带雷达的干扰
脉冲压缩波形雷达是宽带及超宽带信号的主要适用范围,其中主要涉及脉压雷达、SAR以及ISAR等。其中,脉压雷达由于具备超宽带线性调频信号,因此其距离分辨率相对较高;SAR以及ISAR雷达成像主要依赖于提升距离维以及角度维的分辨率,而雷达的距离维与角度维在数据方面存在一定关系,简单的说,只需要干扰距离维,将会导致成像功能失效的后果,SAR以及ISAR采取脉冲压缩体制实现距离维探测,所以,对SAR以及ISAR成像干扰便可以视为脉冲压缩雷达干扰。按照脉压雷达体制的相关规定,线性调频、脉间频率步进以及相位编码信号是比较具有代表性的几种信号形式。从本质上讲,脉间频率步进雷达波形就是线性调频信号的脉间离散化形式,所以,其同样具备线性调频信号距离特性。
线性调频脉压雷达抗噪声干扰能力及抗欺骗干扰性能均十分优越,一旦遇到噪声干扰信号,雷达信号处理机制与信号相匹配,这样,滤波器将会输出更大的信干比。为确保有效的噪声干扰,需要保持雷达接收机输入端干扰信号功率强于回波信号功率,但依据目前技术水平,实现起来还存在一定难度。通过增加多抽头延时网络的可变加权系数,可以导致幅度调制效应,这样所得到的干扰信号具备欺骗性压制干扰效果。
2.2.8优化组合,提升雷达系统的整体效能
为争夺未来海上战争的制电磁主动权,保证舰载雷达系统的高效性,舰艇编队或单舰应当在雷达频段合理分布、雷达技术体制、配置方式以及性能选择方面综合考虑,并且应优化组合,进一步提升雷达系统的整体效能,比如说舰艇编队应从毫米、厘米、光波等波频段进行综合考虑、科学考虑,提升雷达的抗干扰能力,保证雷达网不迷茫。
结束语
在现代战争中,舰载雷达在复杂的电子环境下,为了提高工作性能,应该具有较强的适应能力以及目标识别能力,可以有效的抵抗对方的干扰信号,提高雷达的侦测、定位和追踪能力。在电子技术快速发展的形势下,对于雷达的干扰技术也不但的提升,在这种环境下,舰载雷达应该不断的完善抗干扰技术,创新设计思路,为提高我国舰艇的作战能力提供有利的条件。
参考文献
[1]舰载雷达电子对抗技术浅析[J].刘恩凯.电子技术与软件工程.2014(05).
[2]舰载雷达电子对抗中对策论分析[J].曹辉,聂玉宝,余贵春.舰船电子对抗.2014(03).
[3]舰载雷达面临的电子对抗威胁及应对措施[J].黄盼乐.电子技术与软件工程.2017(11).
[关键词]舰载雷达;电子对抗;技术
中图分类号:G633.96 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2019)13-0251-01
现代战争的突发性、立体性和区域不确定性使得攻防界线模糊,作战方向多变,战争形态复杂,这就要求雷达系统要在复杂的电磁环境中工作。随着电子对抗技术的发展,干扰手段和范围将越来越广,干扰强度将远远大于系统噪声的强度。因此,现代雷达设备必须具有良好的抗干扰能力,否则将无法在日益复杂的战场环境中正常工作。
1舰载雷达的电子对抗威胁
现有的电磁波信号可以实现微波、毫米波以及光波的一体化频率覆盖,舰载雷达在工作时所获取的信号中不仅包含本方的有用信号,还包括敌对信号、干扰信号、民用通信信号等,这些信号的存在恶化了雷达工作环境,提升了雷达工作难度。
舰载雷达ESM的不断增强在一定程度上提升了敌对双方的攻击性,增大了舰艇隐身难度。现代ESM覆盖距离的扩展,测量与定位精度的提升可以極大的丰富舰载雷达的连续追踪能力,特别是其还能够通过发射大功率干扰信号的方式干扰舰载雷达的跟踪工作,影响本方舰载雷达的工作状态。
针对舰载雷达的有源、无源以及组合干扰形式也为舰载雷达的运行带来了非常大的威胁。有源干扰可以通过干扰机或者其他干扰源发送干扰信号来欺骗舰载雷达,使其形成错误的检测结果,也可以提升干扰信号的功率将有用信号淹没在干扰信号中,使舰载雷达无法正常工作。无源干扰可以使用特殊的材料或结构来设计特定的装备外形,以减弱目标对电磁波的反射,达到降低被舰载雷达侦察到的概率。组合干扰则是上述两种干扰类型的结合使用,可以进一步发挥两类设备的性能,提升舰载雷达的目标发现、定位与跟踪难度。
2舰载雷达电子对抗中采取的应对措施
2.1提高雷达制造技术
面对电子对抗威胁,首先要做的,就是提高雷达的制造技术。采用高增益、低副瓣、窄波束和低交叉极化相应的雷达天线,提高雷达性能。在面对电子对抗威胁时,抗干扰能力得到游侠提升。
其次,雷达是通过高灵敏度的信号收发来确定位置,进行跟踪的。因此,可以在雷达的制造上,对信号收发系统进行重新构造,提高辐射功率。还可以提升系统的辐射功率,对发射信号进行脉冲压缩整形,拓展信号动态范围以及使用跳频等措施。
最后,舰载雷达的数据分析系统也是电子对抗中抗干扰的重要组成部分。通过提高系统的抗性,也可以起到良好的电子防御效果。通过研发先进的数据处理系统,加强系统分析与处理各种数据的能力,就能够很好的分辨出干扰信号,从而进行有效的规避。同时,提高数据处理能力之后,舰艇在追踪、监控的能力也会得到有效的提高。在应对复杂的环境时,该系统也会给舰艇提供有效的决策选择。
2.2采用有效的抗干扰技术
2.2.1相控阵技术
相控阵天线是当前电子扫描天线中最为先进的一种,其可以通过电控指令相应改变天线孔径面上的相位分布,从而实现对波束指向或形成的控制,与其它天线对比,相控阵天线具有天线波束稳定性强、扫描迅速、反应时间短、可以跟踪多个目标、抗干扰能力强等优点。
2.2.2多波束技术
多波束技术主要是利用多波束网络或者是多束透镜在空间区域内形成多个相互独立、彼此邻接的高增益波束,其具有覆盖面广、角分辨能力高、抗干扰功率大等优点。
2.2.3毫米波技术
毫米波波段通常是指波长在10mm~1mm(相应频率在30GHz~300GHz)的无线电波段,其具有窄波束、高定向、宽频带及抗干扰能力强等优点。
2.2.4无源探测技术,这种技术不发射信号,依靠探测目标发出的信号来完成侦测、定位与跟踪,由于这种技术不发射信号,所以它既不会被侦查,更不会受到干扰。
2.2.5脉冲压缩技术
提高雷达抗干扰能力最简单的方法是尽可能增加发射能量。在峰值功率一定的条件下,为了得到较高的平均发射功率,需要采用脉冲压缩方法,即发射宽脉冲信号,在接收和处理回波后,输出窄脉冲信号。这样,既增大了雷达作用距离,又提高了雷达分辨力。这种方法具有一定的反欺骗性,例如意大利正在研制的舰载EMPAR相控阵雷达,具有很强的抗有源干扰的能力。
2.2.6脉冲重复频率捷变技术
这是一种用于降低近距离上假目标干扰效能的雷达反干扰技术。脉冲重复频率发生变化或抖动的雷达可使非人为的周期外反射回波和电子干扰系统发出的周期反射回波信号抖动,从而识别出这些信号是假目标。电子干扰系统除非预先能确定雷达的脉冲重复频率抖动的周期特性或使其自身位置处于它要干扰的雷达和所保护的真目标之间,否则很难使假目标干扰奏效。
2.2.7对宽带及超宽带雷达的干扰
脉冲压缩波形雷达是宽带及超宽带信号的主要适用范围,其中主要涉及脉压雷达、SAR以及ISAR等。其中,脉压雷达由于具备超宽带线性调频信号,因此其距离分辨率相对较高;SAR以及ISAR雷达成像主要依赖于提升距离维以及角度维的分辨率,而雷达的距离维与角度维在数据方面存在一定关系,简单的说,只需要干扰距离维,将会导致成像功能失效的后果,SAR以及ISAR采取脉冲压缩体制实现距离维探测,所以,对SAR以及ISAR成像干扰便可以视为脉冲压缩雷达干扰。按照脉压雷达体制的相关规定,线性调频、脉间频率步进以及相位编码信号是比较具有代表性的几种信号形式。从本质上讲,脉间频率步进雷达波形就是线性调频信号的脉间离散化形式,所以,其同样具备线性调频信号距离特性。
线性调频脉压雷达抗噪声干扰能力及抗欺骗干扰性能均十分优越,一旦遇到噪声干扰信号,雷达信号处理机制与信号相匹配,这样,滤波器将会输出更大的信干比。为确保有效的噪声干扰,需要保持雷达接收机输入端干扰信号功率强于回波信号功率,但依据目前技术水平,实现起来还存在一定难度。通过增加多抽头延时网络的可变加权系数,可以导致幅度调制效应,这样所得到的干扰信号具备欺骗性压制干扰效果。
2.2.8优化组合,提升雷达系统的整体效能
为争夺未来海上战争的制电磁主动权,保证舰载雷达系统的高效性,舰艇编队或单舰应当在雷达频段合理分布、雷达技术体制、配置方式以及性能选择方面综合考虑,并且应优化组合,进一步提升雷达系统的整体效能,比如说舰艇编队应从毫米、厘米、光波等波频段进行综合考虑、科学考虑,提升雷达的抗干扰能力,保证雷达网不迷茫。
结束语
在现代战争中,舰载雷达在复杂的电子环境下,为了提高工作性能,应该具有较强的适应能力以及目标识别能力,可以有效的抵抗对方的干扰信号,提高雷达的侦测、定位和追踪能力。在电子技术快速发展的形势下,对于雷达的干扰技术也不但的提升,在这种环境下,舰载雷达应该不断的完善抗干扰技术,创新设计思路,为提高我国舰艇的作战能力提供有利的条件。
参考文献
[1]舰载雷达电子对抗技术浅析[J].刘恩凯.电子技术与软件工程.2014(05).
[2]舰载雷达电子对抗中对策论分析[J].曹辉,聂玉宝,余贵春.舰船电子对抗.2014(03).
[3]舰载雷达面临的电子对抗威胁及应对措施[J].黄盼乐.电子技术与软件工程.2017(11).