雷达干扰技术第五章

雷达对抗技术電子工程技術研究所目标和内容了解并掌握与雷达干扰技术相关的概念、原理和方法。干扰方程遮盖性干扰欺骗性干扰干扰设备无源干扰目标和内容電子工程技術研究所5.1概述概述電子工程技術研究所雷达对抗就是雷达电子战（EW,electronicwarfare）。包括•电子支援(ES,electronicsupport)•电子攻击(EA,electronicattack)•电子防护(EP,electronicprotection)5.1.1对雷达的电子攻击概述電子工程技術研究所1非摧毁性行动•压制干扰用人造干扰淹没有用信号•欺骗干扰制造错误虚假信息2摧毁性行动•反辐射武器•定向能武器概述電子工程技術研究所5.1.2雷达干扰分类•雷达干扰是指一切破坏和扰乱敌方雷达检测己方目标信息的战术和技术措施。•干扰分类方法很多，应根据具体需要综合。干扰分类方法概述電子工程技術研究所•能量来源：有源(Active),无源(Passive)•产生途径：有意干扰，无意干扰•作用机理：遮盖性干扰，欺骗性干扰•空间位置：远距离支援干扰(SOJ,StandoffJamming)，随队干扰(ESJ,EscortJamming)，自卫干扰(SSJ,SelfScreeningJamming)，近距离干扰(SFJ,StandForwardJamming)雷达、目标、干扰机的空间位置关系概述電子工程技術研究所•远距离干扰：远离战区，安全。信号强，旁瓣，遮盖性干扰•随队干扰：目标附近，信号强，主瓣或旁瓣，遮盖性干扰•自卫干扰：目标上，主瓣，遮盖和欺骗干扰•近距离干扰：领先目标，距离近干扰效果好，不安全，无人机，遮盖性干扰5.2干扰方程干扰方程電子工程技術研究所•干扰方程将干扰机、雷达和目标三者间的空间和能量关系联系在一起，是干扰机设计的基础，也是评价干扰效果的依据。•功率准则是衡量干扰效果或抗干扰效果的一种方法。•判断干扰是否有效的指标是压制系数。5.2.1基本能量关系干扰方程電子工程技術研究所•探测和跟踪目标时雷达天线主瓣指向目标•干扰机天线主瓣指向雷达，干扰信号可能从雷达天线旁瓣进入干扰和目标信号功率比较干扰方程電子工程技術研究所•雷达接收机收到的目标回波信号和干扰信号222234222242(4)(4)4(4)4ttttrsttjjjjtjrjjjjrjjjjttrstttjPGAPGPRRPGPGGPARRPPGGRPPGGRrsPrjP24ttttPGRG雷达发射功率雷达天线增益目标到雷达距离目标雷达截面A=雷达天线有效面积24jjjjttPGRGG干扰机发射功率干扰机天线增益干扰机到雷达距离干扰信号对雷达天线极化系数A=雷达天线在干扰方向上的有效面积雷达天线在干扰方向上的增益5.2.2压制系数干扰方程電子工程技術研究所•压制系数指雷达发现概率下降到10%以下时，接收机输入端所需最小干扰信号与雷达回波信号功率之比：0.1/|djjspKPPjjsdKPPp压制系数干扰功率目标回波功率发现概率•压制系数是常数但决定于干扰信号调制样式和雷达类型。•压制系数越小雷达的抗干扰性能越差。•压制系数是比较各种干扰信号样式优劣的重要标准。5.2.3干扰方程干扰方程電子工程技術研究所•有效干扰必须满足422444()rjjjjttjrstttjjjttjjtjttPPGGRKPPGGRKRPGPGGRG或这两个式子称为干扰方程。宽带干扰方程干扰方程電子工程技術研究所•干扰机带宽比雷达带宽大很多时，干扰机功率无法全部进入雷达接收机。422444()jrjjjttrjtttjjjjjttjjtjtrtffPGGRfKPGGRfKRfPGPGGRfG干扰机带宽雷达接收机带宽或自卫时干扰方程干扰方程電子工程技術研究所•当干扰机配置在目标上（目标自卫）时20044*1jtttjjttjjjtrjjttjjjrjjrrRRGGKfPGPGRfKfPGRPGfRffff,方程可简化为或称为干扰机的最小有效干扰距离。当时，值取。干扰方程的讨论干扰方程電子工程技術研究所•压制大功率雷达需要大功率干扰机。（有效辐射功率）•雷达天线方向性越好抗干扰能力越强，旁瓣进入时干扰信号衰减巨大，所以干扰机配置在目标上最省功率。•目标雷达截面越大需要掩护干扰机的功率越大•压制系数越大需要干扰功率越大•极化损失系数越小，极化损失越严重，需要功率越大5.2.4有效干扰区干扰方程電子工程技術研究所•满足干扰方程的空间称为有效干扰区或压制区•干扰机的最小有效干扰距离称为暴露半径。球面既是压制区的边界也是暴露区的边界。0000/,/,/,rjrsjtrjrsjtrjrsjttRPPKRRPPKRRPPKRPG距离上，干扰机刚能压制住雷达，目标不被发现。时，干扰压制住目标回波，称为有效干扰区。时，干扰压制住不住目标回波，称为暴露区。也称为雷达的自卫距离，提高和可以增大自卫距离。理解干扰区干扰方程電子工程技術研究所•随距离减少目标回波功率按四次方增长，而干扰功率按二次方增长，故逐渐会从压制区过渡到暴露区。雷达功率越大，目标雷达截面越大，暴露半径就越大；想减小暴露半径就要提高干扰机有效辐射功率，或选择干扰样式降低压制系数。不同距离的干扰效果干扰方程電子工程技術研究所•1，2点在压制区扇面小但不能显示目标•3点进入暴露区扇面大但被发现5.2.5干扰扇面干扰方程電子工程技術研究所•干扰信号在环视显示器屏幕上打亮的扇形区域称为干扰扇面。打亮时干扰功率大于接收机内部噪声一定倍数。222(4)rjnjjtjrjnjPmPPGGPmPR为雷达馈线损耗系数天线增益曲线干扰方程電子工程技術研究所•根据天线增益曲线可以得到不同方位上天线增益。也可以根据经验公式计算，但一般角度不能太大。干扰扇面角干扰方程電子工程技術研究所20.50.07~0.100.04~0.06ttGkGkk经验公式高增益低增益0.5224jjtjBnjPGGkmPR5.2.6有效干扰扇面干扰方程電子工程技術研究所•有效干扰扇面是指在最小干扰距离上干扰能压制信号的扇面，在此扇面内雷达不能发现目标。222234222440.520.544(4)44422rjjrsjjtttjjjtjjjjtttttjjjttjtjjtjtjttjjPKPPGGPGKRRKRKRPGGPGPGRGRPGGkRPGKR有效干扰扇面内应满足干扰方程,既或有效干扰扇面干扰在目标上时有效干扰扇面要求干扰方程電子工程技術研究所•有效干扰扇面是指在最小干扰距离上干扰能压制信号的扇面，在此扇面内雷达不能发现目标。min22arcsinjjrR干扰在目标外时有效干扰扇面要求干扰方程電子工程技術研究所122min2()2arcsinjrR有效干扰扇面讨论干扰方程電子工程技術研究所•有效干扰扇面和干扰参数、雷达参数及目标截面有关，还和干扰机及目标距雷达距离有关。•通常说的雷达干扰扇面比有效干扰扇面大得多。•所需有效干扰扇面根据被保卫目标的大小和干扰机的位置确定。•干扰机配置在被保卫目标外是所需要小干扰扇面比配置在目标上时大很多。•一部干扰机不能覆盖时可以用多部干扰机共同形成一个有效干扰扇面。5.3遮盖性干扰遮盖性干扰電子工程技術研究所•有源干扰按干扰信号的作用机理可分为：遮盖性干扰和欺骗性干扰•前面分析的干扰方程一般形式主要针对的就是单站雷达的遮盖性有源干扰•遮盖性干扰就是用干扰信号淹没有用信号，阻碍雷达检测目标信息，实际就是降低信噪比以在恒虚警检测中降低发现概率。5.3.1遮盖性干扰概述遮盖性干扰電子工程技術研究所()()()()TRtttt雷达向空间发射信号s被目标调制后形成回波s叠加各种干扰和噪声c后接收机收到s经雷达处理后在终端显示遮盖性干扰分类遮盖性干扰電子工程技術研究所1.瞄准式干扰，干扰信号强2.阻塞式干扰，干扰范围宽3.扫频式干扰，周期性强干扰，范围宽4.组合式干扰sss(2~5),5,,22(2~5),,0,jrjjjjrjjjrjfffffffffffffffttT瞄准式阻塞式扫频式5.3.2最佳遮盖干扰波形遮盖性干扰電子工程技術研究所2222max1()2()()ln()ln2xpxeHxpxpxdxe•最佳干扰波形就是随机性最强或不确定性最大的波形。•在限制平均功率的情况下，熵最大的最佳遮盖干扰波形为正态分布的噪声。22()()log()()1()aHxpxpxdxpxdxxpxdx熵定义为条件噪声质量因数遮盖性干扰電子工程技術研究所•噪声质量因数是指在相同遮盖效果条件下，理想干扰信号所需功率与实际干扰信号所需的干扰功率之比。•实际干扰信号概率密度难以确定，常用实验方法确定噪声质量因数。•可以用以确定实际干扰信号所需功率。jjojonjHHPP射频噪声干扰遮盖性干扰電子工程技術研究所•直接将窄带高斯噪声放大和发射出去,又称直接噪声放大（DINA,DirectNoiseAmplification）。•实际噪声电平低。•大功率放大困难，效率低。•故多用调制()()cos[()]()()02()njnjJtUtttUttJt服从瑞利分布服从[，]均匀分布两者独立远大于谱宽5.3.3噪声调幅干扰遮盖性干扰電子工程技術研究所020,,020()[()]cos()(),()02()()()E[()][()][cos()]1cos()02E[()]0njnnnnnnjjJtUUttUtUUtpUpUpJtEUUtEttdJt零均值，方差[-，]广义平稳独立于且服从[，]均匀分布联合概率密度均值第二项为故•广义平稳随机过程均值时间无关，相关函数仅与有关噪声调幅定理遮盖性干扰電子工程技術研究所0020020()[()()][()][()]cos[]cos[]()()=+()11[cos22cos()]cos()221()[()]cos(),()()2jnnjjnnnjjjjjnjnnBEJtJtEUUtUUtEttEUUtUtUBEtBUBBUt相关函数第一项为第二项为（）+是相关函数称为噪声调幅定理。噪声调幅干扰功率遮盖性干扰電子工程技術研究所2220022200000(0)(0)22221+(1)2=nntjntAenAeUBUPBUPPmUPmU可以写成为载波功率，称为有效调制系数max0max=,nAnAcAecnUmUUmKmK最大调制系数称为噪声峰值系数。1,1111,~34AAAecmmmK否则产生过调制，严重时伤害振荡管时=噪声调幅干扰功率谱遮盖性干扰電子工程技術研究所020()4()cos211()()()244jjjnjnjGfBfdUffGffGff旁频功率遮盖性干扰電子工程技術研究所22200002,2119~16slAslAeslcslcPmPPmPPKPPPK上下边带功率之和为旁频功率或不产生过调制情况下提高旁频功率的方法•提高载波功率（提高干扰机发射功率）•提高有效调制系数（限幅）限幅遮盖性干扰電子工程技術研究所LLLLLxxUyUxUUxU双向折线限幅•限幅后噪声质量变坏•限幅后峰值系数变小，频谱会有不同程度