1.引言

近年來，由于電子對抗技術的不斷進步，干擾與抗干擾之間的斗爭亦日趨激烈。面對日益復雜的電子干擾（ECM）環境，雷達必須提高其抗干擾能力，才能在現代戰爭中生存，然后才能發揮其正常效能，為戰局帶來積極影響。

雷達面臨的復雜電子干擾可分為天然無線電干擾和人為無線電干擾兩大類，分別包括有源和無源干擾。人為干擾詳細分類如圖1所示：

圖1人為干擾

雷達抗干擾的主要目標是在與敵方電子干擾對抗中保證己方雷達任務的順利完成。雷達抗干擾措施可分為兩大類：（1）技術抗干擾措施；（2）戰術抗干擾措施。技術抗干擾措施又可分為兩類：一類是使干擾不進入或少進入雷達接收機中；另一類是當干擾進入接收機后，利用目標回波和干擾的各自特性，從干擾背景中提取目標信息。這些技術措施都用于雷達的主要分系統如天線、發射機、接收機、信號處理機中，下面將逐一介紹。

2.雷達抗干擾技術

2.1與天線有關的抗干擾技術

雷達通過天線發射和接收目標信號，但同時可能接收到干擾信號，可以通過在天線上采取某些措施盡量減少干擾信號進入接收機。如提高天線增益，可提高雷達接收信號的信干比；控制天線波束的覆蓋與掃描區域可以減少雷達照射干擾機；采用窄波束天線不僅可以獲得高的天線增益，還能增大雷達的自衛距離、提高能量密度，還可以減少地面反射的影響，減小多徑的誤差，提高跟蹤精度；采用低旁瓣天線可以將干擾限制在主瓣區間，還可以測定干擾機的角度信息，并能利用多站交叉定位技術，測得干擾機的距離信息；為了消除從旁瓣進入的干擾，還可以采取旁瓣消隱和旁瓣對消技術；當采用陣列接收天線時，可通過調整各個陣列單元信號的幅度與相位，在多個干擾方向上構成天線波瓣的零點，從而減少接收干擾信號的強度。

從電波與天線理論可知：接收天線能很好地接收與其極化方式相同的電磁能量，若極化方式不同，則會引起很大衰減。因此在設計天線時，采用變極化技術，使極化形式和目標信號匹配而與干擾信號失配，就能減少對干擾信號的接收。另外還可采用旋轉極化對消、視頻極化對消技術[1]等。

2.2與發射機有關的抗干擾技術

對付噪聲干擾的最直接辦法是增大雷達發射機功率，結合高增益天線可以使雷達獲得更大的探測距離，但該方法對箔條、誘餌、轉發器和欺騙式應答干擾等無效。對此，更有效的方法是使用復雜的、變化的、不同的發射信號，讓電子支援（ESM）和電子干擾承受最大的負擔。根據方法的不同可分為跳頻法、頻率分集或寬瞬時帶寬信號。

如果頻率能在較寬的范圍內隨機跳變，使雷達不斷跳到不受干擾的頻率上工作，它的抗干擾能力就能得到增強。常用的方法有固定跳頻和頻率捷變，由于頻率捷變信號的跳頻速度很快（可達微秒數量級），因此它能使瞄準式雜波干擾機很難截獲或跟蹤雷達。對于阻塞式干擾機，由于很難以足夠的功率覆蓋整個雷達的跳頻帶寬，干擾效果有限。在雷達發射機平均功率相同的條件下，寬帶頻率捷變雷達是目前抗雜波干擾的較好體制。

另外，開辟新頻段，讓雷達工作于更低或更高的頻段上，散布范圍盡量大；還可以使雷達突然在敵干擾頻段的空隙中工作，使敵方不易干擾。

2.3與接收機有關的抗干擾技術

當雷達遭遇強大干擾時，強干擾信號與目標回波信號一同進入雷達接收機，使其超出正常的動態范圍，工作狀態進入飽和狀態，這稱為過載現象。一旦接收機出現過載，雷達就處于盲視狀態，失去監視目標的作用，所有的反干擾措施也都失去意義。因此，抗飽和過載是雷達抗干擾的一條重要措施。雷達常采用的抗飽和過載技術有寬動態范圍接收機（如對數接收機、線性-對數接收機）、瞬時自動增益控制電路、“寬-限-窄”電路、檢波延遲控制電路、快速時間常數電路、近程增益控制電路、微波抗飽和電路等[4，5]。

“寬-限-窄”抗寬帶噪聲調頻干擾系統包括：寬帶放大器、限幅器和窄帶放大器，綜合利用了頻域和時域抗干擾原理，多次“整削”寬帶噪聲調頻干擾的能量，同時又充分保護目標回波信號能量不受損失，可極大地改善系統信干比，從而極大地降低雷達虛警概率、提高發現概率，因而是抗寬帶噪聲調頻干擾的一種有效抗干擾技術。

2.4與信號處理有關的抗干擾技術

2.4.1信號選擇法

信號選擇法，是基于信號的已知參數（脈沖寬度、脈沖重復頻率、幅度、頻率、相位等）區分干擾信號，可分為幅度選擇、時間選擇、頻率選擇、相位選擇等。

幅度選擇：根據雷達接收機輸入端有用信號和干擾信號強度的不同，從干擾背景中分離出有用信號。當有用信號幅度大大超過干擾幅度時，可采用下限幅器，其輸出僅在輸入電壓超過限幅電平時才出現。在脈沖雷達系統中，除了下限幅器外，還可以采用脈沖電平選擇器，它可以除去振幅超過有用信號的干擾脈沖。

時間選擇：在干擾背景下，脈沖信號的時間選擇是以待選脈沖與干擾脈沖之間的時間位置（相位）、脈沖重復頻率或脈沖寬度不同為基礎的。在自動距離跟蹤系統中，距離門選通電路就是根據脈沖位置的時間選擇，它只允許預測距離門附近的信號通過，這不僅減小了信號處理量，而且消除了其他位置的噪聲、干擾信號。脈沖重復頻率鑒別電路是將接收機接收到的脈沖信號與基準脈沖比較，只有在時間上與基準脈沖信號重合的脈沖才能通過。脈寬選擇電路，只讓脈沖寬度處于事先確定范圍內（大于、小于或等于給定值）的脈沖信號通過。脈沖重頻鑒別電路與脈寬選擇電路對抑制相干脈沖很有用[2]。

頻率選擇：頻率選擇是以有用信號和干擾信號的頻譜不同為基礎的。如多普勒濾波器組是覆蓋預期的目標多普勒頻移范圍的一組鄰接的窄帶濾波器。當目標相對于雷達的徑向速度不同，即多普勒頻移不同時，它將落入不同的窄帶濾波器。因此，窄帶多普勒濾波器組起到了實現速度分辨和精確測量的作用。另外，窄帶多普勒濾波器組濾除了多普勒頻帶外的干擾信號，它是PD雷達中不可缺少的組成部分。

相位選擇：相位選擇時，必須考慮所接收的有用信號和無線電干擾信號相位-頻率特性的差別。這種選擇是用相位自動頻率微調系統來實現的，它可以完全抑制與基準信號相位正交的干擾，并且可以大大減小寬帶噪聲干擾在接收機輸出端的功率。在相位選擇時，寬帶噪聲干擾影響的削弱，是由于噪聲干擾中包含有相位與基準信號相同和正交的分量[9]。

2.4.2抗欺騙性干擾

當雷達遭遇欺騙干擾時，雷達接收機應當采取特殊的抗干擾措施。對抗距離欺騙干擾時，常用記憶波門法、幅度鑒別、用速度代替距離變化率法、重頻捷變以及脈沖前沿跟蹤法；對抗速度欺騙干擾時，也有記憶波門法、用距離變化率代替速度法、變發射脈沖周期法；對抗角度欺騙干擾則可采用隱蔽錐掃體制、單脈沖測角體制[10]。

脈沖前沿跟蹤是利用雷達目標回波脈沖信號的前沿信息，實現對目標的跟蹤（通常指的是距離跟蹤）。為了保護運動平臺本身，如飛機，在運動平臺上載有自衛用的回答式干擾機施放的自衛干擾脈沖與平臺本身的雷達回波脈沖大部分重疊，而由于回答式干擾機在接收到雷達探測脈沖（此時已開始出現回波脈沖）到發射回答式干擾脈沖時不可避免的機內延遲（大約為50~200ns）的存在，不能完全掩蓋回波脈沖形成的回波脈沖前沿暴露。所謂脈沖前沿跟蹤，就是利用這一暴露于回答式干擾脈沖之前的回波脈沖前沿實現對目標距離跟蹤，從而對抗距離回答式干擾的。

2.4.3常見信號處理方法在抗干擾方面的作用

積累：用積累技術抗噪聲干擾的原理，是充分利用信號和噪聲之間在時間特性和相位特性上的區別，來完成在噪聲背景中對信號的檢測。相參積累同時利用了信號的幅度和相位信息，信噪比提高較多。理想的相參積累，信噪比可以提高N倍（N為積累的脈沖數），但技術上實現比較困難。非相參積累只利用了信號的幅度信息，而完全損失了相位信息，因此效果比相參積累差些。

相關：相關是搜索、跟蹤、制導或引信系統處在惡劣工作環境時采用的一種檢測處理技術。它的依據是：收到的數據和它經過一定延遲以后的數據之間的聯系或相關性（自相關），收到的數據與本機參考數據之間的聯系或相關性（互相關），以及信號的其他任意組合之間的聯系或相關性。其目的在于改善受干擾的雷達系統正常工作的能力，或開發利用自然干擾和敵方輻射信號的資源[1]。

恒虛警處理（CFAR）：現代雷達廣泛采用恒虛警處理，其主要功能就是對云雨、氣象雜波、地（海）雜波進行歸一化處理，以提高雷達在各種干擾情況下的檢測能力。雷達采用恒虛警處理，特別是采用兩道門限[6]處理的方案，具有抗強噪聲干擾、改善雷達顯示背景和提高雷達信號處理的能力。

動目標顯示（MTI）：MTI是多普勒處理的一種類型，它可以在固定雜波中檢測出動目標，其基本原理是利用目標和雜波的相對徑向移動而產生的不同多普勒頻率來濾除雜波。

干擾源尋的（HOJ）：用于導彈制導接收機的抗干擾技術，它把由目標發出的干擾信號作為制導信號，也稱為被動跟蹤干擾源。采用干擾源尋的方式使敵方不敢輕易施放干擾，是一種最積極的抗干擾方式。

被動測距：常用的被動測距方法有角速度測距、一部雷達或同其他雷達配合的三角測距方法、根據接收的回波信號強度增加的速率隨1R2（R為目標距離）變化測距[3]等。

除了上述的技術抗干擾措施，在實戰中采用數字信號處理電路，能夠靈活選擇和改變參數，可以提高雷達的可靠性，減輕重量、縮小體積、降低成本。采用新體制雷達，如頻率捷變雷達、噪聲雷達、無源雷達、紅外雷達、激光雷達等，也是抗干擾的有效措施。

3.雷達抗干擾的度量

3.1壓制系數
壓制系數K'_J是衡量雷達對某一種壓制性干擾對抗能力的通用標準。它是指干擾對雷達實施有效壓制時，所需最小功率P_Jmin和雷達發射功率P_av之比。如果忽略功率的傳輸損耗及極化損失，K'_J可表示為：

(1)

式中，σ目標的等效反射面積；R_J為干擾機距離；R為目標距離；K_J1為雷達檢測單個信號所需最小信干比；B_J為干擾帶寬；G_J為干擾機發射增益；T₀為雷達信號總的積累時間；G_t為雷達發射增益；g=A_r/A_rJ,其中Ar為雷達接收天線的有效接收面積，A_rj為雷達天線在干擾方向的有效接收面積；L_t雷達發射損耗因子；L_i為雷達非相參積累損失因子。

3.2抗干擾因子（EIF）

抗干擾因子F_J用來衡量各種抗壓制性干擾措施的效果，它是指雷達采取抗干擾措施后信干比提高的倍數。如果雷達對某一種干擾有N種對抗措施，則總的抗干擾因子F_JΣ為：

(2)

3.3雷達的相對自衛距離

當信干比為K_J1時，雷達與目標之間的距離稱為自衛距離R_J0。而雷達的相對自衛距離，指的是雷達自衛距離R_J0與雷達所要求的作用距離R_m0的比值R"_J0。它是能全面反映雷達抗壓制性干擾的標準。設（P_av）_e=P_av/L_t為雷達的有效發射功率，T_0e=T₀/L_i為雷達的有效積累時間，雷達的有效發射能量為E_e，E_e=（P_av）eT_0e，則R"_J0可表示為：

(3)

式中P_J1為干擾功率密度。

3.4抗欺騙性干擾概率

雷達抗欺騙性干擾概率，是指雷達不被欺騙性干擾欺騙的概率，它是衡量雷達抗欺騙性干擾能力的標準。設偵察設備偵察出雷達信號的概率為p₁，干擾機模擬雷達信號的概率為p₂，雷達不能識別干擾信號的概率為p₃，則雷達不被欺騙性干擾所干擾的概率為

(4)

在多種欺騙性干擾同時作用時，雷達總的抗欺騙干擾的概率C_J為抗各種欺騙性干擾概率之積，可由下式表示：

(5)

4.結論

當前，電子技術的發展促使雷達干擾與抗干擾之間的對抗更加激烈。雷達的抗干擾需要對雷達各分系統采取合適的抗干擾措施才能提高雷達的整體抗干擾能力。同時，抗干擾技術需要與適當的戰術相結合才能發揮更佳的效能。

作者：梁向如

參考文獻
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