宮 健，趙 強，付國慶，李 欣

(1.空軍工程大學(xué)，陜西 西安 710051；2.解放軍93436部隊，北京 102604；3.解放軍94213部隊，山東 濟南 250309)

0 引 言

空襲電子戰(zhàn)中的各種編隊戰(zhàn)術(shù)結(jié)合先進的電子戰(zhàn)技術(shù)，在空間環(huán)境上和信號環(huán)境上，都對雷達形成了巨大的威脅[1-5]。每部雷達在探測跟蹤過程中，都可能不僅面臨旁瓣干擾，而且面臨由多平臺釋放的更加復(fù)雜、精準、多變的主瓣有源復(fù)合干擾[6-7]，極大地影響了雷達的作戰(zhàn)能力。相比于旁瓣干擾，主瓣干擾更能充分利用雷達天線的主瓣增益[8-11]，并且可以有效對抗現(xiàn)代雷達普遍采用的旁瓣對消(SLC)、旁瓣匿影(SLB)等空間抗干擾措施。因此，針對雷達主瓣多假目標干擾，研究行之有效的對抗方法，是電子對抗領(lǐng)域面臨的一個迫切的問題，具有非常重要的實戰(zhàn)意義。

1 主瓣多假目標干擾能量特征

根據(jù)雷達方程可知，雷達接收到的目標回波信號的功率為：

(1)

式中：Pt為雷達發(fā)射峰值功率；Gt為雷達天線增益；σ為目標的雷達散射截面積；λ為雷達工作波長；Rt為目標到雷達的距離。

干擾機在對雷達進行欺騙干擾時，不討論具體的干擾信號樣式，僅從能量的角度來說，分為2種狀態(tài)：恒功率干擾和恒增益干擾。恒功率干擾是指干擾機以最大輻射功率向外輻射干擾信號；恒增益干擾則是干擾機根據(jù)接收到的雷達信號功率，以固定增益放大后轉(zhuǎn)發(fā)出去。

1.1 恒功率干擾

此時進入雷達接收機的干擾信號功率為：

(2)

式中：Pj為干擾機的發(fā)射功率；Gj為干擾機發(fā)射天線增益；Gt′為干擾機方向上的天線增益；γj為干擾信號對雷達天線的極化系數(shù)；Rj為干擾機到雷達的距離。

那么對應(yīng)的干信比為：

(3)

當為主瓣干擾時，目標和干擾機均位于雷達主瓣內(nèi)，所以有Gt≈Gt′，干信比可以表示為：

(4)

1.2 恒增益干擾

恒增益干擾時，干擾機將根據(jù)接收到的雷達信號功率，以固定增益放大后轉(zhuǎn)發(fā)出去，這一干擾模式可以模擬目標起伏特性，具有更高的逼真度。偵察接收機接收的雷達信號功率可表示為：

(5)

式中：G1為干擾機接收天線增益。

那么按照恒增益轉(zhuǎn)發(fā)的原理，將截獲的信號經(jīng)過恒定增益放大后輻射出去，那么干擾機的有效輻射功率為：

(6)

式中：Gzf為干擾機的轉(zhuǎn)發(fā)增益。

那么進入雷達接收機的信號可表示為：

(7)

對應(yīng)的干信比為：

(8)

從式(7)可以發(fā)現(xiàn)，恒增益干擾時，雷達接收機內(nèi)的干信比始終為一個恒定值。但是恒增益轉(zhuǎn)發(fā)存在的問題是，轉(zhuǎn)發(fā)增益與干擾機的收發(fā)天線隔離度相互制約，轉(zhuǎn)發(fā)增益必須小于收發(fā)天線隔離度，以免干擾接收機發(fā)生自激。在干擾機系統(tǒng)中，常用的收發(fā)隔離措施包括時間隔離(收發(fā)分時工作)、空間隔離(收發(fā)天線空間分置)和極化隔離(收發(fā)天線極化方式不同)。在這3種收發(fā)隔離措施中，極化隔離的隔離度最差，由于交叉極化的存在，收發(fā)隔離度大約為10 dB[12]；時間隔離的隔離度最好，由于收發(fā)時間上互不干擾，理論上隔離度為無限大；空間隔離的隔離度取決于接收天線和發(fā)射天線的空間距離和收發(fā)天線之間的電磁耦合，但是由于接收天線和發(fā)射天線不可能無限遠離，所以收發(fā)隔離度也是有限的。

2 干擾能量特征仿真分析

下面通過仿真來分析干擾機在不同發(fā)射狀態(tài)下的干信比變化規(guī)律，仿真參數(shù)設(shè)置為：雷達發(fā)射功率Pt=40 kW，天線增益Gt=40 dB，目標RCS為σ=10 m2，工作波長為λ=0.05 m，極化失配系數(shù)γj=0.5，目標機距離Rt從120 km變化到30 km。

2.1 干擾機工作于恒功率狀態(tài)

此時可以分3種情況討論：(1)干擾機配置在目標上，即自衛(wèi)式干擾；(2)干擾機配置在目標外，并且干擾機距離大于目標距離，即遠距離支援式干擾；(3)干擾機配置在目標外，并且干擾機的距離小于目標距離，即近距離支援式干擾。

當干擾機配置在目標機上時，干擾機功率為Pj=150 W，Gj=10 dB，Rj=Rt。當干擾機為遠距離支援干擾時，干擾機功率為Pj=1.5 kW，Gj=20 dB，Rj=200 km。當干擾機為近距離支援干擾時，干擾機功率為Pj=15 W，Gj=3 dB，Rj=10 km。那么在這2種情況下的干信比曲線如圖1所示。

圖1 恒功率干擾時的干信比曲線

2.2 干擾機工作于恒增益狀態(tài)

此時主要考慮自衛(wèi)式干擾的情況，設(shè)干擾機接收天線增益G1=20 dB，轉(zhuǎn)發(fā)增益Gzf=60 dB，γj=0.5，Rj=Rt，那么恒增益干擾和恒功率干擾時進入雷達接收機的干擾功率如圖2所示。

圖2 恒功率和恒增益干擾時進入接收機功率

恒增益干擾情況下接收機內(nèi)的干信比如圖3所示。

圖3 恒功率和恒增益干擾接收機內(nèi)的干信比

2.3 仿真結(jié)果分析

從圖1、圖2和圖3的仿真結(jié)果可以分析出：

(1) 恒功率干擾時，無論干擾機配置在目標機上還是目標機以外，干信比都隨著Rt的變化而變化，距離越近，干信比越??；

(2) 恒增益干擾時，當Rt≥50 km時，雷達接收機內(nèi)的干信比基本不變，當Rt<50 km時，進入雷達接收機內(nèi)的干擾功率已經(jīng)大于恒功率干擾時進入雷達接收機內(nèi)的干擾功率，此時干擾機將轉(zhuǎn)為恒功率狀態(tài)釋放干擾；

(3) 無論是恒功率干擾還是恒增益干擾，當Rt>30 km時，雷達接收機內(nèi)的干信比都在20 dB以上。

3 結(jié)束語

現(xiàn)代空襲電子戰(zhàn)使得雷達不僅面臨旁瓣干擾，而且面臨著主瓣干擾的嚴重威脅。本文針對雷達主瓣多假目標干擾展開研究，分析了主瓣干擾恒功率狀態(tài)和恒增益狀態(tài)的原理，研究了干擾信號在雷達接收機內(nèi)的能量特性并進行了計算機仿真，為主瓣抗干擾技術(shù)的研究提供了具有參考價值的結(jié)論。