某型便攜式干擾機功能拓展方法研究

郝露華 汪坤

摘? 要：便攜式干擾機主要用于戰(zhàn)場雷達信號的偵察和干擾工作，通過對便攜式干擾機工作機理的研究發(fā)現(xiàn)，便攜式干擾設(shè)備收發(fā)同時一直是影響干擾設(shè)備的重要因素。針對某型便攜式干擾機收發(fā)不能同時進行的問題，通過增加外置電子偵察設(shè)備，彌補了該干擾機在邊偵察、邊干擾時的工作缺陷，保證便攜式干擾機在試訓任務(wù)中能夠發(fā)揮更好的作用，為提高便攜式干擾機的工作效能打下堅實的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：便攜干擾機；偵察；干擾

中圖分類號：TN978? ? 文獻標識碼：A? 文章編號：2096-4706（2023）05-0050-05

Research on the Function Expansion Method of a Portable Jammer

HAO Luhua， WANG Kun

（63889 Troops of PLA， Jiaozuo? 454750， China）

Abstract： The portable jammer is mainly used for the reconnaissance and jamming of battlefield radar signals. Through the study of the working mechanism of the portable jammer， it is found that simultaneous sending and receiving of the portable jammer has always been an important factor affecting the jamming equipment. In view of the problem that a portable jammer cannot transmit and receive at the same time， by adding external electronic reconnaissance equipment， the work defects of the jammer in reconnaissance and jamming at the same time are made up， and the portable jammer can play a better role in the trial training task， laying a solid foundation for improving the working efficiency of the portable jammer.

Keywords： portable jammer; reconnaissance; jamming

0? 引? 言

雷達干擾機早在第二次世界大戰(zhàn)空襲與反空襲作戰(zhàn)中就發(fā)揮了重要作用。到20世紀60年代，在越南戰(zhàn)場上，美軍為對付SAE-2導彈的攻擊，先后研制出許多干擾吊艙，外掛在飛機上執(zhí)行電子干擾任務(wù)[1]。隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭對電磁頻譜的不斷開發(fā)利用，戰(zhàn)場電磁環(huán)境愈發(fā)復雜多變，輻射源及散射源目標增多，導致電磁譜在時域、頻域及空域上極度擁堵、重疊。新的信號形式不斷出現(xiàn)，調(diào)制方式更加復雜且信號參數(shù)伴隨著參差抖動等，對作戰(zhàn)環(huán)境下干擾機的有效偵察與干擾造成巨大的困難，為模擬逼真電磁干擾環(huán)境，提高雷達操作手在復雜電磁環(huán)境中捕獲目標的能力，大量的便攜式干擾機在部隊日常訓練中被委以重任。

1? 干擾機的組成和工作原理

雷達信號干擾機就是根據(jù)雷達的工作原理，截獲敵方雷達電磁輻射信號，測量分析雷達信號的特征參數(shù)、工作特性和工作狀態(tài)等，并利用所獲取的雷達數(shù)據(jù)產(chǎn)生與雷達特征參數(shù)相同或相近的干擾信號。這些干擾信號被雷達接收機接收后，形成假目標、噪聲，以擾亂或掩蓋真實目標信息的提取。用于電子戰(zhàn)的雷達干擾機多種多樣，有機載、車載、艦載、吊艙等。

1.1? 干擾機的組成

有源電子干擾系統(tǒng)一般包括偵察接收部分、干擾部分和系統(tǒng)管理三大功能塊。偵察接收部分包括測向、測頻天線，測向、測頻接收機和信號處理器等；干擾部分包括干擾發(fā)射天線及波束控制裝置、干擾發(fā)射機、干擾引導控制裝置、干擾樣式產(chǎn)生器和功率管理單元等；系統(tǒng)管理部分包括主控計算機和顯示控制裝置，如圖1所示。

1.2? 干擾機工作原理

測頻、測向天線和接收機組成的偵察接收設(shè)備，在全頻段全方位上截獲各種體制的雷達信號，并瞬時測量各雷達射頻脈沖的主要參數(shù)，經(jīng)信號處理器處理后，將密集的混合脈沖串分選成與某雷達輻射源相關(guān)聯(lián)的特征數(shù)據(jù)，送往主控計算機。主控計算機根據(jù)輻射源特征數(shù)據(jù)與雷達威脅庫內(nèi)預存的已知雷達數(shù)據(jù)進行比較，識別出雷達類型以及相關(guān)武器屬性，確定威脅等級。根據(jù)威脅等級對威脅輻射源進行排序，確定需要干擾的雷達和干擾的優(yōu)先級，向干擾部分中的功率管理單元發(fā)出各項干擾指令，傳送有關(guān)被干擾雷達參數(shù)。

2? 某便攜式干擾機工作方式

便攜式干擾機便于攜帶、操作簡單，在日常對抗訓練和試驗任務(wù)中被廣泛應用。便攜式干擾機主要是用于電磁環(huán)境偵察和雷達信號干擾。某型便攜式干擾機主要有兩種工作狀態(tài)，分別為偵察工作方式和干擾工作方式。在實際任務(wù)中，首先利用其偵察功能，偵察對方雷達信號，再根據(jù)偵收到的對方雷達信號合理設(shè)置干擾樣式和參數(shù)，達到干擾效果；對方雷達受到電磁干擾后根據(jù)受干擾情況采取相應的抗干擾措施，完成檢驗裝備性能和對抗訓練的作用。

2.1? 偵察工作方式

干擾機偵察系統(tǒng)是利用無源接收和信號處理技術(shù)，對雷達輻射源進行檢測、參數(shù)測量識別和環(huán)境態(tài)勢分析的設(shè)備，一般偵察的內(nèi)容包括信號頻率、脈寬、重頻等信息[2]。某型便攜式干擾利用瞬時測頻接收機和數(shù)字測頻模塊的偵察所得頻率信息，通過采集低中頻和視頻數(shù)據(jù)獲取脈寬（PW）、脈沖重復間隔（PRI）和脈內(nèi)調(diào)制特征。偵察到數(shù)據(jù)后對該批數(shù)據(jù)進行自動分選，分選出的數(shù)據(jù)在主控計算機上進行顯示，主控計算機顯示信息包括偵察頻點列表、頻率直方圖、脈寬直方圖等。在試驗和訓練任務(wù)中，操作手根據(jù)偵察到的雷達信號頻率、脈寬、次數(shù)等數(shù)據(jù)進行有針對性地設(shè)置干擾樣式。

瞬時測頻偵察：如圖2所示，工作流程是設(shè)定合適參數(shù)，點擊“預偵察啟動”則開啟瞬時測頻接收機進行全頻段實時偵察，按軟件統(tǒng)計時長獲取各批頻率和脈寬數(shù)據(jù)，對該批數(shù)據(jù)進行自動分選，具體分選識別信息可在“時頻分布圖”“頻率直方圖”“時寬分布圖”“脈寬直方圖”以及頻率列表顯示，自動分選結(jié)果顯示在“自動分選識別結(jié)果”表中，然后自動開啟瞬時測頻接收機，重復上述工作。

數(shù)字測頻偵察：如圖3所示，工作流程是設(shè)定合適參數(shù)，點擊“預偵察啟動”，首先根據(jù)設(shè)定的頻段范圍按100 MHz間距計算各個中心頻率，保證覆蓋設(shè)定的頻段范圍，然后設(shè)定第一個中心頻率，啟動數(shù)字測頻模塊進行工作，按軟件統(tǒng)計時長獲取各批頻率數(shù)據(jù)，對每批數(shù)據(jù)進行自動分選，具體分選識別信息可在“時頻分布圖”“頻率直方圖”以及頻率列表顯示，自動分選結(jié)果顯示在“自動分選識別結(jié)果”表中，接著如果僅有一個中心頻率，則再次設(shè)定該中心頻率，重復上述工作，如果有多個中心頻率，則設(shè)定第二個中心頻率，重復上述工作，直至最后一個中心頻率數(shù)字測頻結(jié)束，則循環(huán)設(shè)定第一個中心頻率，重復上述工作。

低中頻/視頻偵察：如圖4所示，低中頻/視頻偵察是在瞬時測頻偵察和/或數(shù)字測頻偵察的基礎(chǔ)上，對感興趣的頻點進行進一步偵察，包括設(shè)定等待頻點，采集低中頻/視頻數(shù)據(jù)，利用低中頻/視頻數(shù)據(jù)提取脈寬、重復頻率以及脈內(nèi)特征信息以進行進一步分選識別，并顯示低中頻/視頻數(shù)據(jù)（原始數(shù)據(jù)，檢測包絡(luò)和檢測門限）、“脈內(nèi)特征”（低中頻）、“平面變換圖”“脈寬直方圖”“PRI直方圖”。具體說來，就是設(shè)定好參數(shù)后，點擊“設(shè)定等待頻點”設(shè)定中心頻率，點擊“開始采集”后，如果1 s內(nèi)按“啟動方式”啟動采集到數(shù)據(jù)，則停止采集，對采集到的數(shù)據(jù)進行處理；如果沒有，則返回該秒內(nèi)未采集到數(shù)據(jù)，等待時長減一，如果等待時長仍大于0，則繼續(xù)自動“開始采集”，重復上述操作，如果等待時長等于0，則彈出“未采集到低中頻/視頻數(shù)據(jù)”對話框告警。

2.2? 干擾工作方式

干擾機的干擾工作方式分為很多種，某型便攜式干擾機干擾狀態(tài)包括僅干擾、偵察干擾同時、偵察干擾分時三種。

僅干擾：即發(fā)送干擾后不進行任何偵察工作，這種模式主要用于不需要引導或者不能得到偵察信息的寬帶噪聲壓制等。

偵察干擾同時：即發(fā)送干擾后同時接收瞬測結(jié)果獲取頻率信息，但是在干擾的顯示界面不會顯示實時獲取的頻率信息，只是設(shè)置的干擾頻點在30 s仍未瞬測偵察到，則通過軟件告警“干擾對象消失”，告知雷達操作人員采取相應措施。這就需要操作手不斷切換軟件界面，重新進行偵察并設(shè)置干擾頻點，在任務(wù)中比較費時。

偵察干擾分時：即設(shè)定干擾時長和偵察時長，使干擾和偵察按設(shè)定的時間輪換進行工作。

從以上工作方式可以看出，便攜干擾設(shè)備在干擾狀態(tài)下不能夠?qū)崟r監(jiān)測戰(zhàn)場的電磁環(huán)境，敵方雷達更換工作方式或采取抗干擾措施后不能及時偵察到敵方雷達的信息，導致干擾機出現(xiàn)干擾參數(shù)設(shè)置不準確、干擾效果不明顯的情況。

3? 邊偵察、邊干擾實現(xiàn)方法

為了適應寬屏段、大視場的復雜電磁環(huán)境要求，提高便攜式干擾機的工作效能，需要干擾機能夠在連續(xù)地對敵方雷達進行偵收的同時，不間斷的發(fā)射多個針對不同威脅的目標。這就需要便攜式干擾機在試訓任務(wù)中不僅要準確干擾敵方各種雷達信號，還要便攜式干擾機實時地對戰(zhàn)場環(huán)境進行偵察，掌握變化莫測的戰(zhàn)場環(huán)境，確保操作手能夠及時地根據(jù)戰(zhàn)場環(huán)境改變干擾機作戰(zhàn)狀態(tài)。

在實際對抗訓練中便攜干擾機存在以下缺點：一是便攜式干擾機在發(fā)干擾信號時不能夠繼續(xù)偵收雷達信號；二是當對方雷達更換工作方式或更換工作頻點時，便攜式干擾機并不能第一時間準確偵察到雷達信號，導致在試驗訓練中對抗銜接不緊湊，對抗效率不高等問題。針對以上缺點，可以通過兩種方法對便攜式干擾機存在的缺點進行改進。

方法一：對便攜干擾設(shè)備上硬件進行改動，目前大部分便攜干擾設(shè)備為了方便操作和攜帶，干擾和偵察模塊為一體化設(shè)計，可以單獨增加偵察模塊，并對軟件進行設(shè)計，使便攜裝備達到邊干擾、邊偵察戰(zhàn)場環(huán)境的功能。該方法需要對原裝備硬件進行更改，代價比較大，涉及接口和底層更改，因為干擾機主板空間較小，可能會出現(xiàn)互相干擾的情況，風險較大。

方法二：設(shè)計1套不同波段的偵察設(shè)備，主要完成2～

18 GHz頻段內(nèi)的雷達信號接收、采集、檢測、參數(shù)測量、實時頻譜顯示等功能，操作手根據(jù)偵察設(shè)備接收的戰(zhàn)場電磁信號，及時更換干擾參數(shù)，保證干擾機的干擾效率。該方法設(shè)計簡單的便攜外接偵察設(shè)備，不改動干擾機本身，可以實時偵察戰(zhàn)場環(huán)境。

綜合兩種設(shè)計方法，方法一對裝備本身改動比較大，代價比較大，不建議采用。方法二設(shè)計簡單，風險比較小，可以滿足實時偵察戰(zhàn)場環(huán)境，所以建議采用第二種方式進行改進。

4? 總體設(shè)計

偵察設(shè)備分為射頻部分（天線和接收機）、高速采集與信號處理部分、顯示與控制部分，系統(tǒng)各部分安裝于加固便攜式干擾機一體機內(nèi)，如圖5所示。

4.1? 射頻部分

射頻部分原理框圖如圖6所示，其中射頻部分包含模式切換、變頻、濾波等部分組成，信號通過射頻輸入端口進入通道，通過開關(guān)選擇工作模式，分別為低噪音模式和普通模式，而后將信號送入預選濾波器，再經(jīng)過混頻器，進行兩次變頻，將信號變到所需中頻，最后利用濾波器實現(xiàn)帶寬400 MHz的固定中頻輸出。

4.2? 高速采集與信號處理部分

高速采集與信號處理部分采用高性能FPGA+DSP+ADC硬件平臺，處理器之間有互聯(lián)總線連接，外掛大容量存儲器。其中FPGA主要完成高速ADC數(shù)據(jù)采集、動態(tài)數(shù)字信號通道、信號檢測提取測量，DSP完成信號處理過程中的復雜計算、系統(tǒng)工作流程控制和處理結(jié)果上傳，高速采集與信號處理部分通過高速網(wǎng)口與上位機系統(tǒng)連接、通信[3-5]。構(gòu)成如圖7所示。

4.3? 顯示部分

顯示與控制部分由高性能PC與上位機顯軟件組成，高性能PC為顯控硬件平臺，通過高速網(wǎng)口與高速采集與信號處理部分連接。

設(shè)備完成后可以適應常規(guī)脈沖信號；頻率捷變、重頻參差、重頻滑變、重頻抖動信號；頻率分集、線性調(diào)頻、非線性調(diào)頻、相位編碼、頻率編碼等脈內(nèi)調(diào)制信號，可以實時偵察戰(zhàn)場環(huán)境。為了使顯示更加便捷，顯示形式可以采取原顯示形式進行顯示。具體如下：

（1）偵察頻點列表，如圖8所示。按照頻點出現(xiàn)的次數(shù)進行排序顯示，顯示信息包括序號、頻率、統(tǒng)計、百分比。

（2）頻率顯示圖，如圖9所示。顯示一個統(tǒng)計時長內(nèi)偵測到的所有頻點信息，橫坐標為頻率值，單位為MHz，縱坐標為該頻點出現(xiàn)的個數(shù)，標題欄顯示出現(xiàn)次數(shù)最多的頻點值及其出現(xiàn)的次數(shù)。

（3）脈寬顯示圖，如圖10所示。是顯示一個統(tǒng)計時長內(nèi)偵測到的所有脈寬信息；橫坐標為脈寬值，單位為微秒，縱坐標為該脈寬出現(xiàn)次數(shù)。

（4）時頻分布圖，如圖11所示。在該圖中橫坐標按20 ms的刻度進行顯示，顯示每個20 ms內(nèi)出現(xiàn)的所有頻點。

（5）時寬直方圖，如圖12所示。在該圖中，橫坐標按20 ms的刻度進行顯示，顯示每個20 ms內(nèi)出現(xiàn)的所有脈寬。

5? 結(jié)? 論

本文針對某型便攜干擾機特點，結(jié)合試驗訓練任務(wù)特點需求，提出了實現(xiàn)便攜干擾機偵察、干擾同時工作的方法，解決了便攜干擾機自身存在的弊端，為操作手節(jié)省了操作時間，提高了裝備在任務(wù)中的工作效率，掌握了戰(zhàn)場的主動權(quán)，為圓滿完成試驗訓練任務(wù)打下堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1] 周一寧，安瑋，郭福成，等．電子對抗原理與技術(shù) [M]．北京：電子工業(yè)出版社，2014.

[2] 趙國慶．雷達對抗原理：第二版 [M]．西安：西安電子科技大學出版社，2012.

[3] 李木國，黃影，劉于之.基于PCIe總線的高速數(shù)據(jù)采集卡設(shè)計與實現(xiàn) [J].測控技術(shù)，2013，32（7）：19-22.

[4] 陳列.PC顯示卡發(fā)展簡介 [J].實用電子文摘，1997（9）：67-70.

[5] 張琴，馬游春，李錦明.基于PCI Express高速數(shù)據(jù)采集卡的接口設(shè)計 [J].測控技術(shù)，2010，29（2）：63-66.

作者簡介：郝露華（1984—），男，漢族，河北邯鄲人，雷達技師，主要研究方向：電子對抗裝備保障及運用；汪坤（1992—），男，漢族，湖北黃岡人，班長，主要研究方：電子對抗裝備保障及運用。

收稿日期：2022-10-08