郝露華 汪坤

摘? 要：便攜式干擾機(jī)主要用于戰(zhàn)場(chǎng)雷達(dá)信號(hào)的偵察和干擾工作，通過(guò)對(duì)便攜式干擾機(jī)工作機(jī)理的研究發(fā)現(xiàn)，便攜式干擾設(shè)備收發(fā)同時(shí)一直是影響干擾設(shè)備的重要因素。針對(duì)某型便攜式干擾機(jī)收發(fā)不能同時(shí)進(jìn)行的問(wèn)題，通過(guò)增加外置電子偵察設(shè)備，彌補(bǔ)了該干擾機(jī)在邊偵察、邊干擾時(shí)的工作缺陷，保證便攜式干擾機(jī)在試訓(xùn)任務(wù)中能夠發(fā)揮更好的作用，為提高便攜式干擾機(jī)的工作效能打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：便攜干擾機(jī)；偵察；干擾

中圖分類號(hào)：TN978? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：2096-4706（2023）05-0050-05

Research on the Function Expansion Method of a Portable Jammer

HAO Luhua， WANG Kun

（63889 Troops of PLA， Jiaozuo? 454750， China）

Abstract： The portable jammer is mainly used for the reconnaissance and jamming of battlefield radar signals. Through the study of the working mechanism of the portable jammer， it is found that simultaneous sending and receiving of the portable jammer has always been an important factor affecting the jamming equipment. In view of the problem that a portable jammer cannot transmit and receive at the same time， by adding external electronic reconnaissance equipment， the work defects of the jammer in reconnaissance and jamming at the same time are made up， and the portable jammer can play a better role in the trial training task， laying a solid foundation for improving the working efficiency of the portable jammer.

Keywords： portable jammer; reconnaissance; jamming

0? 引? 言

雷達(dá)干擾機(jī)早在第二次世界大戰(zhàn)空襲與反空襲作戰(zhàn)中就發(fā)揮了重要作用。到20世紀(jì)60年代，在越南戰(zhàn)場(chǎng)上，美軍為對(duì)付SAE-2導(dǎo)彈的攻擊，先后研制出許多干擾吊艙，外掛在飛機(jī)上執(zhí)行電子干擾任務(wù)[1]。隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)電磁頻譜的不斷開發(fā)利用，戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境愈發(fā)復(fù)雜多變，輻射源及散射源目標(biāo)增多，導(dǎo)致電磁譜在時(shí)域、頻域及空域上極度擁堵、重疊。新的信號(hào)形式不斷出現(xiàn)，調(diào)制方式更加復(fù)雜且信號(hào)參數(shù)伴隨著參差抖動(dòng)等，對(duì)作戰(zhàn)環(huán)境下干擾機(jī)的有效偵察與干擾造成巨大的困難，為模擬逼真電磁干擾環(huán)境，提高雷達(dá)操作手在復(fù)雜電磁環(huán)境中捕獲目標(biāo)的能力，大量的便攜式干擾機(jī)在部隊(duì)日常訓(xùn)練中被委以重任。

1? 干擾機(jī)的組成和工作原理

雷達(dá)信號(hào)干擾機(jī)就是根據(jù)雷達(dá)的工作原理，截獲敵方雷達(dá)電磁輻射信號(hào)，測(cè)量分析雷達(dá)信號(hào)的特征參數(shù)、工作特性和工作狀態(tài)等，并利用所獲取的雷達(dá)數(shù)據(jù)產(chǎn)生與雷達(dá)特征參數(shù)相同或相近的干擾信號(hào)。這些干擾信號(hào)被雷達(dá)接收機(jī)接收后，形成假目標(biāo)、噪聲，以擾亂或掩蓋真實(shí)目標(biāo)信息的提取。用于電子戰(zhàn)的雷達(dá)干擾機(jī)多種多樣，有機(jī)載、車載、艦載、吊艙等。

1.1? 干擾機(jī)的組成

有源電子干擾系統(tǒng)一般包括偵察接收部分、干擾部分和系統(tǒng)管理三大功能塊。偵察接收部分包括測(cè)向、測(cè)頻天線，測(cè)向、測(cè)頻接收機(jī)和信號(hào)處理器等；干擾部分包括干擾發(fā)射天線及波束控制裝置、干擾發(fā)射機(jī)、干擾引導(dǎo)控制裝置、干擾樣式產(chǎn)生器和功率管理單元等；系統(tǒng)管理部分包括主控計(jì)算機(jī)和顯示控制裝置，如圖1所示。

1.2? 干擾機(jī)工作原理

測(cè)頻、測(cè)向天線和接收機(jī)組成的偵察接收設(shè)備，在全頻段全方位上截獲各種體制的雷達(dá)信號(hào)，并瞬時(shí)測(cè)量各雷達(dá)射頻脈沖的主要參數(shù)，經(jīng)信號(hào)處理器處理后，將密集的混合脈沖串分選成與某雷達(dá)輻射源相關(guān)聯(lián)的特征數(shù)據(jù)，送往主控計(jì)算機(jī)。主控計(jì)算機(jī)根據(jù)輻射源特征數(shù)據(jù)與雷達(dá)威脅庫(kù)內(nèi)預(yù)存的已知雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，識(shí)別出雷達(dá)類型以及相關(guān)武器屬性，確定威脅等級(jí)。根據(jù)威脅等級(jí)對(duì)威脅輻射源進(jìn)行排序，確定需要干擾的雷達(dá)和干擾的優(yōu)先級(jí)，向干擾部分中的功率管理單元發(fā)出各項(xiàng)干擾指令，傳送有關(guān)被干擾雷達(dá)參數(shù)。

2? 某便攜式干擾機(jī)工作方式

便攜式干擾機(jī)便于攜帶、操作簡(jiǎn)單，在日常對(duì)抗訓(xùn)練和試驗(yàn)任務(wù)中被廣泛應(yīng)用。便攜式干擾機(jī)主要是用于電磁環(huán)境偵察和雷達(dá)信號(hào)干擾。某型便攜式干擾機(jī)主要有兩種工作狀態(tài)，分別為偵察工作方式和干擾工作方式。在實(shí)際任務(wù)中，首先利用其偵察功能，偵察對(duì)方雷達(dá)信號(hào)，再根據(jù)偵收到的對(duì)方雷達(dá)信號(hào)合理設(shè)置干擾樣式和參數(shù)，達(dá)到干擾效果；對(duì)方雷達(dá)受到電磁干擾后根據(jù)受干擾情況采取相應(yīng)的抗干擾措施，完成檢驗(yàn)裝備性能和對(duì)抗訓(xùn)練的作用。

2.1? 偵察工作方式

干擾機(jī)偵察系統(tǒng)是利用無(wú)源接收和信號(hào)處理技術(shù)，對(duì)雷達(dá)輻射源進(jìn)行檢測(cè)、參數(shù)測(cè)量識(shí)別和環(huán)境態(tài)勢(shì)分析的設(shè)備，一般偵察的內(nèi)容包括信號(hào)頻率、脈寬、重頻等信息[2]。某型便攜式干擾利用瞬時(shí)測(cè)頻接收機(jī)和數(shù)字測(cè)頻模塊的偵察所得頻率信息，通過(guò)采集低中頻和視頻數(shù)據(jù)獲取脈寬（PW）、脈沖重復(fù)間隔（PRI）和脈內(nèi)調(diào)制特征。偵察到數(shù)據(jù)后對(duì)該批數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)分選，分選出的數(shù)據(jù)在主控計(jì)算機(jī)上進(jìn)行顯示，主控計(jì)算機(jī)顯示信息包括偵察頻點(diǎn)列表、頻率直方圖、脈寬直方圖等。在試驗(yàn)和訓(xùn)練任務(wù)中，操作手根據(jù)偵察到的雷達(dá)信號(hào)頻率、脈寬、次數(shù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行有針對(duì)性地設(shè)置干擾樣式。

瞬時(shí)測(cè)頻偵察：如圖2所示，工作流程是設(shè)定合適參數(shù)，點(diǎn)擊“預(yù)偵察啟動(dòng)”則開啟瞬時(shí)測(cè)頻接收機(jī)進(jìn)行全頻段實(shí)時(shí)偵察，按軟件統(tǒng)計(jì)時(shí)長(zhǎng)獲取各批頻率和脈寬數(shù)據(jù)，對(duì)該批數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)分選，具體分選識(shí)別信息可在“時(shí)頻分布圖”“頻率直方圖”“時(shí)寬分布圖”“脈寬直方圖”以及頻率列表顯示，自動(dòng)分選結(jié)果顯示在“自動(dòng)分選識(shí)別結(jié)果”表中，然后自動(dòng)開啟瞬時(shí)測(cè)頻接收機(jī)，重復(fù)上述工作。

數(shù)字測(cè)頻偵察：如圖3所示，工作流程是設(shè)定合適參數(shù)，點(diǎn)擊“預(yù)偵察啟動(dòng)”，首先根據(jù)設(shè)定的頻段范圍按100 MHz間距計(jì)算各個(gè)中心頻率，保證覆蓋設(shè)定的頻段范圍，然后設(shè)定第一個(gè)中心頻率，啟動(dòng)數(shù)字測(cè)頻模塊進(jìn)行工作，按軟件統(tǒng)計(jì)時(shí)長(zhǎng)獲取各批頻率數(shù)據(jù)，對(duì)每批數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)分選，具體分選識(shí)別信息可在“時(shí)頻分布圖”“頻率直方圖”以及頻率列表顯示，自動(dòng)分選結(jié)果顯示在“自動(dòng)分選識(shí)別結(jié)果”表中，接著如果僅有一個(gè)中心頻率，則再次設(shè)定該中心頻率，重復(fù)上述工作，如果有多個(gè)中心頻率，則設(shè)定第二個(gè)中心頻率，重復(fù)上述工作，直至最后一個(gè)中心頻率數(shù)字測(cè)頻結(jié)束，則循環(huán)設(shè)定第一個(gè)中心頻率，重復(fù)上述工作。

低中頻/視頻偵察：如圖4所示，低中頻/視頻偵察是在瞬時(shí)測(cè)頻偵察和/或數(shù)字測(cè)頻偵察的基礎(chǔ)上，對(duì)感興趣的頻點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步偵察，包括設(shè)定等待頻點(diǎn)，采集低中頻/視頻數(shù)據(jù)，利用低中頻/視頻數(shù)據(jù)提取脈寬、重復(fù)頻率以及脈內(nèi)特征信息以進(jìn)行進(jìn)一步分選識(shí)別，并顯示低中頻/視頻數(shù)據(jù)（原始數(shù)據(jù)，檢測(cè)包絡(luò)和檢測(cè)門限）、“脈內(nèi)特征”（低中頻）、“平面變換圖”“脈寬直方圖”“PRI直方圖”。具體說(shuō)來(lái)，就是設(shè)定好參數(shù)后，點(diǎn)擊“設(shè)定等待頻點(diǎn)”設(shè)定中心頻率，點(diǎn)擊“開始采集”后，如果1 s內(nèi)按“啟動(dòng)方式”啟動(dòng)采集到數(shù)據(jù)，則停止采集，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；如果沒有，則返回該秒內(nèi)未采集到數(shù)據(jù)，等待時(shí)長(zhǎng)減一，如果等待時(shí)長(zhǎng)仍大于0，則繼續(xù)自動(dòng)“開始采集”，重復(fù)上述操作，如果等待時(shí)長(zhǎng)等于0，則彈出“未采集到低中頻/視頻數(shù)據(jù)”對(duì)話框告警。

2.2? 干擾工作方式

干擾機(jī)的干擾工作方式分為很多種，某型便攜式干擾機(jī)干擾狀態(tài)包括僅干擾、偵察干擾同時(shí)、偵察干擾分時(shí)三種。

僅干擾：即發(fā)送干擾后不進(jìn)行任何偵察工作，這種模式主要用于不需要引導(dǎo)或者不能得到偵察信息的寬帶噪聲壓制等。

偵察干擾同時(shí)：即發(fā)送干擾后同時(shí)接收瞬測(cè)結(jié)果獲取頻率信息，但是在干擾的顯示界面不會(huì)顯示實(shí)時(shí)獲取的頻率信息，只是設(shè)置的干擾頻點(diǎn)在30 s仍未瞬測(cè)偵察到，則通過(guò)軟件告警“干擾對(duì)象消失”，告知雷達(dá)操作人員采取相應(yīng)措施。這就需要操作手不斷切換軟件界面，重新進(jìn)行偵察并設(shè)置干擾頻點(diǎn)，在任務(wù)中比較費(fèi)時(shí)。

偵察干擾分時(shí)：即設(shè)定干擾時(shí)長(zhǎng)和偵察時(shí)長(zhǎng)，使干擾和偵察按設(shè)定的時(shí)間輪換進(jìn)行工作。

從以上工作方式可以看出，便攜干擾設(shè)備在干擾狀態(tài)下不能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)戰(zhàn)場(chǎng)的電磁環(huán)境，敵方雷達(dá)更換工作方式或采取抗干擾措施后不能及時(shí)偵察到敵方雷達(dá)的信息，導(dǎo)致干擾機(jī)出現(xiàn)干擾參數(shù)設(shè)置不準(zhǔn)確、干擾效果不明顯的情況。

3? 邊偵察、邊干擾實(shí)現(xiàn)方法

為了適應(yīng)寬屏段、大視場(chǎng)的復(fù)雜電磁環(huán)境要求，提高便攜式干擾機(jī)的工作效能，需要干擾機(jī)能夠在連續(xù)地對(duì)敵方雷達(dá)進(jìn)行偵收的同時(shí)，不間斷的發(fā)射多個(gè)針對(duì)不同威脅的目標(biāo)。這就需要便攜式干擾機(jī)在試訓(xùn)任務(wù)中不僅要準(zhǔn)確干擾敵方各種雷達(dá)信號(hào)，還要便攜式干擾機(jī)實(shí)時(shí)地對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行偵察，掌握變化莫測(cè)的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境，確保操作手能夠及時(shí)地根據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境改變干擾機(jī)作戰(zhàn)狀態(tài)。

在實(shí)際對(duì)抗訓(xùn)練中便攜干擾機(jī)存在以下缺點(diǎn)：一是便攜式干擾機(jī)在發(fā)干擾信號(hào)時(shí)不能夠繼續(xù)偵收雷達(dá)信號(hào)；二是當(dāng)對(duì)方雷達(dá)更換工作方式或更換工作頻點(diǎn)時(shí)，便攜式干擾機(jī)并不能第一時(shí)間準(zhǔn)確偵察到雷達(dá)信號(hào)，導(dǎo)致在試驗(yàn)訓(xùn)練中對(duì)抗銜接不緊湊，對(duì)抗效率不高等問(wèn)題。針對(duì)以上缺點(diǎn)，可以通過(guò)兩種方法對(duì)便攜式干擾機(jī)存在的缺點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)。

方法一：對(duì)便攜干擾設(shè)備上硬件進(jìn)行改動(dòng)，目前大部分便攜干擾設(shè)備為了方便操作和攜帶，干擾和偵察模塊為一體化設(shè)計(jì)，可以單獨(dú)增加偵察模塊，并對(duì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，使便攜裝備達(dá)到邊干擾、邊偵察戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的功能。該方法需要對(duì)原裝備硬件進(jìn)行更改，代價(jià)比較大，涉及接口和底層更改，因?yàn)楦蓴_機(jī)主板空間較小，可能會(huì)出現(xiàn)互相干擾的情況，風(fēng)險(xiǎn)較大。

方法二：設(shè)計(jì)1套不同波段的偵察設(shè)備，主要完成2～

18 GHz頻段內(nèi)的雷達(dá)信號(hào)接收、采集、檢測(cè)、參數(shù)測(cè)量、實(shí)時(shí)頻譜顯示等功能，操作手根據(jù)偵察設(shè)備接收的戰(zhàn)場(chǎng)電磁信號(hào)，及時(shí)更換干擾參數(shù)，保證干擾機(jī)的干擾效率。該方法設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的便攜外接偵察設(shè)備，不改動(dòng)干擾機(jī)本身，可以實(shí)時(shí)偵察戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境。

綜合兩種設(shè)計(jì)方法，方法一對(duì)裝備本身改動(dòng)比較大，代價(jià)比較大，不建議采用。方法二設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，風(fēng)險(xiǎn)比較小，可以滿足實(shí)時(shí)偵察戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境，所以建議采用第二種方式進(jìn)行改進(jìn)。

4? 總體設(shè)計(jì)

偵察設(shè)備分為射頻部分（天線和接收機(jī)）、高速采集與信號(hào)處理部分、顯示與控制部分，系統(tǒng)各部分安裝于加固便攜式干擾機(jī)一體機(jī)內(nèi)，如圖5所示。

4.1? 射頻部分

射頻部分原理框圖如圖6所示，其中射頻部分包含模式切換、變頻、濾波等部分組成，信號(hào)通過(guò)射頻輸入端口進(jìn)入通道，通過(guò)開關(guān)選擇工作模式，分別為低噪音模式和普通模式，而后將信號(hào)送入預(yù)選濾波器，再經(jīng)過(guò)混頻器，進(jìn)行兩次變頻，將信號(hào)變到所需中頻，最后利用濾波器實(shí)現(xiàn)帶寬400 MHz的固定中頻輸出。

4.2? 高速采集與信號(hào)處理部分

高速采集與信號(hào)處理部分采用高性能FPGA+DSP+ADC硬件平臺(tái)，處理器之間有互聯(lián)總線連接，外掛大容量存儲(chǔ)器。其中FPGA主要完成高速ADC數(shù)據(jù)采集、動(dòng)態(tài)數(shù)字信號(hào)通道、信號(hào)檢測(cè)提取測(cè)量，DSP完成信號(hào)處理過(guò)程中的復(fù)雜計(jì)算、系統(tǒng)工作流程控制和處理結(jié)果上傳，高速采集與信號(hào)處理部分通過(guò)高速網(wǎng)口與上位機(jī)系統(tǒng)連接、通信[3-5]。構(gòu)成如圖7所示。

4.3? 顯示部分

顯示與控制部分由高性能PC與上位機(jī)顯軟件組成，高性能PC為顯控硬件平臺(tái)，通過(guò)高速網(wǎng)口與高速采集與信號(hào)處理部分連接。

設(shè)備完成后可以適應(yīng)常規(guī)脈沖信號(hào)；頻率捷變、重頻參差、重頻滑變、重頻抖動(dòng)信號(hào)；頻率分集、線性調(diào)頻、非線性調(diào)頻、相位編碼、頻率編碼等脈內(nèi)調(diào)制信號(hào)，可以實(shí)時(shí)偵察戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境。為了使顯示更加便捷，顯示形式可以采取原顯示形式進(jìn)行顯示。具體如下：

（1）偵察頻點(diǎn)列表，如圖8所示。按照頻點(diǎn)出現(xiàn)的次數(shù)進(jìn)行排序顯示，顯示信息包括序號(hào)、頻率、統(tǒng)計(jì)、百分比。

（2）頻率顯示圖，如圖9所示。顯示一個(gè)統(tǒng)計(jì)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)偵測(cè)到的所有頻點(diǎn)信息，橫坐標(biāo)為頻率值，單位為MHz，縱坐標(biāo)為該頻點(diǎn)出現(xiàn)的個(gè)數(shù)，標(biāo)題欄顯示出現(xiàn)次數(shù)最多的頻點(diǎn)值及其出現(xiàn)的次數(shù)。

（3）脈寬顯示圖，如圖10所示。是顯示一個(gè)統(tǒng)計(jì)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)偵測(cè)到的所有脈寬信息；橫坐標(biāo)為脈寬值，單位為微秒，縱坐標(biāo)為該脈寬出現(xiàn)次數(shù)。

（4）時(shí)頻分布圖，如圖11所示。在該圖中橫坐標(biāo)按20 ms的刻度進(jìn)行顯示，顯示每個(gè)20 ms內(nèi)出現(xiàn)的所有頻點(diǎn)。

（5）時(shí)寬直方圖，如圖12所示。在該圖中，橫坐標(biāo)按20 ms的刻度進(jìn)行顯示，顯示每個(gè)20 ms內(nèi)出現(xiàn)的所有脈寬。

5? 結(jié)? 論

本文針對(duì)某型便攜干擾機(jī)特點(diǎn)，結(jié)合試驗(yàn)訓(xùn)練任務(wù)特點(diǎn)需求，提出了實(shí)現(xiàn)便攜干擾機(jī)偵察、干擾同時(shí)工作的方法，解決了便攜干擾機(jī)自身存在的弊端，為操作手節(jié)省了操作時(shí)間，提高了裝備在任務(wù)中的工作效率，掌握了戰(zhàn)場(chǎng)的主動(dòng)權(quán)，為圓滿完成試驗(yàn)訓(xùn)練任務(wù)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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作者簡(jiǎn)介：郝露華（1984—），男，漢族，河北邯鄲人，雷達(dá)技師，主要研究方向：電子對(duì)抗裝備保障及運(yùn)用；汪坤（1992—），男，漢族，湖北黃岡人，班長(zhǎng)，主要研究方：電子對(duì)抗裝備保障及運(yùn)用。

收稿日期：2022-10-08