針對低截獲雷達的欺騙干擾技術研究?

劉鑄華 吳寶東 李兵艦

（中國船舶重工集團公司第723研究所 揚州 225001）

1 引言

目前，在絕大多數的雷達對抗設備中，都采取的是恒功率輸出設計。在面對大動態的雷達信號時，該設計可以保證干擾機較好的對抗效果。但是，在面對低截獲雷達時，傳統的干擾機具有以下弱點:第一，因靈敏度過低，無法偵收低截獲雷達信號，故無法完成轉發干擾；第二，噪聲類干擾樣式下，過大的干擾功率對低截獲雷達具有較高的壓制比，容易使目標判斷受干擾，從而進入抗干擾模式［1］。

一般的對抗方法是通過提升干擾機靈敏度，來適應低截獲雷達。但是受限于干擾機瞬時覆蓋角、數字接收機靈敏度極限等因素，干擾機靈敏度提升幅度有限［2］。同時低截獲雷達的目標反射回波幅度較弱，恒功率的干擾機輸出會導致壓制比過高，尤其是欺騙干擾往往會形成壓制效果。

針對以上情況，本文論述了一種低功率、全轉發的欺騙干擾技術，通過理論推導，論證該技術的有效性。

2 技術設計

按照低截獲雷達的工作特點，在無干擾的狀態下，雷達采用低功率進行探測，此時理論的被探測目標回波較低。在受干擾的狀態下，為了保證雷達探測威力，一般的低截獲雷達會啟動功率管理措施，通過提升探測功率來保證主動探測能力［3］。對于干擾機而言，雷達威脅信號是非先驗的，因此無法準確獲知低截獲雷達的開機時間和探測波形參數。當低截獲雷達信號幅度低于干擾機的偵測靈敏度時，干擾機將處于一直待機狀態。但是可以利用低截獲雷達的功率管理特性，通過施加噪聲類干擾，迫使雷達提升探測功率，以保證干擾機獲得信號樣本并完成欺騙干擾。

本欺騙干擾技術流程如圖1所示。

圖1 干擾設計流程圖

本干擾技術的主要設計參數包括:大功率噪聲帶寬、低功率模式下系統等效輻射功率、全轉發欺騙干擾樣式設計和干擾機樣式切換時間。

大功率噪聲帶寬設置由干擾機自身能力和作戰對象決定。一般而言，在有先驗信息的前提下，壓制帶寬應設置為覆蓋目標工作全帶寬，以保證噪聲壓制的效果。在沒有先驗信息的前提下，可以使用頻段掃描的方法，對作戰對象的全工作頻段進行搜略性噪聲壓制干擾。

低功率模式下系統等效輻射功率由雷達探測功率、干擾機保護目標截面積、保護距離和欺騙干擾下的壓制比決定。在選定典型作戰對象后，根據低截獲雷達的最低探測功率，可以計算到達干擾機的口面功率，從而得到干擾機所需的最高靈敏度。根據干擾機所保護目標的截面積、保護距離和壓制比，可以得到干擾機所需的等效輻射功率［4］。該模式的設計還應保證系統的收發全隔離狀態，以保證全轉發欺騙干擾的有效釋放。

全轉發欺騙干擾樣式采用拖引干擾作為基礎，在保證收發全隔離的狀態下，干擾機儲頻單元可以實現對信號的實時存儲，同時設置一定的拖引速度完成全轉發欺騙干擾［5］。針對雷達的目標識別功能，拖引速度應不大于被保護目標的常規運動速度。拖引距離應設置為不小于雷達的一個距離分辨單元，以保證將雷達視角拖出被保護目標范圍的目的［6］。

干擾機樣式切換時間由雷達的模式切換策略決定。一般而言，雷達在發現受到一段時間的有源干擾后，會切換到其他的抗干擾模式［7］。因此使用噪聲壓制干擾的時間應控制在雷達切換模式的響應時間內。在沒有先驗信息的前提下，切換時間可設置為0.5s為步進的多檔，以保證至少有一檔循環時間可實現本文論述的欺騙干擾目的。

3 低功率模式下等效輻射功率設計

低功率模式下系統等效輻射功率由目標探測功率、干擾機保護目標截面積、保護距離和欺騙干擾下的壓制比決定。本文以自衛干擾為例，分析干擾機輸出功率與目標反射信號功率之比，由確定的壓制比來計算得到低功率模式下所需要的等效輻射功率。

到達雷達天線口面的目標回波信號功率可以表示為［8］

其中Pt為雷達發射機功率（dBm），Gt為雷達天線增益（dB），F為探測頻率（MHz），D為目標到雷達距離，σ為被探測目標的等效截面積（m2）。

到達雷達天線口面的干擾功率可以表示為

其中[Pt+Gt-32-20 lg(F)-20 lg(D)] 為到達干擾機的口面功率，Gzf為干擾機的轉發增益，[-32-20 lg(F)-20 lg(D)] 為干擾信號到達雷達口面的空間損耗。

為確保3dB的欺騙相參干擾增益，則要求:

由式（1）、式（2）和式（3），推導得到:

其中干擾機的轉發增益由干擾機等效輻射功率和靈敏度決定:

根據式（4）和式（5），干擾機低功率下的等效輻射功率應設置為

為避免干擾壓制比過高而導致雷達發現干擾進而轉換工作模式，壓制比應控制在一定的范圍內。壓制比上下限范圍應設置為被保護目標各向RCS（等效截面積）的變化范圍T，因此干擾機低功率下的等效輻射功率應設置為:

同時為保證低功率模式下的收發全隔離，應保證干擾機系統隔離度≥Gzf。

4 全轉發欺騙干擾樣式設計

在低功率模式下，干擾機采用全轉發欺騙干擾樣式，該樣式以拖引樣式為基礎?；緯r序圖如圖2所示。

圖2 全轉發欺騙干擾時序圖

拖引速度應根據被保護目標的最大運動速度設定，以保證拖引速度在低截獲雷達的回波速度容差范圍內［9］。拖引距離應大于低截獲雷達在干擾機處一個徑向距離分辨單元，以保證將雷達視角拖出目標所在區域［10］。同時根據圖2，慢時間拍與快時間拍之間的相對關系應具有一下關系:

式（8）中，V為設定的假目標拖引速度。

5 效果分析

本文設計的欺騙干擾技術以時間軸劃分，循環釋放，干擾效果采用低截獲雷達的反應進行分析:

1）在低截獲雷達開機后，干擾機因系統靈敏度過低，尚無法收到雷達信號，故無法實施轉發干擾；

2）干擾機直接采用大功率模式釋放寬帶噪聲壓制樣式干擾，此時低截獲雷達檢測到干擾，故提升探測功率，同時上報受干擾狀態；

3）在本文設計的樣式切換時間內，干擾機檢測到功率提升的雷達信號，并轉入低功率全轉發欺騙干擾樣式；

4）在設定的樣式切換時間內，干擾機由大功率干擾狀態轉入低功率干擾狀態，由于大功率干擾時間過短，雷達尚無法確認在穩定受干擾，因此尚無法切換抗干擾模式［11］；

5）低功率全轉發欺騙干擾等效于透明轉發的無源移動目標，由于模擬的RCS和運動特性與被保護目標相差不大，因此迫使雷達進行判決并二選一，此時的干擾信號功率并不足以使得雷達發現干擾［12］；

6）按規定的切換時間循環步驟2）～5），以應對雷達突然關機導致的轉發干擾中斷，同時也保證步驟5）在一定概率下實現欺騙拖引的干擾效果。

6 結語

本文以低截獲雷達為研究對象，重點分析了一種低功率、全轉發的欺騙干擾技術，推導出了低功率模式下所需要的干擾機等效輻射功率，并設計了全轉發欺騙干擾時序。該技術涉及的拖引參數、樣式切換時間需要根據一定的情報先驗信息進行設計。通過理論效果分析，本文論述的干擾技術能針對低截獲雷達形成更好的欺騙干擾效果，并使得干擾更隱秘，能夠為工程實踐提供更多的策略選擇。