雷达对抗原理与技术.ppt

1、雷达对抗原理与技术,西安电子科技大学电子对抗研究所 2008年7月,主要内容,1、绪论 2、雷达侦察原理与技术 3、雷达干扰原理与技术 4、雷达攻击技术 5、雷达对抗技术的发展,1、绪论,1.1 电子战的分类 1.2 电子战的特点 1.3 雷达对抗与电子战 1.4 雷达对抗的信号环境,1.1 电子战的分类,定义 电子战（EW）是一切从敌方的电子装备获取信息（电子侦察）、破坏或扰乱敌方电子装备的正常工作（电子干扰）、毁坏或杀伤敌方电子装备和人员（电子攻击）、保护己方电子装备、人员和信息安全（电子防护）的一切战术、技术措施的总称 分类 1、根据电子战的定义与任务分类 电子侦察、电子干扰、电子攻击、

2、电子防护 2、根据电子战装备的作战对象分类 雷达对抗、通信对抗、光电对抗、网络对抗、导航对抗、 遥控遥测对抗、敌我识别对抗、无线电引信对抗等,1.2 电子战的特点,宽频段(瞬时) 3KHz300THz（波长100km1m） 雷达对抗：3MHz300GHz （波长100m1mm） 大视场(瞬时) （宽方位、宽仰角、远距离） 雷达对抗：作用距离大于雷达探测距离的1.2倍 复杂、多变、快变电磁信号环境，辐射源数量多，信号密度大、 时/空/频交叠严重 雷达对抗：雷达辐射源数量数百，信号流密度106PPS 非协作、非匹配、互对抗性信号处理 雷达对抗：大量依靠先验数据库和知识库 快速检测、及时反应 雷达对

3、抗：特别是导弹逼近告警和威胁告警,1.3 雷达对抗与电子战,雷达对抗与电子战 雷达对抗是电子战中发展较早，理论与技术研究较为成熟，应用最多且最有效的一部分，是电子战技术的率先突破口 雷达对抗的定义 雷达对抗是一切从敌方雷达辐射信号中获取信息（雷达侦察）、破坏或扰乱敌方雷达系统的正常工作（雷达干扰）、毁坏或杀伤敌方雷达装备和人员（雷达攻击）、保护己方雷达、人员和信息安全（雷达防护）的一切战术、技术措施的总称 雷达对抗的技术分类 雷达侦察、雷达干扰、雷达攻击、雷达防护/抗干扰,1.4 雷达对抗的信号环境,截获的雷达发射信号 通用表述（窄带信号） 脉冲包络调制 (n 为包络种类) 脉冲时间TOA调制

4、 重复间隔PRI调制 (k 为PRI种类， np,j为 第j 种包络第p种PRI 的工作脉冲数),1.4 雷达对抗的信号环境,接收信号功率 雷达发射脉冲功率，波长，距离，侦察接收损耗 雷达天线方向图 天线方位仰角指向 侦察系统所在的方位仰角 侦收天线方向图 天线方位仰角指向 雷达系统所在的方位仰角,1.4 雷达对抗的信号环境,脉冲相位调制 频率调制 固定单频 频率分集 频率编码 线性调频 频率捷变 n 为频点数， 为脉宽或子脉宽， 为调频斜率 离散相位调制 相位编码 m 为分相数，cii 为码组，q 为码长,1.4 雷达对抗的信号环境,雷达对抗信号环境是其接收到的全体雷达辐射信号： 为雷达i

5、发射的第j个信号， 为该信号可被接收的概率 信号环境取决于以下因素： 所在环境及辐射源数量和脉冲重复频率 电磁波通视条件和传播路径的影响 侦收设备的时/空/频/极化/调制选择性和侦收灵敏度/动态范围等 信号环境采用泊松流近似描述： 在T时间内到达n个脉冲的概率： 为单位时间内的平均脉冲数 或脉冲流密度,1.4 雷达对抗的信号环境,在接收信道内各雷达的平均脉冲重复周期和脉宽 在接收信道内各雷达信号的非重叠概率 雷达数量越多、工作比越高、脉宽越大则重叠概率越高，减小重叠概率的主要措施是：减小信道空频宽度（提高信道选择性）。,2、雷达侦察原理与技术,2.1 雷达侦察概述 2.2 频率测量技术 2.3

6、 方向测量技术 2.4 TOA/PW/PA测量技术 2.5 侦察信号处理技术 2.6 辐射源定位技术 2.7 雷达侦察作用距离与系统设计,2.1 雷达侦察概述,2.1.1 雷达侦察的基本原理与条件 2.1.2 雷达侦察技术分类 2.1.3 雷达侦察的技术特点 2.1.4 雷达侦察的主要战术技术指标 2.1.5 雷达侦察系统的基本组成,2.1.1 雷达侦察的基本原理与条件,基本原理 处理模型 侦察接收机 辐 空间 侦 侦察接收天线 射 传播 察 源 调制 接 集 矩阵 收 雷达发射天线 传播空间 合 站 n nk 集 雷达 合 发射机 k,基本条件:,1、雷达发射信号进入传播空间,，传播空间对雷

7、达发射信号进行传播调制,（衰减、迟延、相移/频移，混叠等）,2、侦察接收机收到足够强度的雷达发射信号,（高于侦察接收机灵敏度）,3、雷达信号调制参数属于侦察处理能力范围内,4、侦察接收机能够适应其所在的信号环境,2.1.2 雷达侦察技术分类,按照任务分类 电子情报侦察（ELINT） 电子支援侦察（ESM） 雷达告警（RWR ） 引导干扰（DJ） 引导攻击（DA） 按照装备平台分类 星载电子侦察（ELINT/ESM） 弹载电子侦察（DJ/DA） 机载电子侦察（ESM/RWR/ELINT/DJ/DA） 舰载电子侦察（ESM/RWR/ELINT/DJ） 车载电子侦察（ ESM/RWR/DJ） 背负式

8、电子侦察（ESM） 投掷式电子侦察（ESM/DJ/ELINT/DA）,2.1.3 雷达侦察的技术特点,作用距离远（一般为雷达作用距离的1.2倍以上） 安全、隐蔽性好 获取的信息多而准 要求敌方雷达发射 不能测距，所以一般不能单站定位,2.1.4 雷达侦察的主要战术技术指标,1、适用的辐射源类型、数量与信号环境 2、角度测量范围、瞬时视野、精度与分辨 3、频率测量范围、瞬时带宽、精度与分辨 4、脉冲重频测量范围、精度与分辨 5、脉宽测量范围、精度与分辨 6、截获概率与截获时间 7、灵敏度和动态范围 8、安装平台、工作环境条件、可靠性等,2.1.5 雷达侦察系统的基本组成,子阵列1 子阵列n 宽带

9、天线A11 宽带天线A1L1 宽带天线An1 宽带天线AnLn 接收通道R11 接收通道R1L1 接收通道Rn1 接收通道RnLn 信号处理P11 信号处理P1L1 信号处理Pn1 信号处理PnLn 信号处理与控制P1 信号处理与控制Pn 综合信号处理与控制P,2.1.5 雷达侦察子系统的基本组成（1）,宽带测向天线阵 宽带宽波束测频天线 测向接收机 测频/测时接收机/窄带数字接收机 RF TOA PW PA F 信号处理机 显示记录设备与其它相关设备,2.2 频率测量技术,2.2.1 测频技术分类 模拟测频技术 频域滤波法（直接测量法） 搜索频率窗（搜索超外差、射频调谐检波接收机） 毗邻频率

10、窗（多波道、信道化接收机） 频域变换法（间接测量法） 频率-相位变换（比相法IFM接收机） 频率-时延变换（压缩接收机） 频率-电压变换（鉴频接收机） 频率-空间变换（声光接收机） 数字测频技术 频域滤波法 搜索频率窗（加窗DFT、STFT） 毗邻频率窗/数字信道化（加窗FFT、MFFT、周期谱分析） 过零检测 频域变换法 频率-相位变换（瞬时相位差分算法） 频率-时延变换（ WVD、解线调算法、小波分析）,2.2.2 搜索式超外差接收机,LNA BPF MIX IFAMP DET 信号处理 LO 主要特点 1、瞬时带宽窄，测频精度/分辨与测频范围/截获概率/截获时间的矛盾十分突出，因此不适于

11、宽带工作 2、适于频率引导下的窄带精测频和信号脉内调制分析，在雷达侦察系统中大量辅助使用,频率搜索方式,频率慢可靠搜索（对机扫雷达） 在雷达波束照射时间 内搜索全频段 ，在带宽 驻留时间内收到足够(z)的雷达脉冲 频率快速可靠搜索 实际应用为频率慢速可靠搜索,2.2.3 模拟信道化测频技术,LNLA/BPF1/m1分路器 超外差纯信道化测频接收机 m1路本振/变频/中放组 fi1F/2，fr1= F/m1 m1个m2分路器 m2路本振/m1m2变频/中放组 fi2fr1/2，fr2= fr1/m2 m1m2路DLVA与综合检测处理 f= F/(m1m2) 测频输出 或f= F/(2m1m2-1

12、),2.2.3 模拟信道化测频技术,模拟信道化测频的关键部件SAW滤波器组 典型输入信号频率f1,+fr：250650MHz 典型毗邻滤波器数量m：2040 单路滤波器带宽fr/m：1020MHz 特点：瞬时带宽大(m1m2 fr) 响应速度快(200ns) 同时信号分辨力好(fr/m),2.2.4 比相法/IFM测频技术,组成 功分器 迟延线组 相关器组 相位细划 极性量化 频率编码器 相关器输入： 输出： 相位细化输出： 极性量化输出： 频率编码量化： 特点 多路相关器并用，短延迟保证无模糊测频范围，长延迟保证精度 瞬时带宽大（16GHz），测频速度快（250ns），测频精度较高（35MH

13、z）,不能同时测量多信号，灵敏度低（-60dBm）,IFM典型应用系统,限幅放大 功分 微波相关器组 测频输出 DLVA 门限检测/时序控制 同时信号检测 DLVA/门限检测决定灵敏度 前沿触发单次测量，形成载频描述字RF 前沿触发多次测量，形成 RF及脉内调频标志 F 同时信号检测，确定测量是否有效,2.2.5 过零检测测频技术,过零检测测频（计数测频） S(t) 功分器 计数器 综合 RF、TOA DLVA/检测/闸门 测频 PW输出 特点：简便直观，瞬时带宽较大(2GHz)，闸门取PW 或，测频精度高(1/PW或1/)，无同时信号分 辨能力。,2.2.6 数字信道化测频,组成 S(t)

14、LNLA BPF MIX IFAMP ADC LO 信号处理 测频处理： 为窗函数，m为信道数，p为滑动时间 频率估计： 特点：测频范围 (600MHz),精度高 分辨好,2.2.7 瞬时相位差分测频技术,组成同数字信道化测频 测频处理 瞬时相位变换： 各阶相位差分计算： 单载频估计： chirp调频斜率估计: 相位编码信号检测: 特点：测频精度高(KHz)，处理速度快，不适于同时多信号和低信噪比(10dB),2.3 方向测量技术,2.3.1 测向技术分类 振幅法测向 波束搜索法 单脉冲比幅法 毗邻多波束法 宽带DBF 相位法测向 线阵干涉仪 圆阵干涉仪 时差法测向,2.3.2 波束搜索法,组

15、成 接收机 信号处理机 辅助天线 接收机 特点 简便直观，测向范围360，瞬时视野=波束宽度r，截获概率低，需要有旁瓣抑制辅助天线，防止测向错误，测量精度r/2，分辨力r，常用于地/海基和单兵背负雷达对抗装备中。,角度搜索方式,方位慢速可靠搜索 在雷达天线扫描一周的时间 里，侦察天线只扫描一个波束宽度，相遇时间收到Z个雷达脉冲 方位快速可靠搜索 在雷达天线扫描一个波束宽度的时间里，侦察天线扫描一周 ，相遇时间里收到Z个雷达脉冲,2.3.3 单脉冲比幅法,组成 Di n元天线阵 n路对数接收机 信号处理机 处理 相邻比幅： 精度偏低，有非相邻同时信号测向能力 全方位比幅： 精度高，无同时信号测向

16、能力 特点 48波束比幅测向 测向范围=瞬时视野=360，单脉冲测量精度512，截获概率高，单脉冲测量时间200ns，广泛用于各种雷达对抗装备中,2.3.4 毗邻多波束法,组成 n元天 n路 ROOTMAN n路 信号 线线阵 馈线 透镜 接收机 处理机 处理 最大波束检测 特点 832多波束测向 测向范围=瞬时视野=120，单脉冲测量精度60/n，截获概率高，增益较高，有同时信号处理能力，单脉冲测量时间100ns，可采用相邻比幅进一步提高精度。透镜制作难度较高，常用于干扰。,2.3.5 宽带DBF/时空频3维,组成 处理 宽带阵列天线 输入信号 宽带接收变频组 频域滤波 ADC及DBF测向处

17、理 空域滤波 特点：数字信道化+DBF，同时瞬时测频测向测时，三维高分辨，资源占用大，在研阶段,2.3.6 线阵干涉仪,组成 n元线 n路 n-1路 方向 测向 模拟 阵天线 LNLA 相关器 编码器 输出 n元线 n路LNLA 2n路 测向 测向 数字 阵天线 正交变频 ADC 处理器 输出 处理 短基线相邻解模糊 长基线提高测向精度 特点： 36元线阵,瞬时视野较大(120)，精度较高(1)。需要测频辅助：截获概率高，无同时信号处理能力，单脉冲测量时间200ns 改进：分数阶线阵解模糊：恒电长度线阵，理论上不需要测频辅助,2.3.7 圆阵干涉仪,组成 n元全向 n路接 buteler 相关

18、 极性 方向 模拟 圆阵天线 收通道 网络 器组 量化 编码 n元全向 n路接 2n路 信号 数字 圆阵天线 收通道 ADC 处理 处理 空间FFT变换 求相角 解相角模糊 最小二称角度估计 特点 832阵元，瞬时视野360，精度12，截获概率高，500ns测向，宽频带，理论上不需测频辅助，无同时信号处理能力,2.3.8 时差法测向,组成 2元宽带天线 2路接收通道 时差测量电路 信号处理 处理 时差与方向的关系 测时误差对测向的影响 基线D越长精度越高，法线方向(=0)精度最高，时差越准(dt=0)精度越高 例：D=10m，=0，dt=1ns，d=1.72 特点 24阵元，瞬时视野360，D

19、=10m，dt=0.5ns，精度12，截获概率高，100ns测向，宽频带，不需测频辅助，发展较快,2.4 TOA/PW/PA测量技术,组成 E(t) S(t) DLVA 门限检测 TOA/PW/PA测量 系统时钟 S(t) DLVA 门限检测 TOA/PW测量 系统时钟 PA测量 拐点检测 处理 1、TOA/PW为E(t)前沿时间和脉宽，PA为E(t)前沿50ns后S(t)幅度 2、TOA/PA为S(t)拐点时间和幅度，PW为E(t)脉宽 特点 无模糊测时范围最大脉冲重复周期(10ms)，TOA精度100ns，PW精度20ns，PA分辨优于8bit,2.5 侦察信号处理技术,2.5.1 信号处

20、理的任务及要求 2.5.2 已知辐射源PDW预处理技术 2.5.3 已知辐射源PDW主处理技术 2.5.4 未知辐射源PDW预处理技术 2.5.5 未知辐射源PDW主处理技术,2.5.1 信号处理的任务及要求,输入 PDW=RF,AOA,TOA,PW,PA,E,F 已知雷达数据库=RFAOAPWPRIF 雷达知识库IF(条件)THEN(结论)AND(可信度) 输出 辐射源检测结果、参数估计和状态估计 方法流程 PDW 已知辐射源预处理 已知辐射源主处理 系统学习 未知辐射源预处理 未知辐射源主处理,2.5.2 已知辐射源PDW预处理技术,基本处理算法 已知辐射源PDW数据库 预处理算法 系统实

21、现 关联比较器，存储器映射，高速DSP阵列,基于关联比较器的预处理机,组成 PDW数据输入 AOAmin,AOAmax RFmin,RFmax PWmin,PWmax 比较器 比较器 比较器 符合门（6与门） 分选指示 PDW数据输入 分选数据缓存BUF 至主处理 特点： 每个已知雷达占用一路关联比较器和分选数据缓存区（BUF），基准参数可编程、可增补，适合于AOA，RF，PW三参数在区间内连续分布的雷达，处理速度50ns，一般由大容量FPGA实现，已知雷达数据库容量1024。,基于存储器映射的预处理机,组成 PDW中AOA,RF,PW数据输入 存储器： PDW数据输入 分选数据缓存BUF组

22、至已知辐射源主处理 至未知辐射源预处理 特点： 只要参数互不交叠，多个已知雷达占用一个存储器查表，结果分送多路数据缓存区（BUF），存储器内容（数据库）可编程、可增补，适合于参数在区间内任意分布的雷达，处理速度50ns，一般由大容量FPGA实现，参数交叠的雷达分散在多个存储器中，已知雷达数据库容量1024。,基于高速DSP阵列的预处理机,组成 PDW数据输入 数据缓存器 至未知辐射源预处理 DSP分选处理器 至已知辐射源主处理 特点： 数据预处理方式灵活，可根据RF/AOA/PW或已知的某一个/类雷达信号参数特征，采用软件算法实现已知辐射源的分选，结果分送多路数据缓存区（BUF），数据库可编程

23、、可增补，处理速度较长，适合于预选后信号流密度不高的雷达环境，一般由高速DSP实现，已知雷达数据库容量1024。,2.5.3 已知辐射源PDW主处理技术,PRI滤波技术 辐射源检测技术 参数估计技术 状态估计技术 威胁判决技术,已知PRI滤波技术,基本原理：已知雷达PRI 若满足： 则该 保留，否则剔除 软件流程,辐射源检测与参数估计技术,检测：如果qNT(24)，则认为该辐射源存在，检测时间内一般应可收到2NT个脉冲 估计：频率集与频率转移矩阵 PRI集与PRI转移矩阵 PW集与PW转移矩阵 平均照射时间、脉冲数,状态估计和威胁判决技术,状态估计 连续照射： 跟踪照射 搜索照射 威胁判决 根

24、据雷达对执行任务和自身生存的威胁程度进行判决，其中对自身生存的一般等级为： 末制导，近程火控，制导，跟踪，目标指示，远程警戒 多功能雷达按照不同的空间波位分别判决,2.5.4 未知辐射源PDW预处理技术,构建预分选的数据分划集合，根据分划作预分选（类似于已知辐射源预分选） 分划原则： 同一辐射源的PDW尽可能保证在同一分划中 不同辐射源的PDW力求在不同分划中,2.5.5 未知辐射源PDW主处理技术,直方图统计分析技术 设置3维分辨 统计3维直方图 检测聚类特征值和区间 按照聚类进行二次分选 设置PRI分辨 统计PRI直方图 进行PRI聚类特征值检测 进行PRI滤波分选 进行辐射源检测 辐射源

25、参数估计 辐射源综合分析 修订已知辐射源数据库,2.6、辐射源定位技术,2.6.1 无源定位的分类与主要战技指标 2.6.2 测向交汇定位 2.6.3 时差定位 2.6.4 测向时差定位 2.6.5 测向-相位差变化率定位,2.6.1 无源定位的分类,根据目标定位空间的维数 平面定位被定位的目标处于二维平面内（，R） 空间定位被定位的目标处于三维空间内（，R） 根据定位技术体制 一般的侦察定位 利用目标的辐射定位 无源相干定位（PCL）利用目标对第三方照射信号的散射 根据定位原理 测向交汇（交叉）定位利用多个测向波束的交汇 测时差定位利用同一信号到达多个测量站的时间差解算 多卜勒定位利用同一信

26、号到达多个测量站的频率差解算 测向-时差定位利用一站测向及多站时差组合定位 测向-多卜勒定位利用一站测向及多站频率差组合定位 根据定位站的数量 单站定位只有一个定位站进行的目标定位 多站定位具有多个定位站进行的协同目标定位 根据目标与定位站的运动关系 固定定位站对固定目标的定位，技术很成熟 固定定位站对运动目标的定位，技术较成熟 运动定位站对固定目标的定位，技术发展较快 运动定位站对运动目标的定位，技术发展中,2.6.1 定位系统的主要战技指标,1、定位的信号环境：目标数量、运动特性、辐射源类型、辐射源参数、定位坐标系及维数等 2、定位精度：相对位置精度（不同距离R和角度的CEP 圆概率误差或

27、相对距离误差%R） 3、定位时间td：从接收到信号至达到指定定位精度的定位输出所需要的时间 4、 工作信噪比 ，达到指定定位精度所需要的信噪比（高于灵敏度） 5、数据率D，单位时间内能够提供的目标定位数据次数,2.6.2 测向交汇定位,两站平面定位原理 x,y 已知： 求解： 1 2 x1,y1 x2,y1 特点：简便，定位精度取决于测向精度和相对位置（1约3%斜距），可用于对各种定位条件,利用地面向切或仰角测量可进行3维定位,2.6.3 时差定位,平面时差定位原理 R, 已知(0,0,t1,t2) (R1,1), (R2,2) 求解：(R,) R1, 1 0,0 R2,2 特点：要求脉冲配对

28、，有多值模糊，定位精度较高取决于测时精度，基线长度与辐射源位置（1%以下），利用地面相切或增加一站可进行空间定位，也可用于多种定位条件,2.6.4 测向时差定位,平面测向时差定位原理 R 已知(0,0,t1,)，(R1,0) 求解： 0,0 R1,0 特点：要求脉冲配对，无模糊，定位精度较高，取决于测时测向精度，基线长度与辐射源位置（约1%），利用地面相切或增加仰角测量可进行空间定位，也可用于多种定位条件,2.6.5 测向-相位差变化率定位,1 定位背景 适用于运动单站对固定辐射源的定位（平面定位或空间定位）。 2 平面定位原理 辐射源 参考方向 R1(t) R2(t) 干涉仪天线1 d 干涉

29、仪天线2 运动速度V,辐射源至天线1距离 辐射源至天线2距离 相位差 相位差变化率,2.6.5 测向-相位差变化率定位,2.6.5 测向-相位差变化率定位,近似计算： 利用传统干涉仪测向方法可求得辐射源方向： 当 时， 相位差： 相位差变化率： 该方向不能测向和定位 当 时， 相位差： 相位差变化率： 得到距离与相位差变化率的关系： 是最佳测向定位方向,2.6.5 测向-相位差变化率定位,在一般短时间、短基线、远距离条件下： 相位差变化率： 整理后可得： 辐射源距离： 如果满足：dVt，近似可得： 相位差变化率： 辐射源距离：,2.6.5 测向-相位差变化率定位,实际工程中 举例： 根据上述计

30、算，在不考虑测相误差的情况下：,2.6.5 测向-相位差变化率定位,3. 定位误差分析 1、在=0方向测向定位误差最小 2、Vt越大，相位差变化率越大，误差越小 3、d/越大，相位变化率越大，测向定位精度越高 4、距离越远，达到相同精度需要的定位时间越长 5、V、t误差直接影响定位精度,2.7 雷达侦察作用距离,2.7.1 接收机灵敏度与动态范围 2.7.2 侦察作用距离,2.7.1 接收机灵敏度与动态范围,接收机灵敏度,B 检测前接收机线性系统带宽（MHz） 射频调谐检波接收机，B为检波前射频带宽 信道化接收机，B为子频带宽度 数字接收机，B为等效数字滤波器带宽,F 接收机噪声系数 M 检测

31、信噪比 单个脉冲检测，Pfa=10-6，Pd=0.9，M=13dB,2.7.1 接收机灵敏度与动态范围,接收系统灵敏度 ， 为天线的净增益 多路接收系统灵敏度 动态范围 只有比幅/包络分析等需要准确幅度，多数只要门限 线性动态范围 为线性段输入信号最大值(30dB) 对数动态范围 为对数段输入信号最大值(40dB) 限幅动态范围 为限幅段输入信号最大值(60dB) 响应时间 瞬时(10ns),2.7.2 侦察作用距离,侦察方程 直视距离 侦察距离 旁瓣侦察方程 雷达方程 距离比,3、雷达干扰原理与技术,3.1 概述 3.2 有源压制干扰 3.3 有源欺骗干扰 3.4 有源双模干扰 3.5 雷达

32、干扰方程与收发隔离 3.6 无源干扰 3.7 复合干扰,3.1 概述,3.1.1 雷达干扰的作用与基本原理 3.1.2 雷达干扰的分类与主要技术特点 3.1.3 雷达干扰的主要战术技术指标 3.1.4 雷达干扰机的基本组成,3.1.1 雷达干扰的作用与基本原理,雷达干扰的作用 降低雷达对目标的检测概率，减小雷达探测的威力范围（压制性/遮盖性干扰） 提高雷达的虚警概率/虚警数，增大目标测量跟踪的误差（欺骗性干扰） 对可能存在目标的空间降低雷达探测的发现概率，同时对不存在目标的空间提高雷达的虚警概率（双模干扰）,3.1.1 雷达干扰的作用与基本原理,基本原理 干扰模型 无源干扰/目标 有源干扰机

33、目标 空间 雷达 集合 传播 m 调制 传播空间 无源 矩阵 干扰 mR 集合 雷达 集合 + n nR 有源 + 干扰 KR R 集合 k,1、破坏传播空间,2、发射有源干扰信号，破坏雷达检测识别,干扰途径,3、散射雷达信号，破坏雷达检测识别,4、目标雷达隐身,3.1.2 雷达干扰的分类与主要技术特点,雷达干扰的分类 按照作用原理分类 压制干扰（压干扰，降低检测概率，减小威力范围） 欺骗干扰（提高虚警概率/虚警数、增大跟踪误差） 双模干扰（在雷达威力范围内，分别实施遮盖干扰和 欺骗干扰） 按照干扰能量的来源分类： 有源干扰（干扰能量来源于干扰机主动发射） 无源干扰（干扰能量来源于对雷达照射信

34、号的散射） 复合干扰（同时来源于两者，包括有源干扰照射无源 干扰物）,有源干扰分类,按照雷达、目标、干扰机的空间位置分类 远距离支援干扰（SOJ，干扰机原理雷达与目标） 随队或拖曳干扰（ESJ，干扰机位于目标附近） 自卫干扰（SSJ，干扰机位于目标上） 近距离干扰（SFJ，干扰机比目标更接近雷达） 按照干扰机的作战平台分类 星载（SFJ，伴星干扰天基雷达，邻近空间干扰陆/海基雷达） 弹载（SFJ，掩护导弹突防，有源压制/欺骗干扰和诱饵） 机载（SOJ，ESJ，SSJ，无人机 SFJ） 空/海漂（系留SOJ，伞漂/海漂SFJ） 舰载/车载（ESJ，SSJ，遥控SFJ） 按照技术体制分类 VCO式

35、干扰机（非相参干扰机，干扰信号来源于VCO） 转发式干扰机（相参干扰，干扰信号来源于接收的雷达信号） 波形合成干扰机（相参或非相参干扰，干扰信号来源于计算波形或接收 的雷达信号波形）,雷达干扰的主要技术特点,1、具有一定的空间功率优势，需要的有效干扰功率（ERP）一般低于雷达； 2、需要不同程度的侦察引导（方向、频率、时间、样式和参数等）； 3、形式多样，需要与目标紧密配合； 4、资源分配管理，同时干扰多威胁雷达。,3.1.4 雷达干扰机的基本组成,VCO式干扰机的基本组成 VCO PIN调制器 功放/波束控制 天线阵 f FM AM 干扰技术产生器 干扰引导接收机 干扰决策/资源管理DSP

36、特点：瞬时干扰带宽大(GHz)，组成、使用和引导控制简便，响应速度快(300ns)，广泛用于非相参压制干扰,转发式干扰机的基本组成,LNLA DIV DMIX DRFM UMIX PA LO SF DLVA EN-DE 特点：相参性好，与目标回波的逼真程度高，需要的干扰功率较小，可实现双模干扰，组成较复杂，广泛用于各种干扰机,波形合成干扰机的基本组成,DSP MEM DAC IQMODU MIX PA LO1 LO2 特点：便于通过波形合成，以最佳的干扰样式同时干扰多雷达，功率利用充分，采用接收信号波形合成时类似于转发干扰，也可实现双模干扰，组成略复杂，相应略慢，开始用于,3.2 有源压制干扰

37、,3.2.1 射频噪声干扰 3.2.2 噪声调频干扰 3.2.3 噪声调相干扰 3.2.4 密集脉冲干扰 干信比计算,3.2.1 射频噪声干扰,表述 分别为reily分布的噪声包络，均匀分布且与包络独立的噪声相 位和与雷达相同的载频 对雷达系统的影响 通过接收机带宽选择干信比损失： 非相参脉冲包络积累检测雷达目标回波获得脉冲积累增益： 脉冲压缩雷达获得目标压缩处理增益： 脉冲多卜勒雷达速度检测使干扰分散损失： MTD雷达多卜勒检测带宽使干扰分散损失： 需要的检测信噪比8.5dB,3.2.1 射频噪声干扰,在雷达接收机输入端压制干扰的干信比计算 非相参非脉压脉冲包络积累检测雷达： 非相参脉压脉冲

38、包络积累检测雷达： 相参非脉压MTD速度检测雷达： 相参脉压MTD速度检测雷达： 相参非脉压PD速度检测雷达： 相参脉压PD速度检测雷达:,3.2.2 噪声调频干扰,表述 分别为幅度常数，调频噪声，与雷达相同的载频，调频斜率常数，均匀分布且与噪声独立的相位 对雷达系统的影响 通过接收机带宽选择干信比损失： 非相参脉冲包络积累检测雷达目标回波获得脉冲积累增益： 脉冲压缩雷达获得目标压缩处理增益： 脉冲多卜勒雷达速度检测使干扰分散损失： MTD雷达多卜勒检测带宽使干扰分散损失： 需要的检测信噪比8.5dB，忽略噪声质量的影响，则噪声调频干扰的干信比计算同射频噪声干扰,3.2.3 噪声调相干扰,表述

39、 分别为幅度常数，收到的雷达发射信号，相位噪声，接收信号的 各次迟延，数字调相干扰带宽近似为调相时钟频率 对雷达系统的影响 宽带噪声调相干扰（ ），作用同噪声调频干扰 窄带噪声调相干扰（ ），为密集脉冲干扰 也可获得一定的脉冲积累增益： 也可获得有限的压缩处理增益： 脉冲多卜勒雷达速度检测使干扰分散损失： MTD雷达多卜勒检测带宽使干扰分散损失： 需要的检测信噪比8.5dB,窄带噪声调相干扰,在雷达接收机输入端压制干扰的干信比计算 非相参非脉压脉冲包络积累检测雷达： 非相参脉压脉冲包络积累检测雷达： 相参非脉压MTD速度检测雷达： 相参脉压MTD速度检测雷达： 相参非脉压PD速度检测雷达： 相

40、参脉压PD速度检测雷达:,3.2.4 密集脉冲干扰,表述 主要是由锯齿/三角/正弦等函数扫频形成 平均周期 (函数周期或半周期)，宽度 ，脉冲 峰值功率 ，同步或异步(函数同步与否)。 对雷达系统的影响 同步脉冲干扰与目标回波均可获得脉冲积累增益： 异步脉冲干扰只能获得平均积累增益： 脉冲压缩雷达获得目标压缩处理增益： 脉冲多卜勒雷达速度检测使干扰分散损失： MTD雷达多卜勒检测带宽使干扰分散损失： 同步脉冲干扰有较大的干扰功率但空度较大，异步脉冲干扰按平均功率计算,3.3 有源欺骗干扰,3.3.1 距离欺骗干扰 3.3.2 速度欺骗干扰 3.3.3 角度欺骗干扰 3.3.4 距离速度同步欺骗

41、干扰 3.3.5 AGC欺骗干扰,3.3.1 距离欺骗干扰,点目标的距离欺骗干扰组成 波形接收 波形存储 波形恢复与调制 触发同步 存取控制 调制控制 多假目标干扰 距离拖引干扰,3.3.1 距离欺骗干扰,目标距离像的距离欺骗干扰距离像滤波器 波形存储 波形传输迟延抽头序列 距离像系数加权网络 存取控制 假目标干扰距离像 对应于距离分辨,3.3.2 速度欺骗干扰,速度欺骗干扰组成同距离欺骗干扰，速度欺骗表现在输出调制中 速度多假目标干扰 速度拖引干扰 实现方法 数字移相法,3.3.2 速度欺骗干扰,实现方法 模拟调相法 N位数字移相器 L相位累加器 加数n 频率分辨和输出多卜勒频率： IQ调制

42、法 正交DDS IQ调制器 模拟混频法 PLL1 PLL2 DDS 主要指标：杂散抑制20dB,3.3.3 角度欺骗干扰,两点源非相干干扰 条件：两点源对雷达频空间不可分辨 角度偏差： 战术应用：诱偏，同/异步闪烁，单源闪烁 雷达 两点源相干干扰 条件：两点源对雷达频空间不可分辨， 在雷达天线口面具有稳定的相对相位 角度偏差： 战术应用：交叉眼，克服目标回波作用时先用距离拖引,3.4 有源双模干扰,组成 压制干扰资源 2-1 欺骗干扰资源 开关 干扰时间分配 接收同步脉冲 干扰发射时间 压制干扰时间 欺骗干扰时间,3.5 雷达干扰方程与收发隔离,3.5.1 一般干扰方程 3.5.2 自卫干扰方

43、程 3.5.3 有效干扰区 3.5.4 时间压制区 3.5.5 收发隔离,3.5.1 一般干扰方程,雷达接收目标回波信号功率（主瓣指向目标） 雷达接收有源干扰信号功率（干扰指向雷达） 一般干扰方程 在=0方向需要的干扰功率最小,3.5.2 自卫干扰方程,自卫干扰条件 举例,3.5.3 有效干扰区,给定 和雷达、干扰机位置，满足干扰方程的（，Rt）空间为有效干扰区，即：在有效干扰区中的目标都可受到干扰机保护 最小干扰距离总是出 现在雷达指向干扰机 方向（=0）,3.5.4 时间压制区,干扰机为因果系统，许多干扰样式要求用当前雷达信号引导（时间同步，频率引导，信号引导等），满足下式条件的目标区域为

44、时间压制区,3.5.6 收发隔离,收发隔离的基本要求(满足不自激) 发射功率 接收灵敏度 实际收发隔离度 发射功率 接收功率 解决措施 空间隔离，极化隔离，耦合隔离，对消隔离，发射功率/灵敏度控制，时分隔离,3.6 无源干扰,3.6.1 分类 3.6.2 箔条干扰 3.6.3 反射器 3.6.4 目标伪装,3.6.1 分类,根据电波反射特性 反射型 有明显方向性，单根箔条，反射器，特殊地物，部分等离子体等 散射型 无明显方向性，分布箔条，一般地/海/气象杂波等 吸收型 有一定的频谱和方向性，吸波材料，气溶胶，部分等离子体等 根据分布空间特性 延展型，占据空间远大于目标，使目标位于其中，箔条走廊，地/海/气象 杂波，气溶空间，人工伪装散射区等 集中型，占据空间小于或接近目标，反射器，箔条云，离子体，人工伪装 体等,3.6.2 箔条干扰,单根半波长箔条的RCS 单位体积箔条的RCS 为单位体积内箔条的平均数，0.8为考虑粘连，互遮挡后的使用效率，带宽为1520%