韓建輝 趙立志 郭新民
(河北秦皇島91404部隊,河北 秦皇島 066200)
隨著電子技術的快速發(fā)展,現(xiàn)代電磁環(huán)境日趨復雜,這對雷達抗干擾性能的要求逐漸增強,為了適應日益復雜的電磁環(huán)境要求,雷達抗干擾手段不斷增多,較早期雷達抗干擾技術相比,近期新增了很多抗干擾新技術,主要包括:采用如相位編碼和非線性調(diào)頻等復雜調(diào)制的多種信號形式;采用雷達信號波形捷變技術;雷達重復周期捷變技術;信號脈內(nèi)誘騙干擾引導技術;脈內(nèi)雙頻捷變技術及工作脈寬捷變技術等。這些技術主要是在雷達的接收與信號處理部分實現(xiàn)的,它們提升了雷達在復雜電磁環(huán)境下的綜合電子對抗性能。
在雷達的接收與信號處理分機中,由頻率合成器、偵察變頻、信號產(chǎn)生、定時器及信號選擇等功能模塊組成了雷達的抗干擾支路,通過這個鏈路來實現(xiàn)雷達的一系列抗干擾功能。其組成框圖如圖1所示。
圖1 雷達抗干擾支路框圖
圖1中,射頻回波信號經(jīng)過下變頻耦合給偵察變頻分機,該分機檢測接收機帶寬內(nèi)干擾信號,通過控制頻率合成器選擇干擾最小的頻率點工作;雷達信號頻率合成器提供雷達工作所需的全部頻率信號及時鐘;定時器提供雷達工作所需的各種周期信號、定時信號;信號產(chǎn)生將會產(chǎn)生各種形式的調(diào)頻信號,經(jīng)過信號選擇后,完成雷達多種信號的脈壓、MTI、MTD、積累等功能,并最終輸出射頻信號送給發(fā)射分機。
信號產(chǎn)生提供雷達工作時所需的各種調(diào)制形式的信號,下面分析其正常工作方式(非抗干擾工作方式)、干擾引導脈沖工作方式及雙頻捷變工作方式(抗干擾工作方式)等。
2.1.1 正常工作方式(非抗干擾)。雷達信號產(chǎn)生通過DDS產(chǎn)生一定帶寬的正常通道調(diào)制信號,經(jīng)上變頻后形成射頻信號作為發(fā)射機激勵信號送往發(fā)射機。
2.1.2 干擾引導脈沖工作方式(抗干擾)?,F(xiàn)代干擾機一般具有快速瞬時測頻,實施窄帶瞄準式干擾能力,且已逐步成為雷達面臨的最為主要的干擾式樣,為進一步提高雷達的抗干擾能力,采用脈內(nèi)雙頻發(fā)射技術,脈內(nèi)增加誘騙干擾引導子脈沖,針對具有瞬時測頻技術的瞄準式干擾、轉發(fā)欺騙式干擾的干擾機,使其對雷達的偵測頻率被引導至干擾引導子脈沖頻率上,實現(xiàn)誘導干擾機干擾頻率,保護雷達主探測信號頻率的目的,該方式可用于抗欺騙式干擾和抗壓制式干擾。信號產(chǎn)生時干擾引導脈沖信號采用單頻信號形式,脈內(nèi)正常調(diào)制信號同正常工作方式一樣為窄帶信號;欺騙干擾引導脈沖和正常工作信號頻率可事先設定,由雷達頻合一本振來實現(xiàn),欺騙干擾引導脈沖和正常工作信號采用不同的一本振信號進行上變頻,由此產(chǎn)生所需各自不同的射頻信號。接收處理時僅對主信號進行中頻放大處理,干擾引導脈沖頻率在工作帶寬外被濾除。
2.1.3 脈內(nèi)雙頻捷變工作方式(抗干擾)。對付窄帶瞄準式干擾還有一種手段就是采用脈內(nèi)雙頻交替發(fā)射技術,將雷達發(fā)射脈寬等分為兩部分,兩部分采用的載頻不同,雷達自適應選用脈內(nèi)的雙脈沖中無干擾的脈沖回波信號,因此可有效回避窄帶瞄準式干擾。但是由于使用的發(fā)射能量會減少一半,因此探測威力會減少約18%。假設雷達發(fā)射信號產(chǎn)生時雙脈沖信號頻率可事先設定,由雷達頻率合成一本振來實現(xiàn),兩脈沖采用不同的一本振信號進行上變頻,由此產(chǎn)生所需各自不同的射頻信號。接收處理時自適應選擇一個脈沖進行信號處理。
偵察變頻包含偵察通道和變頻控制兩部分,能獨立地在雷達有效作用距離內(nèi)進行偵察,并控制雷達在不同環(huán)境下以不同的變頻方式工作。
2.2.1 偵察通道。偵察通道在雷達工作于自適應脈間捷變頻方式下時,在變頻控制的控制下完成對雷達全工作頻帶內(nèi)的干擾信號接收偵察。使雷達工作于干擾最小的頻點。
2.2.2 變頻控制。變頻控制接收來自終端的控制命令,使雷達工作于不同的變頻工作方式。以對抗不同類型的干擾。變頻控制接收定時主觸發(fā),分別對頻率合成器和信號處理發(fā)出不同的信號,產(chǎn)生不同的工作方式。工作方式常有如下幾種:1)雷達中心頻率。變頻控制向頻率合成器發(fā)出一本振中心頻點的頻率控制字和取數(shù)脈沖,使雷達工作于中心頻率點。2)去相關捷變頻。以中心頻率及鄰近頻率點進行脈間去相關。當脈間頻率變化范圍大于目標尺寸所要求的臨界跳頻頻率時,可以用此方法達到目標去相關。3)優(yōu)選多頻率交替變頻。采用多個相隔較遠的頻點脈間交替工作,以達到同時消除消極干擾和積極干擾的目的,與MTI工作方式兼容。4)自適應脈間捷變頻。當雷達受到干擾時,為了找到無干擾頻率或最小干擾頻率,把敵方干擾作用減至最小,就選用該工作方式。對干擾的偵察采用時分和頻分相結合的偵察體制,對干擾環(huán)境偵察并對結果進行分析統(tǒng)計,找出無干擾或最小干擾頻率點,并控制頻率合成器,在下一周期使雷達工作在該頻率上,以達到有效地對抗敵方的積極干擾。5)隨機捷變頻。變頻控制按隨機N序列進行變頻,確保各個頻率碼等概率隨機出現(xiàn)。6)人工選頻。由終端控制臺上選擇任意頻率點作為雷達下一個周期的工作頻率。
本文針對雷達的抗干擾支路,重點研究了信號產(chǎn)生和偵察變頻部分采用的抗干擾新技術,這些技術是隨著電子技術的飛速發(fā)展和電磁環(huán)境日趨復雜逐步生成的。電子技術還會再不斷發(fā)展,雷達的抗干擾技術也會隨之不斷創(chuàng)新,我們會跟蹤研究,希望我們的研究成果能為相關領域的研究工作帶來一定的幫助。
[1]趙國慶.雷達原理[M].西安:西安電子科技大學出版社,2009:158-161
[2]吳順君.雷達信號處理與數(shù)據(jù)處理技術[M].電子工業(yè)出版社,2008:262-265.