1.引言

近年來，由于電子對(duì)抗技術(shù)的不斷進(jìn)步，干擾與抗干擾之間的斗爭(zhēng)亦日趨激烈。面對(duì)日益復(fù)雜的電子干擾（ECM）環(huán)境，雷達(dá)必須提高其抗干擾能力，才能在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中生存，然后才能發(fā)揮其正常效能，為戰(zhàn)局帶來積極影響。

雷達(dá)面臨的復(fù)雜電子干擾可分為天然無(wú)線電干擾和人為無(wú)線電干擾兩大類，分別包括有源和無(wú)源干擾。人為干擾詳細(xì)分類如圖1所示：

圖1人為干擾

雷達(dá)抗干擾的主要目標(biāo)是在與敵方電子干擾對(duì)抗中保證己方雷達(dá)任務(wù)的順利完成。雷達(dá)抗干擾措施可分為兩大類：（1）技術(shù)抗干擾措施；（2）戰(zhàn)術(shù)抗干擾措施。技術(shù)抗干擾措施又可分為兩類：一類是使干擾不進(jìn)入或少進(jìn)入雷達(dá)接收機(jī)中；另一類是當(dāng)干擾進(jìn)入接收機(jī)后，利用目標(biāo)回波和干擾的各自特性，從干擾背景中提取目標(biāo)信息。這些技術(shù)措施都用于雷達(dá)的主要分系統(tǒng)如天線、發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、信號(hào)處理機(jī)中，下面將逐一介紹。

2.雷達(dá)抗干擾技術(shù)

2.1與天線有關(guān)的抗干擾技術(shù)

雷達(dá)通過天線發(fā)射和接收目標(biāo)信號(hào)，但同時(shí)可能接收到干擾信號(hào)，可以通過在天線上采取某些措施盡量減少干擾信號(hào)進(jìn)入接收機(jī)。如提高天線增益，可提高雷達(dá)接收信號(hào)的信干比；控制天線波束的覆蓋與掃描區(qū)域可以減少雷達(dá)照射干擾機(jī)；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(dá)的自衛(wèi)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(qū)間，還可以測(cè)定干擾機(jī)的角度信息，并能利用多站交叉定位技術(shù)，測(cè)得干擾機(jī)的距離信息；為了消除從旁瓣進(jìn)入的干擾，還可以采取旁瓣消隱和旁瓣對(duì)消技術(shù)；當(dāng)采用陣列接收天線時(shí)，可通過調(diào)整各個(gè)陣列單元信號(hào)的幅度與相位，在多個(gè)干擾方向上構(gòu)成天線波瓣的零點(diǎn)，從而減少接收干擾信號(hào)的強(qiáng)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(huì)引起很大衰減。因此在設(shè)計(jì)天線時(shí)，采用變極化技術(shù)，使極化形式和目標(biāo)信號(hào)匹配而與干擾信號(hào)失配，就能減少對(duì)干擾信號(hào)的接收。另外還可采用旋轉(zhuǎn)極化對(duì)消、視頻極化對(duì)消技術(shù)[1]等。

2.2與發(fā)射機(jī)有關(guān)的抗干擾技術(shù)

對(duì)付噪聲干擾的最直接辦法是增大雷達(dá)發(fā)射機(jī)功率，結(jié)合高增益天線可以使雷達(dá)獲得更大的探測(cè)距離，但該方法對(duì)箔條、誘餌、轉(zhuǎn)發(fā)器和欺騙式應(yīng)答干擾等無(wú)效。對(duì)此，更有效的方法是使用復(fù)雜的、變化的、不同的發(fā)射信號(hào)，讓電子支援（ESM）和電子干擾承受最大的負(fù)擔(dān)。根據(jù)方法的不同可分為跳頻法、頻率分集或?qū)捤矔r(shí)帶寬信號(hào)。

如果頻率能在較寬的范圍內(nèi)隨機(jī)跳變，使雷達(dá)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(qiáng)。常用的方法有固定跳頻和頻率捷變，由于頻率捷變信號(hào)的跳頻速度很快（可達(dá)微秒數(shù)量級(jí)），因此它能使瞄準(zhǔn)式雜波干擾機(jī)很難截獲或跟蹤雷達(dá)。對(duì)于阻塞式干擾機(jī)，由于很難以足夠的功率覆蓋整個(gè)雷達(dá)的跳頻帶寬，干擾效果有限。在雷達(dá)發(fā)射機(jī)平均功率相同的條件下，寬帶頻率捷變雷達(dá)是目前抗雜波干擾的較好體制。

另外，開辟新頻段，讓雷達(dá)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(dá)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(jī)有關(guān)的抗干擾技術(shù)

當(dāng)雷達(dá)遭遇強(qiáng)大干擾時(shí)，強(qiáng)干擾信號(hào)與目標(biāo)回波信號(hào)一同進(jìn)入雷達(dá)接收機(jī)，使其超出正常的動(dòng)態(tài)范圍，工作狀態(tài)進(jìn)入飽和狀態(tài)，這稱為過載現(xiàn)象。一旦接收機(jī)出現(xiàn)過載，雷達(dá)就處于盲視狀態(tài)，失去監(jiān)視目標(biāo)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(dá)抗干擾的一條重要措施。雷達(dá)常采用的抗飽和過載技術(shù)有寬動(dòng)態(tài)范圍接收機(jī)（如對(duì)數(shù)接收機(jī)、線性-對(duì)數(shù)接收機(jī)）、瞬時(shí)自動(dòng)增益控制電路、“寬-限-窄”電路、檢波延遲控制電路、快速時(shí)間常數(shù)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(diào)頻干擾系統(tǒng)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(shí)域抗干擾原理，多次“整削”寬帶噪聲調(diào)頻干擾的能量，同時(shí)又充分保護(hù)目標(biāo)回波信號(hào)能量不受損失，可極大地改善系統(tǒng)信干比，從而極大地降低雷達(dá)虛警概率、提高發(fā)現(xiàn)概率，因而是抗寬帶噪聲調(diào)頻干擾的一種有效抗干擾技術(shù)。

2.4與信號(hào)處理有關(guān)的抗干擾技術(shù)

2.4.1信號(hào)選擇法

信號(hào)選擇法，是基于信號(hào)的已知參數(shù)（脈沖寬度、脈沖重復(fù)頻率、幅度、頻率、相位等）區(qū)分干擾信號(hào)，可分為幅度選擇、時(shí)間選擇、頻率選擇、相位選擇等。

幅度選擇：根據(jù)雷達(dá)接收機(jī)輸入端有用信號(hào)和干擾信號(hào)強(qiáng)度的不同，從干擾背景中分離出有用信號(hào)。當(dāng)有用信號(hào)幅度大大超過干擾幅度時(shí)，可采用下限幅器，其輸出僅在輸入電壓超過限幅電平時(shí)才出現(xiàn)。在脈沖雷達(dá)系統(tǒng)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(hào)的干擾脈沖。

時(shí)間選擇：在干擾背景下，脈沖信號(hào)的時(shí)間選擇是以待選脈沖與干擾脈沖之間的時(shí)間位置（相位）、脈沖重復(fù)頻率或脈沖寬度不同為基礎(chǔ)的。在自動(dòng)距離跟蹤系統(tǒng)中，距離門選通電路就是根據(jù)脈沖位置的時(shí)間選擇，它只允許預(yù)測(cè)距離門附近的信號(hào)通過，這不僅減小了信號(hào)處理量，而且消除了其他位置的噪聲、干擾信號(hào)。脈沖重復(fù)頻率鑒別電路是將接收機(jī)接收到的脈沖信號(hào)與基準(zhǔn)脈沖比較，只有在時(shí)間上與基準(zhǔn)脈沖信號(hào)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(nèi)（大于、小于或等于給定值）的脈沖信號(hào)通過。脈沖重頻鑒別電路與脈寬選擇電路對(duì)抑制相干脈沖很有用[2]。

頻率選擇：頻率選擇是以有用信號(hào)和干擾信號(hào)的頻譜不同為基礎(chǔ)的。如多普勒濾波器組是覆蓋預(yù)期的目標(biāo)多普勒頻移范圍的一組鄰接的窄帶濾波器。當(dāng)目標(biāo)相對(duì)于雷達(dá)的徑向速度不同，即多普勒頻移不同時(shí)，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(shí)現(xiàn)速度分辨和精確測(cè)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(hào)，它是PD雷達(dá)中不可缺少的組成部分。

相位選擇：相位選擇時(shí)，必須考慮所接收的有用信號(hào)和無(wú)線電干擾信號(hào)相位-頻率特性的差別。這種選擇是用相位自動(dòng)頻率微調(diào)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的，它可以完全抑制與基準(zhǔn)信號(hào)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(jī)輸出端的功率。在相位選擇時(shí)，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(zhǔn)信號(hào)相同和正交的分量[9]。

2.4.2抗欺騙性干擾

當(dāng)雷達(dá)遭遇欺騙干擾時(shí)，雷達(dá)接收機(jī)應(yīng)當(dāng)采取特殊的抗干擾措施。對(duì)抗距離欺騙干擾時(shí)，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(duì)抗速度欺騙干擾時(shí)，也有記憶波門法、用距離變化率代替速度法、變發(fā)射脈沖周期法；對(duì)抗角度欺騙干擾則可采用隱蔽錐掃體制、單脈沖測(cè)角體制[10]。

脈沖前沿跟蹤是利用雷達(dá)目標(biāo)回波脈沖信號(hào)的前沿信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的跟蹤（通常指的是距離跟蹤）。為了保護(hù)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)本身，如飛機(jī)，在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上載有自衛(wèi)用的回答式干擾機(jī)施放的自衛(wèi)干擾脈沖與平臺(tái)本身的雷達(dá)回波脈沖大部分重疊，而由于回答式干擾機(jī)在接收到雷達(dá)探測(cè)脈沖（此時(shí)已開始出現(xiàn)回波脈沖）到發(fā)射回答式干擾脈沖時(shí)不可避免的機(jī)內(nèi)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(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)距離跟蹤，從而對(duì)抗距離回答式干擾的。

2.4.3常見信號(hào)處理方法在抗干擾方面的作用

積累：用積累技術(shù)抗噪聲干擾的原理，是充分利用信號(hào)和噪聲之間在時(shí)間特性和相位特性上的區(qū)別，來完成在噪聲背景中對(duì)信號(hào)的檢測(cè)。相參積累同時(shí)利用了信號(hào)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(shù)），但技術(shù)上實(shí)現(xiàn)比較困難。非相參積累只利用了信號(hào)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(guān)：相關(guān)是搜索、跟蹤、制導(dǎo)或引信系統(tǒng)處在惡劣工作環(huán)境時(shí)采用的一種檢測(cè)處理技術(shù)。它的依據(jù)是：收到的數(shù)據(jù)和它經(jīng)過一定延遲以后的數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系或相關(guān)性（自相關(guān)），收到的數(shù)據(jù)與本機(jī)參考數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系或相關(guān)性（互相關(guān)），以及信號(hào)的其他任意組合之間的聯(lián)系或相關(guān)性。其目的在于改善受干擾的雷達(dá)系統(tǒng)正常工作的能力，或開發(fā)利用自然干擾和敵方輻射信號(hào)的資源[1]。

恒虛警處理（CFAR）：現(xiàn)代雷達(dá)廣泛采用恒虛警處理，其主要功能就是對(duì)云雨、氣象雜波、地（海）雜波進(jìn)行歸一化處理，以提高雷達(dá)在各種干擾情況下的檢測(cè)能力。雷達(dá)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(qiáng)噪聲干擾、改善雷達(dá)顯示背景和提高雷達(dá)信號(hào)處理的能力。

動(dòng)目標(biāo)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(cè)出動(dòng)目標(biāo)，其基本原理是利用目標(biāo)和雜波的相對(duì)徑向移動(dòng)而產(chǎn)生的不同多普勒頻率來濾除雜波。

干擾源尋的（HOJ）：用于導(dǎo)彈制導(dǎo)接收機(jī)的抗干擾技術(shù)，它把由目標(biāo)發(fā)出的干擾信號(hào)作為制導(dǎo)信號(hào)，也稱為被動(dòng)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(dòng)測(cè)距：常用的被動(dòng)測(cè)距方法有角速度測(cè)距、一部雷達(dá)或同其他雷達(dá)配合的三角測(cè)距方法、根據(jù)接收的回波信號(hào)強(qiáng)度增加的速率隨1R2（R為目標(biāo)距離）變化測(cè)距[3]等。

除了上述的技術(shù)抗干擾措施，在實(shí)戰(zhàn)中采用數(shù)字信號(hào)處理電路，能夠靈活選擇和改變參數(shù)，可以提高雷達(dá)的可靠性，減輕重量、縮小體積、降低成本。采用新體制雷達(dá)，如頻率捷變雷達(dá)、噪聲雷達(dá)、無(wú)源雷達(dá)、紅外雷達(dá)、激光雷達(dá)等，也是抗干擾的有效措施。

3.雷達(dá)抗干擾的度量

3.1壓制系數(shù)
壓制系數(shù)K'_J是衡量雷達(dá)對(duì)某一種壓制性干擾對(duì)抗能力的通用標(biāo)準(zhǔn)。它是指干擾對(duì)雷達(dá)實(shí)施有效壓制時(shí)，所需最小功率P_Jmin和雷達(dá)發(fā)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(biāo)的等效反射面積；R_J為干擾機(jī)距離；R為目標(biāo)距離；K_J1為雷達(dá)檢測(cè)單個(gè)信號(hào)所需最小信干比；B_J為干擾帶寬；G_J為干擾機(jī)發(fā)射增益；T₀為雷達(dá)信號(hào)總的積累時(shí)間；G_t為雷達(dá)發(fā)射增益；g=A_r/A_rJ,其中Ar為雷達(dá)接收天線的有效接收面積，A_rj為雷達(dá)天線在干擾方向的有效接收面積；L_t雷達(dá)發(fā)射損耗因子；L_i為雷達(dá)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(dá)采取抗干擾措施后信干比提高的倍數(shù)。如果雷達(dá)對(duì)某一種干擾有N種對(duì)抗措施，則總的抗干擾因子F_JΣ為：

(2)

3.3雷達(dá)的相對(duì)自衛(wèi)距離

當(dāng)信干比為K_J1時(shí)，雷達(dá)與目標(biāo)之間的距離稱為自衛(wèi)距離R_J0。而雷達(dá)的相對(duì)自衛(wèi)距離，指的是雷達(dá)自衛(wèi)距離R_J0與雷達(dá)所要求的作用距離R_m0的比值R"_J0。它是能全面反映雷達(dá)抗壓制性干擾的標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)（P_av）_e=P_av/L_t為雷達(dá)的有效發(fā)射功率，T_0e=T₀/L_i為雷達(dá)的有效積累時(shí)間，雷達(dá)的有效發(fā)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(dá)抗欺騙性干擾概率，是指雷達(dá)不被欺騙性干擾欺騙的概率，它是衡量雷達(dá)抗欺騙性干擾能力的標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)偵察設(shè)備偵察出雷達(dá)信號(hào)的概率為p₁，干擾機(jī)模擬雷達(dá)信號(hào)的概率為p₂，雷達(dá)不能識(shí)別干擾信號(hào)的概率為p₃，則雷達(dá)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(shí)作用時(shí)，雷達(dá)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(jié)論

當(dāng)前，電子技術(shù)的發(fā)展促使雷達(dá)干擾與抗干擾之間的對(duì)抗更加激烈。雷達(dá)的抗干擾需要對(duì)雷達(dá)各分系統(tǒng)采取合適的抗干擾措施才能提高雷達(dá)的整體抗干擾能力。同時(shí)，抗干擾技術(shù)需要與適當(dāng)?shù)膽?zhàn)術(shù)相結(jié)合才能發(fā)揮更佳的效能。

作者：梁向如

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