雷达抗干扰性能试验方法及效果评估

摘 要：本文对远距离支援干扰、随队干扰和自卫干扰三种干扰模式的试验场景进行了模拟，对干扰设备的主要参数的设定及空间位置的设定进行了论述，并对试验采集的数据处理给出了宏观上的处理方法，根据数据分析结论对雷达抗干扰性能进行评估。

关键词：抗干扰；模拟试验；数据处理；性能评估

0 概述

随着现代电子对抗技术的不断进步，雷达干扰与抗干扰之间的斗争日趋激烈。面对日益复杂的电子干扰环境，雷达必须提高其抗干扰能力，才能在现代战争中生存；进而才能发挥真正作战效能，给战局带来积极的影响。

目前在国内一些的主流雷达上都根据雷达的特点作了抗干扰设计，但所采用的抗干扰设计在实战中的实际效果如何，还需要大量的试验进行分析和验证，以便得出定量的分析，为雷达的抗干扰性能的设计改进，为雷达兵部队的作战使用、雷达装备部署和指挥决策提供依据。

本文提供了一些验证雷达抗干扰性能的模拟试验和效果评估的方法。

1 雷达抗干扰试验方法

（一）远距离支援干扰

（1）试验模拟场景

远距离支援干扰作战场景设定2架电子战飞机分别从不同方位飞抵雷达的有效探测空域，作椭圆形飞行，施放压制式噪声干扰，掩护战斗机隐蔽进入防区，每部干扰机的有效辐射功率密度为1kW/MHz，试验模拟场景如图1所示。

在不同作战场景中，干扰机、战斗机与雷达之间的夹角会有所变化。

（2）模拟试验设备布置

支援干扰试验可以采用多个干扰源，配置在地面满足天线远场条件的位置，观测目标为空中目标或者目标模拟器施放的模拟目标。干扰机模拟某型电子战飞机的干扰设备，目标模拟器施放的模拟目标或者空中目标模拟某型战斗机，即被保护目标。

干扰功率可以按照下式等效反推到典型作战场景：

式中，Pexp和Pexp′分别为敌方典型干扰机和试验用干扰机的有效辐射功率，Rj和Rj′分别为敌方典型干扰机和试验用千扰机与雷达之间的距离。

图2为采用两个干扰源的试验现场示意，目标机航线或者目标模拟器和地面干扰机与雷达之间的夹角可以合理调整。

（二）随队干扰

（1）试验模拟场景

随队干扰作战场设定为多架飞机编队突防，其中有1架电子战飞机或者战斗机（挂载干扰吊舱），从距离雷达的设定距离开始施放干扰，掩护飞机编队在干扰扇区内飞行。如电子战飞机或者战斗机挂载干扰吊舱，施放压制式噪声干扰，有效辐射功率密度为1kW/MHz；如战斗机挂载欺骗干扰系统，则施放欺骗式干扰，有效辐射干扰功率最大为1kW。

（2）试验阵地部署

抗随队干扰试验采用一个干扰源，在地面架设干扰机，试验现场示意图如图4所示。在满足雷达天线远场条件的同一位置，架设压制式干扰机和目标模拟器，二者需要架高，其发射天线高度雷达天线相当，瞄准雷达天线。压制式干扰机的干扰功率按照式（1）进行反推，随时间变化（即电子战飞机与雷达之间的距离减小）逐渐增加；目标模拟器施放的模拟目标回波功率，同样随时间变化（即战斗机与雷达之间的距离减小）逐渐增加。

（三）自卫干扰

（1）试验模拟场景

自卫干扰，即单架战斗机挂载电子干扰吊舱突防。可以想定为1架战斗机挂载先进自卫干扰机突防，从距离雷达的设定距离开始施放干扰。自卫干扰机可施放压制式干扰，也可施放欺骗式干扰。

（2）试验阵地部署

抗自卫干扰试验阵地部署与抗随队干扰试验相同，如图3所示。干扰功率等效模拟方法也与抗随队干扰试验相同，不同之处在于抗自卫干扰试验的干扰功率要小于抗随队干扰试验。

2 试验数据处理及评估

分别给出抗压制式干扰和欺骗式干扰的数据处理方法。抗压制式干扰试验中，支援干扰、随队干扰、自卫干扰以及组合干扰的数据处理方法基本相同。

（一）抗压制式干扰试验数据处理及评估

（1）噪声功率折算

依据雷达方程进行折算，雷达方程如下：

根据试验中雷达记录的噪声功率数据PN（雷达受干扰时以及受干扰后采取各项抗干扰措施时记录的数据则为噪声加干扰的功率Prj，可以推算出kTs。

kTs=PN/Bn （3）

或者：

kTs=Prj/Bn （4）

假定试验中，雷达受干扰前后，观测同一航线的同一批目标，雷达工作参数没有变化，将式（3）和式（4）代入式（2），即可得到雷达正常工作时、受干扰时以及受干扰后采取各项抗干扰措施时的最大探测距离。

如果试验中，无法得到雷达目标截面积σ的值，就难以得出具体的距离值。这时，可以把无干扰时，雷达正常工作状态下的最大探测距离作为基准，计算受干扰时以及受干扰后采取各项抗干扰措施时雷达探测距离的下降程度。

可以对式（5）进行归一化，把Rmax计为1，则：

则干扰条件下R干越大，说明雷达的抗有源干扰的能力越强。

（2）信（干）噪比折算

雷达抗干扰性能评估，应反映出干扰环境下，雷达采取一系列抗干扰措施和手段后，对目标综合探测能力的最终改善程度，而不应仅仅关注对干扰的抑制情况。如果在抑制干扰的同时，对目标回波信号强度有影响，雷达在总体抗干扰性能就会打折扣。噪声功率折算方式中只考虑了干扰环境下雷达接收机内噪声功率的变化，没有考虑目标回波信号功率的变化，不能全面评估雷达的抗干扰性能。因此，采用信（干）噪比数据进行折算，可以客观的反映雷达的整体抗干扰性能。

试验中，对于某批径向运动的目标，假定目标在距离R1处时，雷达接收到的目标回波信噪比为V1，则可以推算出雷达对该目标的最大探测距离为：

使用信噪比数据推算雷达最大探测距离时，应取目标在清洁区的距离段的数据，即雷达没有采取MTI、MTD、STC等对消处理的情况下。

同样，在压制式干扰环境下，目标在距离R1处时，雷达接收到的目标回波信噪比为V1j，则可以推算出干扰环境下雷达对该目标的最大探测距离为：

把无干扰时，雷达正常工作状态下的最大探测距离作为基准，计算受干扰时以及受干扰后采取各项抗干扰措施时雷达探测距离的下降程度。

可以对式（9）进行归一化，把Rmax计为1，则

对于单批目标，干扰源和目标间的夹角是固定的，也就是说只能得到干扰源从某一固定的副瓣方位进入雷达接收机时雷达的探测距离。可以将该距离与噪声功率折算出的探测距离、理论计算出的探测距离进行比对。

（二）抗欺骗式干扰试验数据处理及评估

（1）抗密集假目标干扰数据处理

对于密集假目标，可以通过综合考虑真目标跟踪概率和假目标剔除概率，得出雷达抗密集假目标能力强弱的结论。

①真目标跟踪概率

对于一批在规定区域沿规定航线连续飞行的目标，没有干扰的情况下，雷达对该目标的正常检测跟踪概率为P0；在该区域施放密集假目标干扰，雷达没有采取抗干扰措施的情况下，雷达对该目标的正常检测跟踪概率为P1；在该区域施放密集假目标干扰，雷达综合采取抗干扰措施后，雷达对该目标的最优正常检测跟踪概率为P2。由此可以定义基于对真目标跟踪概率的抗密集假目标干扰性能指标：

则试验过程中计算出的Dm1值越大，雷达抗密集假目标的能力就越强。其中，雷达的检测跟踪概率P定义为：

式中，M为目标机在规定航线的飞行过程中雷达自动或半自动录取并正常跟踪的点数，N为目标机在规定航线的飞行过程中雷达总的观测点数。

②假目标剔除概率

没有干扰的情况下，雷达正常工作环境下某一规定区域的显示画面点迹数为A0；在该区域施放密集假目标干扰，未采取任何抗干扰措施的情况下，该区域点迹数为A1；在该区域施放密集假目标干扰，雷达综合采取抗干扰措施后，该区域最小点迹数为A2。定义假目标剔除概率性能指标为：

同理，通过对试验数据计算的DM2越大，雷达的抗密集假目标的能力越强。

（3）抗虚假航迹干扰数据处理

假定没有施放干扰，雷达正常工作环境下，在规定区域正常跟踪（雷达自动或者半自动检测录取，跟踪概率≥80%）的目标数为N0；在该区域施放多批（≥1批）虚假航迹欺骗干扰（航线与真实目标航迹不重合）后，雷达正常跟踪的虚假目标数为P1，对真目标的跟踪应不受影响；雷达综合采取抗干扰措施后，在该区域正常跟踪的最小虚假目标数为P2，正常跟踪最大真实目标数为N2。定义抗航迹欺骗干扰性能真假目标联合识别概率指标为：

3 结语

为了描述雷达的反干扰能力，衡量在干扰背景下的雷达的工作质量，是需要采用一些因子或系数作为雷达反干扰质量的指标的。由于反干扰技术涉及面较广，从不同的角度可以有不同的衡量标准，因而很难定义一个考虑到各种干扰影响，而又将雷达各部件与反干扰能力有关联因素均估计进去的完善的系数。

本文列举了一些主要的旨在检验雷达抗干扰性能的模拟试验方法，并在常规的干扰中可见度、改善因子、识别概率等衡量雷达抗干扰质量主要参数之外，从功能试验的角度，通过试验数据的统计，能够直观的反应雷达的抗干扰性能的优劣，为雷达的抗干扰设计提供试验依据。

参考文献：

[1]魏麦成.雷达抗有源干扰性的综合指标及仿真评估[J].空军上程大学学报（自然科学版）2003（2）.

[2]侯颖辉，许荣庆.星载雷达弱目标小波去噪方法研究[J]. 黑龙江大学自然科学学报. 2006（05）.

[3]李波涛，李明，吴顺君.雷达抗干扰效评估方法探讨[J].现代雷达.2006（11）.

[4]李军.雷达抗干扰试验中的几个基本问题[J].舰船电子对抗.1999（6）.

[5]赵国庆.雷达对抗原理[M].西安：西安电子科技大学出版社.1999.

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