雷達有源干擾樣式

雷達有源干擾樣式

對雷達進行有源干擾有不少方法,可分為壓制性、欺騙性干擾以及兩者的組合,再可細分成好多樣式。

雷達有源干擾樣式

正文

對雷達實施有源干擾所採用的技術措施。對雷達系統的干擾作用,可分為壓制性干擾、欺騙性干擾和兩者相結合的組合干擾。各種干擾樣式分類如下表。

雷達有源干擾樣式雷達有源干擾樣式
壓制性干擾 指噪聲干擾。在雷達接收機的輸入端產生類似於接收機內部噪聲的干擾信號稱噪聲干擾。理論分析表明,高斯噪聲對任何結構和形式的有用信號具有最好的遮蓋作用,因而噪聲干擾的通用性好。有效的噪聲干擾能在雷達顯示器上形成一定的干擾扇面,以掩護在一定距離和一定角度範圍內的大群目標。①純噪聲干擾:對目標的壓製作用最好,但是,它的產生和不失真放大比較困難。高斯噪聲的有效值與峰值之比較小,使純噪聲干擾發射機的功率利用系統較小。②噪聲調幅干擾:一種利用視頻噪聲對射頻載波進行幅度調製的干擾信號,它含有對干擾無用的載波分量,且其干擾頻寬不能快速改變,故多用噪聲調頻干擾。③噪聲調頻干擾:一種利用視頻噪聲對射頻載波進行頻率(或相位)調製的干擾信號。它對雷達產生干擾的機理是:當連續的高速調頻信號掃過接收機的窄通帶時,在接收機的輸出端便形成一個衝擊脈衝。噪聲調頻信號不斷地往返掃掠,便可在接收機的輸出端產生一系列衝擊干擾脈衝。這些干擾脈衝相互疊加,形成噪聲干擾。噪聲調頻干擾的包絡起伏很小,故噪聲調頻干擾發射機的功率利用係數很高。噪聲調頻信號的頻寬與調製信號的幅度成正比,因此,改變調頻噪聲的幅度即可改變噪聲調頻信號的頻寬,以便靈活地產生窄帶瞄頻干擾(干擾頻寬幾到十幾兆赫)、窄帶阻塞干擾(干擾頻寬幾十兆赫)、寬頻阻塞干擾(干擾頻寬大於 100兆赫)。掃頻干擾是使窄帶噪聲調頻干擾信號的中心頻率在一定頻率範圍內掃掠,以便用單部干擾機覆蓋大的干擾頻寬。④雜亂脈衝干擾:將連續的噪聲調幅、噪聲調頻信號切割成寬度、空度隨機變化的脈衝信號,使在雷達終端產生雜亂的干擾脈衝。
噪聲干擾一般是連續干擾,故耗費的功率較大。為使噪聲干擾壓制有用信號,要求進入雷達接收機的干擾信號功率大於有用信號功率一定倍數,因此要求所輻射的干擾信號在角度、頻率、時間上與雷達信號一致。噪聲干擾機的結構比較複雜。此外,一旦使用噪聲干擾,雷達操作員便可察覺,並採取反干擾措施(如跟蹤噪聲干擾源等)以減少干擾的影響。
欺騙性干擾 欺騙性干擾分為角度欺騙、距離欺騙、速度欺騙和混合欺騙等幾種。

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相干干擾 一種對單脈衝跟蹤雷達和隱蔽錐掃跟蹤雷達的角度欺騙技術,其設備構成和作用原理如圖1。它套用兩個相距許多倍工作波長的發射天線,轉發功率相近而相位相反的雷達信號。這兩個射頻相干信號空間疊加,形成一系列干擾柵瓣。在這些干擾柵瓣的鄰接處,信號波前嚴重畸變。由於靠相位檢測進行角跟蹤的雷達天線總是指向信號波前的法線方向,當雷達處於這些信號波前的畸變區時便會產生很大的角跟蹤誤差。但是,要在雷達方向形成兩個等幅、反相的干擾信號比較困難,而且在干擾信號的波前畸變區,恰好是干擾柵瓣的功率凹口。為使處在這裡的干擾信號壓制目標回波,就要求較大的干擾功率。
非相干干擾 一種通用的角度欺騙技術。兩個在空間上分離的干擾源,按一定的控制程式交替或同時工作,在空間形成兩個閃爍或穩定的目標,誘使雷達天線隨著干擾轉換的節拍而產生角度追擺,或跟蹤兩個干擾源的能量中心,使雷達不能準確跟蹤目標。非相干干擾可以干擾任何角跟蹤雷達,且不需要複雜的干擾技術。但是,它要求兩個協同的干擾源位於雷達的同一分辨單元以內,故干擾產生的角誤差小。隨著干擾源與雷達之間距離的減小,兩個干擾源與雷達的張角逐漸變大。當這個張角大於雷達的跟蹤波束角時,雷達便準確跟蹤其中一個干擾源目標。
交叉極化干擾 一種干擾單脈衝雷達的角度欺騙技術。它輻射與雷達極化正交的交叉極化干擾信號,使單脈衝雷達產生跟蹤誤差。
雷達天線總是存在著與主極化不同的交叉極化方向圖(圖2a)。在一般情況下,雷達天線的交叉極化分量比主極化分量低兩個數量級。因此,它幾乎對目標跟蹤不產生有害的影響。在交叉極化干擾的情況下,干擾機輻射強功率的交叉極化干擾信號,迫使雷達跟蹤交叉極化干擾信號。由於雷達天線的交叉極化方向圖與主極化方向圖完全不同,當單脈衝雷達跟蹤交叉極化干擾信號時,便會產生很大的跟蹤誤差。
由於雷達天線的交叉極化分量通常比主極化分量低兩個數量級,要使交叉極化干擾信號壓制主極化回波信號,就要求干擾信號功率比回波信號大20分貝以上。如果幹擾極化並不與雷達主極化正交,則干擾信號中就包含有主極化分量(圖2b),從而降低交叉極化干擾的效果。計算表明,交叉極化干擾只要有6°的極化引導誤差,便可產生-20分貝的主極化信號分量,從而使交叉極化干擾失效。此外,雷達還可採用極化過濾器或極化分集抗干擾。

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音頻掃掠干擾 一種干擾隱蔽式(或暴露式)圓錐掃描跟蹤雷達的角度欺騙技術。它對收到的雷達脈衝加以變周期正弦波(或變周期方波)包絡調製,然後放大、轉發。當干擾信號的強度大於目標回波一定倍數,且干擾信號的包絡調製頻率接近於雷達的錐掃頻率時,雷達天線便會抖動或完全偏離目標。這種干擾技術簡單,但對單脈衝跟蹤雷達干擾無效。此外,為使干擾信號能對錐掃雷達天線的伺服跟蹤系統起作用,要求干擾信號的音頻掃掠速率很低(約1赫/秒)。因此,當雷達錐掃頻率範圍未知或錐掃頻率可變時,這種干擾一般效果不大。
角度門拖曳干擾 一種干擾邊掃描、邊跟蹤雷達的角度欺騙技術。它首先檢測雷達天線掃描的包絡,然後把雷達信號按一定規律進行幅度調製,再放大、轉發。這種干擾脈衝列的包絡具有與雷達天線掃描包絡相似的形狀,但干擾信號的“主瓣”與回波信號的主瓣有一逐漸增大的角度延遲。當干擾信號大於回波信號一定倍數時,就會誘使雷達角度門跟蹤干擾,偏離目標。這種干擾技術簡單,但通用性差。

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離門拖曳干擾 一種距離欺騙技術,其構成框圖和作用原理圖如圖3。干擾機首先發射一個與回波重合的干擾信號,然後控制發射脈衝的延遲時間,使此干擾信號逐漸後移。由於雷達距離門總是跟蹤接收信號的能量中心,當干擾信號的強度大於目標回波一定的倍數時,雷達距離門便會跟著干擾信號移動,使雷達得到錯誤的距離信息。當干擾信號把雷達距離門拖曳到一定位置時,干擾信號突然向前跳躍,遂使雷達距離門內失去信號,從而破壞雷達跟蹤。距離門拖曳干擾使用簡單,干擾效果好,但雷達可用前沿跟蹤反干擾。

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速度門拖曳干擾 一種速度欺騙技術,主要用於干擾連續波雷達,其構成框圖和作用原理如圖4。在調相行波管的螺線上施加一個變鋸齒電壓,便可連續改變傳輸信號的相移,從而改變輸出信號的頻率。當在調相行波管螺線上加以不同形式的調相信號時,可使輸出信號頻譜相對於輸入信號頻譜前移、後移,或同時向前、向後移動。由於雷達速度門總是跟蹤接收信號的能量中心,當干擾信號強度大於目標回波一定的倍數時,雷達速度門便會跟著干擾信號移動,使雷達得到錯誤的速度信息。當干擾信號把雷達速度門拖曳到一定位置時,干擾信號頻譜突然向起始位置跳躍,遂使雷達速度門內失去信號,從而破壞雷達的速度跟蹤。速度門拖曳干擾使用簡單,且很難反干擾。但單一的速度干擾作用有限,因雷達可用距離和角度對目標定位。
組合干擾 將多種兼容的干擾樣式加以組合,可以使不同的干擾作用相輔相成。例如,將距離(或速度)拖曳干擾與角度欺騙干擾組合使用,先用拖曳干擾將雷達跟蹤門拖離目標,然後再使用需要高壓制比的角度欺騙干擾(相干干擾、交叉極化干擾等)。由於此時雷達跟蹤門內已經沒有目標回波,只要不大的干擾功率便能使這些需要高壓制比角度欺騙干擾奏效。此外,還可以將噪聲干擾與欺騙干擾組合使用,以形成效率更高的多模干擾

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