超级军网一种有效的雷达噪声干扰技术--只为贴着好玩的
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/29 21:56:04
<B>一种有效的雷达噪声干扰技术</B></P>
<B>文富忠</B></P>
<B>(中国西南电子设备研究所，四川 成都 610036)</B></P>
<P> <B>摘 要</B>：从噪声干扰的原理出发，详细地分析了噪声干扰信号的产生并推导出干扰条件下的雷达最大作用距离的求解公式。仿真了目标和干扰机接收的信号强度随距离而变化的特征以及干扰有效辐射功率密度对雷达探测能力影响的相对效果。
<B>关键词</B>：电子对抗；噪声干扰；灵巧干扰</P>
<P><B>一、 引言
</B> 在现代高科技的推动下，随着电子战装备技术、战术应用的发展，未来的电子干扰在装备水平和战术应用上都会跃上一个新的台阶，更加有效地保护己方人员和设施，破坏敌方威胁系统，在电子攻击中扮演更加重要的角色。雷达在现代战争复杂多变的干扰环境下的抗干扰性能是衡量其作战效能的一个重要指数。因此，研究和发展对雷达的干扰及雷达的反干扰手段是国内外极为重视的课题。在分析各种干扰样式对敌方雷达干扰效果的基础上，寻找更加有效的对现代雷达的干扰样式和干扰方法，无疑对雷达对抗装备体制的发展以及在未来高技术条件下打赢一场局部战争具有重要的意义。
<B>二、噪声干扰机的特点及组成
</B> 我们知道，雷达是通过对回波信号的检测来发现目标的存在并测量其参数信息的，而干扰的目的就是要降低雷达发现目标和跟踪目标的能力。压制性干扰样式主要是连续的、非相干的噪声干扰。从原理上说，最佳的干扰信号应具有接收机噪声的特性，而根据信息论可知高斯白噪声（谱密度均匀）是最佳噪声干扰波形。因为在平均功率一定的情况下，高斯白噪声具有任意一个随机波形的最大熵值，即最大不确定性。按照干扰信号中心频率、谱宽相对于雷达接收机中心频率、谱宽的关系，可以将压制性干扰分为瞄准式干扰、阻塞式干扰和扫频式干扰。
噪声干扰的主要优点是需要了解敌方雷达的信息很少，噪声干扰机不需要详细了解雷达的信号特征和处理信号的环节，只需要知道雷达的工作频率，干扰设备比较简单，对传统雷达的目标检测系统的干扰效果好。
噪声干扰的主要缺点是对于PD雷达来说，噪声很容易被雷达相干处理，使其不能达到有效干扰的目的，且压制性干扰信号从雷达的主瓣进入时，干扰机的方向易被暴露。同时若雷达采用一些先进技术如超低旁瓣天线、相干旁瓣对消器或旁瓣匿影器等，就会使得噪声干扰相对失效。
噪声干扰机的组成框图如图1所示。噪声干扰系统是一种旨在雷达接收机中产生扰乱、使之不能检测目标的ECM装置。为使干扰有效，在雷达接收机的输出端，干扰机产生的干扰信号必须具有能遮盖雷达信号S（功率）的强度，这一强度可以利用雷达方程来计算，即干信比必须足够高［１］。</P>
</P>
<P><B>三、噪声信号的产生
</B> 要能有效地干扰一部雷达接收机，必须能够产生一种能够模仿雷达接收机热噪声的噪声信号。在成功干扰雷达接收机（产生的噪声与敌雷达的热噪声极相似）的情况下，雷达操作员很难分辨是否受到干扰，采用恒虚警的接收机更是如此。
对一个噪声源中的感兴趣的噪声频带进行滤波，并直接放大到由发射机能够产生的最大功率值，这种称之为直接噪声放大法（DINA）当今已极少使用，因为，线性宽带功率放大不是非常有效的。然而通常采用能够在一个宽带（大于一个倍频程）内工作的、具有较高效率和较高功率的TWT饱和功率放大器［３］。
然而，选用这种方法时，发射功率是恒定的，为了产生噪声还必须采取以下步骤。在“瞬时观测”期间，自动频率控制（AFC）装置使一个压控振荡器（VCO）调谐到欲干扰的雷达频率上（图2）。之后把噪声加到VCO的调谐电压上，以对其频率进行随机调制。这样获得的信号被送到一个TWT功率发射机，以恒定功率向敌雷达进行辐射。这个信号随机地附加到雷达的频率上，在雷达接收机的输出端产生一个幅度象噪声一样随机变化的电压（图3），其在雷达中产生的尖峰脉冲的宽度和幅度将取决于干扰机频率在雷达频段中的分布情况。</P>
</P>
<P><B>四、噪声干扰的算法推导
</B> 在分析噪声干扰机对搜索雷达的干扰作用效果前，首先考虑雷达在没有干扰时接收到的单个脉冲的信号功率：
式中ＰＴ为发射的峰值功率，单位是瓦；
ＧＴ、ＧＲ为发射机、接收机天线增益；
σ为雷达反射截面积（ＲＣＳ），单位是平方米；
λ为波长，单位是米；
Ｒt为目标距离，单位是米；
ＬＲ为雷达系统的损耗。
接收机内部噪声功率由下式得出：
式中k为波尔兹曼常数(Ｋ＝1.38×10-23 Ｊ／K）；
Ｔ０为噪声温度（２９０）；
Ｂr噪声带宽，Ｈz=1/τ；
Ｆ为噪声系数；
τ为雷达脉宽，单位是秒。
从式（1）、（2）可得信号噪声功率比为
式中（Ｓ／Ｎ）min是根据特定目标类型（斯韦林(Swerling)l类型0，1，2，3，4）和所需的探测概率（Ｐd)及虚警率（Ｐfa）查表得到的单脉冲信噪比。
设一部噪声干扰机：
式中pj为干扰机功率密度，单位是瓦/赫兹；
Ｂj为干扰机带宽，单位是赫兹。
则雷达接收机处的干扰机功率密度得：
式中Ｇj为干扰机发射天线增益；
Ｇsl为干扰机方向上接收机的天线增益；
Ｒj为干扰机与雷达间的距离，单位是米；
Lj为干扰机系统损耗。
假定干扰机功率密度远远大于噪声功率密度（即pjr＞＞kT0F），则：
式中（Ｓ／Ｊ）min是在适当的目标和探测统计下得到的信干比。
将（6）、（5）式代入（7）式可得到：
式（8）适于远距离（或近距离）干扰计算。Ｒmax常称为“烧穿距离”，它表示雷达信号压倒干扰信号时的距离，仿真如图4所示。注意比值(ＧＲ／Ｇsl）表示的是天线峰值增益和旁瓣电平的比值。对自卫干扰，令Ｒj=Rmax和Ｇsl＝ＧＲ，则（8）式可简化为
式（9）揭示了几个干扰原理。首先，比值（σ／ＰjGj)可看作评判干扰机的一个品质因素。为达到同样的干扰效果，如果目标的雷达反射截面积(σ）降低（如隐身），则自卫干扰机有效辐射功率按同样比例降低。最终，如果雷达反射截面足够小的话，干扰机将不再需要。比值（Ｂj/Br)表示的是干扰和雷达带宽之比。如果这个比值为1～5中的某个值，则干扰被认为是瞄准干扰；如果Ｂj＞＞Ｂr，则采用的是阻塞干扰。干扰机处在瞄准干扰方式对于干扰机更有利（Ｒmax最小)。
上述原理同样适用于（8）式的远距离干扰。另外值得注意的是当Ｒj增加时（远距离干扰与近距离干扰相比较），烧穿距离也增加，使得干扰效果变差。而且，采用超低旁瓣技术比值(GＲ／Ｇsl）增大也将增加烧穿距离，从而“冲淡”干扰效果。</P>
</P>
<P> 图5给出了不同的干扰有效辐射功率密度(W/MHz)对雷达探测能力影响的相对效果。在自遮蔽干扰（主瓣干扰）的情形，雷达几乎没有机会烧穿干扰，所以雷达的主要防御措施是产生一个对干扰机选通的脉冲来指示其角度位置。假定雷达设计得具有足够低的旁瓣，以抑制除其主波束响应以外的干扰进入。对远距离干扰而言，一部精心设计的具有超低旁瓣的雷达可使噪声干扰相对失效。很多雷达采用旁瓣对消技术来进一步降低旁瓣干扰的影响。改善干扰响应的一种方法是采用与雷达发射相匹配的“灵巧噪声”干扰波形，这就消除了许多雷达在对付噪声时可获得的处理增益。对常规雷达而言，这个增益为10～20 dB，对脉冲雷达而言，可为30～40 dB，对PD雷达可得到高达60～70 dB处理增益。可见，灵巧噪声可抵消这些雷达的处理增益，达到有效干扰的目的，而无需把干扰机的功率提高一个对应于此处理增益的倍数。</P>
</P>
<P><B>五、结论
</B> 随着雷达对抗技术的迅猛发展，如何更好地干扰对方的现代雷达己经成为必须加紧研究的课题。从本文的分析结果来看，雷达面对噪声干扰所采取的措施是尽可能宽地扩展其发射能量的频率范围以迫使干扰机稀释其有效辐射功率频谱密度，并且尽可能使其对从天线旁瓣进来的信号的响应最小。即使对宽带波形，噪声干扰机在主波束干扰方面仍具有优势。超低旁瓣天线和高性能旁瓣对消（SLC）技术的出现使采用旁瓣噪声技术的优势转而偏向雷达一方。</P>
<B>参考文献</B></P>
<P>［１］丁鹭飞，等.雷达原理［M］.西安：西安电子科技大学出版社，2002.
［２］王庆斌，等.电磁干扰与电磁兼容技术［M］.北京：机械工业出版社，1999.
［３］刘玉山，许创杰.雷达对抗及反对抗［M］.北京：电子工业出版社，1995.
［４］Neri F.New Technologies in Self-protection Jammers［Ｊ］．J.Electronic Defense,1991，（７）．</P><B>一种有效的雷达噪声干扰技术</B></P>
<B>文富忠</B></P>
<B>(中国西南电子设备研究所，四川 成都 610036)</B></P>
<P> <B>摘 要</B>：从噪声干扰的原理出发，详细地分析了噪声干扰信号的产生并推导出干扰条件下的雷达最大作用距离的求解公式。仿真了目标和干扰机接收的信号强度随距离而变化的特征以及干扰有效辐射功率密度对雷达探测能力影响的相对效果。
<B>关键词</B>：电子对抗；噪声干扰；灵巧干扰</P>
<P><B>一、 引言
</B> 在现代高科技的推动下，随着电子战装备技术、战术应用的发展，未来的电子干扰在装备水平和战术应用上都会跃上一个新的台阶，更加有效地保护己方人员和设施，破坏敌方威胁系统，在电子攻击中扮演更加重要的角色。雷达在现代战争复杂多变的干扰环境下的抗干扰性能是衡量其作战效能的一个重要指数。因此，研究和发展对雷达的干扰及雷达的反干扰手段是国内外极为重视的课题。在分析各种干扰样式对敌方雷达干扰效果的基础上，寻找更加有效的对现代雷达的干扰样式和干扰方法，无疑对雷达对抗装备体制的发展以及在未来高技术条件下打赢一场局部战争具有重要的意义。
<B>二、噪声干扰机的特点及组成
</B> 我们知道，雷达是通过对回波信号的检测来发现目标的存在并测量其参数信息的，而干扰的目的就是要降低雷达发现目标和跟踪目标的能力。压制性干扰样式主要是连续的、非相干的噪声干扰。从原理上说，最佳的干扰信号应具有接收机噪声的特性，而根据信息论可知高斯白噪声（谱密度均匀）是最佳噪声干扰波形。因为在平均功率一定的情况下，高斯白噪声具有任意一个随机波形的最大熵值，即最大不确定性。按照干扰信号中心频率、谱宽相对于雷达接收机中心频率、谱宽的关系，可以将压制性干扰分为瞄准式干扰、阻塞式干扰和扫频式干扰。
噪声干扰的主要优点是需要了解敌方雷达的信息很少，噪声干扰机不需要详细了解雷达的信号特征和处理信号的环节，只需要知道雷达的工作频率，干扰设备比较简单，对传统雷达的目标检测系统的干扰效果好。
噪声干扰的主要缺点是对于PD雷达来说，噪声很容易被雷达相干处理，使其不能达到有效干扰的目的，且压制性干扰信号从雷达的主瓣进入时，干扰机的方向易被暴露。同时若雷达采用一些先进技术如超低旁瓣天线、相干旁瓣对消器或旁瓣匿影器等，就会使得噪声干扰相对失效。
噪声干扰机的组成框图如图1所示。噪声干扰系统是一种旨在雷达接收机中产生扰乱、使之不能检测目标的ECM装置。为使干扰有效，在雷达接收机的输出端，干扰机产生的干扰信号必须具有能遮盖雷达信号S（功率）的强度，这一强度可以利用雷达方程来计算，即干信比必须足够高［１］。</P>
</P>
<P><B>三、噪声信号的产生
</B> 要能有效地干扰一部雷达接收机，必须能够产生一种能够模仿雷达接收机热噪声的噪声信号。在成功干扰雷达接收机（产生的噪声与敌雷达的热噪声极相似）的情况下，雷达操作员很难分辨是否受到干扰，采用恒虚警的接收机更是如此。
对一个噪声源中的感兴趣的噪声频带进行滤波，并直接放大到由发射机能够产生的最大功率值，这种称之为直接噪声放大法（DINA）当今已极少使用，因为，线性宽带功率放大不是非常有效的。然而通常采用能够在一个宽带（大于一个倍频程）内工作的、具有较高效率和较高功率的TWT饱和功率放大器［３］。
然而，选用这种方法时，发射功率是恒定的，为了产生噪声还必须采取以下步骤。在“瞬时观测”期间，自动频率控制（AFC）装置使一个压控振荡器（VCO）调谐到欲干扰的雷达频率上（图2）。之后把噪声加到VCO的调谐电压上，以对其频率进行随机调制。这样获得的信号被送到一个TWT功率发射机，以恒定功率向敌雷达进行辐射。这个信号随机地附加到雷达的频率上，在雷达接收机的输出端产生一个幅度象噪声一样随机变化的电压（图3），其在雷达中产生的尖峰脉冲的宽度和幅度将取决于干扰机频率在雷达频段中的分布情况。</P>
</P>
<P><B>四、噪声干扰的算法推导
</B> 在分析噪声干扰机对搜索雷达的干扰作用效果前，首先考虑雷达在没有干扰时接收到的单个脉冲的信号功率：
式中ＰＴ为发射的峰值功率，单位是瓦；
ＧＴ、ＧＲ为发射机、接收机天线增益；
σ为雷达反射截面积（ＲＣＳ），单位是平方米；
λ为波长，单位是米；
Ｒt为目标距离，单位是米；
ＬＲ为雷达系统的损耗。
接收机内部噪声功率由下式得出：
式中k为波尔兹曼常数(Ｋ＝1.38×10-23 Ｊ／K）；
Ｔ０为噪声温度（２９０）；
Ｂr噪声带宽，Ｈz=1/τ；
Ｆ为噪声系数；
τ为雷达脉宽，单位是秒。
从式（1）、（2）可得信号噪声功率比为
式中（Ｓ／Ｎ）min是根据特定目标类型（斯韦林(Swerling)l类型0，1，2，3，4）和所需的探测概率（Ｐd)及虚警率（Ｐfa）查表得到的单脉冲信噪比。
设一部噪声干扰机：
式中pj为干扰机功率密度，单位是瓦/赫兹；
Ｂj为干扰机带宽，单位是赫兹。
则雷达接收机处的干扰机功率密度得：
式中Ｇj为干扰机发射天线增益；
Ｇsl为干扰机方向上接收机的天线增益；
Ｒj为干扰机与雷达间的距离，单位是米；
Lj为干扰机系统损耗。
假定干扰机功率密度远远大于噪声功率密度（即pjr＞＞kT0F），则：
式中（Ｓ／Ｊ）min是在适当的目标和探测统计下得到的信干比。
将（6）、（5）式代入（7）式可得到：
式（8）适于远距离（或近距离）干扰计算。Ｒmax常称为“烧穿距离”，它表示雷达信号压倒干扰信号时的距离，仿真如图4所示。注意比值(ＧＲ／Ｇsl）表示的是天线峰值增益和旁瓣电平的比值。对自卫干扰，令Ｒj=Rmax和Ｇsl＝ＧＲ，则（8）式可简化为
式（9）揭示了几个干扰原理。首先，比值（σ／ＰjGj)可看作评判干扰机的一个品质因素。为达到同样的干扰效果，如果目标的雷达反射截面积(σ）降低（如隐身），则自卫干扰机有效辐射功率按同样比例降低。最终，如果雷达反射截面足够小的话，干扰机将不再需要。比值（Ｂj/Br)表示的是干扰和雷达带宽之比。如果这个比值为1～5中的某个值，则干扰被认为是瞄准干扰；如果Ｂj＞＞Ｂr，则采用的是阻塞干扰。干扰机处在瞄准干扰方式对于干扰机更有利（Ｒmax最小)。
上述原理同样适用于（8）式的远距离干扰。另外值得注意的是当Ｒj增加时（远距离干扰与近距离干扰相比较），烧穿距离也增加，使得干扰效果变差。而且，采用超低旁瓣技术比值(GＲ／Ｇsl）增大也将增加烧穿距离，从而“冲淡”干扰效果。</P>
</P>
<P> 图5给出了不同的干扰有效辐射功率密度(W/MHz)对雷达探测能力影响的相对效果。在自遮蔽干扰（主瓣干扰）的情形，雷达几乎没有机会烧穿干扰，所以雷达的主要防御措施是产生一个对干扰机选通的脉冲来指示其角度位置。假定雷达设计得具有足够低的旁瓣，以抑制除其主波束响应以外的干扰进入。对远距离干扰而言，一部精心设计的具有超低旁瓣的雷达可使噪声干扰相对失效。很多雷达采用旁瓣对消技术来进一步降低旁瓣干扰的影响。改善干扰响应的一种方法是采用与雷达发射相匹配的“灵巧噪声”干扰波形，这就消除了许多雷达在对付噪声时可获得的处理增益。对常规雷达而言，这个增益为10～20 dB，对脉冲雷达而言，可为30～40 dB，对PD雷达可得到高达60～70 dB处理增益。可见，灵巧噪声可抵消这些雷达的处理增益，达到有效干扰的目的，而无需把干扰机的功率提高一个对应于此处理增益的倍数。</P>
</P>
<P><B>五、结论
</B> 随着雷达对抗技术的迅猛发展，如何更好地干扰对方的现代雷达己经成为必须加紧研究的课题。从本文的分析结果来看，雷达面对噪声干扰所采取的措施是尽可能宽地扩展其发射能量的频率范围以迫使干扰机稀释其有效辐射功率频谱密度，并且尽可能使其对从天线旁瓣进来的信号的响应最小。即使对宽带波形，噪声干扰机在主波束干扰方面仍具有优势。超低旁瓣天线和高性能旁瓣对消（SLC）技术的出现使采用旁瓣噪声技术的优势转而偏向雷达一方。</P>
<B>参考文献</B></P>
<P>［１］丁鹭飞，等.雷达原理［M］.西安：西安电子科技大学出版社，2002.
［２］王庆斌，等.电磁干扰与电磁兼容技术［M］.北京：机械工业出版社，1999.
［３］刘玉山，许创杰.雷达对抗及反对抗［M］.北京：电子工业出版社，1995.
［４］Neri F.New Technologies in Self-protection Jammers［Ｊ］．J.Electronic Defense,1991，（７）．</P>
<B>文富忠</B></P>
<B>(中国西南电子设备研究所，四川 成都 610036)</B></P>
<P> <B>摘 要</B>：从噪声干扰的原理出发，详细地分析了噪声干扰信号的产生并推导出干扰条件下的雷达最大作用距离的求解公式。仿真了目标和干扰机接收的信号强度随距离而变化的特征以及干扰有效辐射功率密度对雷达探测能力影响的相对效果。
<B>关键词</B>：电子对抗；噪声干扰；灵巧干扰</P>
<P><B>一、 引言
</B> 在现代高科技的推动下，随着电子战装备技术、战术应用的发展，未来的电子干扰在装备水平和战术应用上都会跃上一个新的台阶，更加有效地保护己方人员和设施，破坏敌方威胁系统，在电子攻击中扮演更加重要的角色。雷达在现代战争复杂多变的干扰环境下的抗干扰性能是衡量其作战效能的一个重要指数。因此，研究和发展对雷达的干扰及雷达的反干扰手段是国内外极为重视的课题。在分析各种干扰样式对敌方雷达干扰效果的基础上，寻找更加有效的对现代雷达的干扰样式和干扰方法，无疑对雷达对抗装备体制的发展以及在未来高技术条件下打赢一场局部战争具有重要的意义。
<B>二、噪声干扰机的特点及组成
</B> 我们知道，雷达是通过对回波信号的检测来发现目标的存在并测量其参数信息的，而干扰的目的就是要降低雷达发现目标和跟踪目标的能力。压制性干扰样式主要是连续的、非相干的噪声干扰。从原理上说，最佳的干扰信号应具有接收机噪声的特性，而根据信息论可知高斯白噪声（谱密度均匀）是最佳噪声干扰波形。因为在平均功率一定的情况下，高斯白噪声具有任意一个随机波形的最大熵值，即最大不确定性。按照干扰信号中心频率、谱宽相对于雷达接收机中心频率、谱宽的关系，可以将压制性干扰分为瞄准式干扰、阻塞式干扰和扫频式干扰。
噪声干扰的主要优点是需要了解敌方雷达的信息很少，噪声干扰机不需要详细了解雷达的信号特征和处理信号的环节，只需要知道雷达的工作频率，干扰设备比较简单，对传统雷达的目标检测系统的干扰效果好。
噪声干扰的主要缺点是对于PD雷达来说，噪声很容易被雷达相干处理，使其不能达到有效干扰的目的，且压制性干扰信号从雷达的主瓣进入时，干扰机的方向易被暴露。同时若雷达采用一些先进技术如超低旁瓣天线、相干旁瓣对消器或旁瓣匿影器等，就会使得噪声干扰相对失效。
噪声干扰机的组成框图如图1所示。噪声干扰系统是一种旨在雷达接收机中产生扰乱、使之不能检测目标的ECM装置。为使干扰有效，在雷达接收机的输出端，干扰机产生的干扰信号必须具有能遮盖雷达信号S（功率）的强度，这一强度可以利用雷达方程来计算，即干信比必须足够高［１］。</P>
</P>
<P><B>三、噪声信号的产生
</B> 要能有效地干扰一部雷达接收机，必须能够产生一种能够模仿雷达接收机热噪声的噪声信号。在成功干扰雷达接收机（产生的噪声与敌雷达的热噪声极相似）的情况下，雷达操作员很难分辨是否受到干扰，采用恒虚警的接收机更是如此。
对一个噪声源中的感兴趣的噪声频带进行滤波，并直接放大到由发射机能够产生的最大功率值，这种称之为直接噪声放大法（DINA）当今已极少使用，因为，线性宽带功率放大不是非常有效的。然而通常采用能够在一个宽带（大于一个倍频程）内工作的、具有较高效率和较高功率的TWT饱和功率放大器［３］。
然而，选用这种方法时，发射功率是恒定的，为了产生噪声还必须采取以下步骤。在“瞬时观测”期间，自动频率控制（AFC）装置使一个压控振荡器（VCO）调谐到欲干扰的雷达频率上（图2）。之后把噪声加到VCO的调谐电压上，以对其频率进行随机调制。这样获得的信号被送到一个TWT功率发射机，以恒定功率向敌雷达进行辐射。这个信号随机地附加到雷达的频率上，在雷达接收机的输出端产生一个幅度象噪声一样随机变化的电压（图3），其在雷达中产生的尖峰脉冲的宽度和幅度将取决于干扰机频率在雷达频段中的分布情况。</P>
</P>
<P><B>四、噪声干扰的算法推导
</B> 在分析噪声干扰机对搜索雷达的干扰作用效果前，首先考虑雷达在没有干扰时接收到的单个脉冲的信号功率：
式中ＰＴ为发射的峰值功率，单位是瓦；
ＧＴ、ＧＲ为发射机、接收机天线增益；
σ为雷达反射截面积（ＲＣＳ），单位是平方米；
λ为波长，单位是米；
Ｒt为目标距离，单位是米；
ＬＲ为雷达系统的损耗。
接收机内部噪声功率由下式得出：
式中k为波尔兹曼常数(Ｋ＝1.38×10-23 Ｊ／K）；
Ｔ０为噪声温度（２９０）；
Ｂr噪声带宽，Ｈz=1/τ；
Ｆ为噪声系数；
τ为雷达脉宽，单位是秒。
从式（1）、（2）可得信号噪声功率比为
式中（Ｓ／Ｎ）min是根据特定目标类型（斯韦林(Swerling)l类型0，1，2，3，4）和所需的探测概率（Ｐd)及虚警率（Ｐfa）查表得到的单脉冲信噪比。
设一部噪声干扰机：
式中pj为干扰机功率密度，单位是瓦/赫兹；
Ｂj为干扰机带宽，单位是赫兹。
则雷达接收机处的干扰机功率密度得：
式中Ｇj为干扰机发射天线增益；
Ｇsl为干扰机方向上接收机的天线增益；
Ｒj为干扰机与雷达间的距离，单位是米；
Lj为干扰机系统损耗。
假定干扰机功率密度远远大于噪声功率密度（即pjr＞＞kT0F），则：
式中（Ｓ／Ｊ）min是在适当的目标和探测统计下得到的信干比。
将（6）、（5）式代入（7）式可得到：
式（8）适于远距离（或近距离）干扰计算。Ｒmax常称为“烧穿距离”，它表示雷达信号压倒干扰信号时的距离，仿真如图4所示。注意比值(ＧＲ／Ｇsl）表示的是天线峰值增益和旁瓣电平的比值。对自卫干扰，令Ｒj=Rmax和Ｇsl＝ＧＲ，则（8）式可简化为
式（9）揭示了几个干扰原理。首先，比值（σ／ＰjGj)可看作评判干扰机的一个品质因素。为达到同样的干扰效果，如果目标的雷达反射截面积(σ）降低（如隐身），则自卫干扰机有效辐射功率按同样比例降低。最终，如果雷达反射截面足够小的话，干扰机将不再需要。比值（Ｂj/Br)表示的是干扰和雷达带宽之比。如果这个比值为1～5中的某个值，则干扰被认为是瞄准干扰；如果Ｂj＞＞Ｂr，则采用的是阻塞干扰。干扰机处在瞄准干扰方式对于干扰机更有利（Ｒmax最小)。
上述原理同样适用于（8）式的远距离干扰。另外值得注意的是当Ｒj增加时（远距离干扰与近距离干扰相比较），烧穿距离也增加，使得干扰效果变差。而且，采用超低旁瓣技术比值(GＲ／Ｇsl）增大也将增加烧穿距离，从而“冲淡”干扰效果。</P>
</P>
<P> 图5给出了不同的干扰有效辐射功率密度(W/MHz)对雷达探测能力影响的相对效果。在自遮蔽干扰（主瓣干扰）的情形，雷达几乎没有机会烧穿干扰，所以雷达的主要防御措施是产生一个对干扰机选通的脉冲来指示其角度位置。假定雷达设计得具有足够低的旁瓣，以抑制除其主波束响应以外的干扰进入。对远距离干扰而言，一部精心设计的具有超低旁瓣的雷达可使噪声干扰相对失效。很多雷达采用旁瓣对消技术来进一步降低旁瓣干扰的影响。改善干扰响应的一种方法是采用与雷达发射相匹配的“灵巧噪声”干扰波形，这就消除了许多雷达在对付噪声时可获得的处理增益。对常规雷达而言，这个增益为10～20 dB，对脉冲雷达而言，可为30～40 dB，对PD雷达可得到高达60～70 dB处理增益。可见，灵巧噪声可抵消这些雷达的处理增益，达到有效干扰的目的，而无需把干扰机的功率提高一个对应于此处理增益的倍数。</P>
</P>
<P><B>五、结论
</B> 随着雷达对抗技术的迅猛发展，如何更好地干扰对方的现代雷达己经成为必须加紧研究的课题。从本文的分析结果来看，雷达面对噪声干扰所采取的措施是尽可能宽地扩展其发射能量的频率范围以迫使干扰机稀释其有效辐射功率频谱密度，并且尽可能使其对从天线旁瓣进来的信号的响应最小。即使对宽带波形，噪声干扰机在主波束干扰方面仍具有优势。超低旁瓣天线和高性能旁瓣对消（SLC）技术的出现使采用旁瓣噪声技术的优势转而偏向雷达一方。</P>
<B>参考文献</B></P>
<P>［１］丁鹭飞，等.雷达原理［M］.西安：西安电子科技大学出版社，2002.
［２］王庆斌，等.电磁干扰与电磁兼容技术［M］.北京：机械工业出版社，1999.
［３］刘玉山，许创杰.雷达对抗及反对抗［M］.北京：电子工业出版社，1995.
［４］Neri F.New Technologies in Self-protection Jammers［Ｊ］．J.Electronic Defense,1991，（７）．</P><B>一种有效的雷达噪声干扰技术</B></P>
<B>文富忠</B></P>
<B>(中国西南电子设备研究所，四川 成都 610036)</B></P>
<P> <B>摘 要</B>：从噪声干扰的原理出发，详细地分析了噪声干扰信号的产生并推导出干扰条件下的雷达最大作用距离的求解公式。仿真了目标和干扰机接收的信号强度随距离而变化的特征以及干扰有效辐射功率密度对雷达探测能力影响的相对效果。
<B>关键词</B>：电子对抗；噪声干扰；灵巧干扰</P>
<P><B>一、 引言
</B> 在现代高科技的推动下，随着电子战装备技术、战术应用的发展，未来的电子干扰在装备水平和战术应用上都会跃上一个新的台阶，更加有效地保护己方人员和设施，破坏敌方威胁系统，在电子攻击中扮演更加重要的角色。雷达在现代战争复杂多变的干扰环境下的抗干扰性能是衡量其作战效能的一个重要指数。因此，研究和发展对雷达的干扰及雷达的反干扰手段是国内外极为重视的课题。在分析各种干扰样式对敌方雷达干扰效果的基础上，寻找更加有效的对现代雷达的干扰样式和干扰方法，无疑对雷达对抗装备体制的发展以及在未来高技术条件下打赢一场局部战争具有重要的意义。
<B>二、噪声干扰机的特点及组成
</B> 我们知道，雷达是通过对回波信号的检测来发现目标的存在并测量其参数信息的，而干扰的目的就是要降低雷达发现目标和跟踪目标的能力。压制性干扰样式主要是连续的、非相干的噪声干扰。从原理上说，最佳的干扰信号应具有接收机噪声的特性，而根据信息论可知高斯白噪声（谱密度均匀）是最佳噪声干扰波形。因为在平均功率一定的情况下，高斯白噪声具有任意一个随机波形的最大熵值，即最大不确定性。按照干扰信号中心频率、谱宽相对于雷达接收机中心频率、谱宽的关系，可以将压制性干扰分为瞄准式干扰、阻塞式干扰和扫频式干扰。
噪声干扰的主要优点是需要了解敌方雷达的信息很少，噪声干扰机不需要详细了解雷达的信号特征和处理信号的环节，只需要知道雷达的工作频率，干扰设备比较简单，对传统雷达的目标检测系统的干扰效果好。
噪声干扰的主要缺点是对于PD雷达来说，噪声很容易被雷达相干处理，使其不能达到有效干扰的目的，且压制性干扰信号从雷达的主瓣进入时，干扰机的方向易被暴露。同时若雷达采用一些先进技术如超低旁瓣天线、相干旁瓣对消器或旁瓣匿影器等，就会使得噪声干扰相对失效。
噪声干扰机的组成框图如图1所示。噪声干扰系统是一种旨在雷达接收机中产生扰乱、使之不能检测目标的ECM装置。为使干扰有效，在雷达接收机的输出端，干扰机产生的干扰信号必须具有能遮盖雷达信号S（功率）的强度，这一强度可以利用雷达方程来计算，即干信比必须足够高［１］。</P>
</P>
<P><B>三、噪声信号的产生
</B> 要能有效地干扰一部雷达接收机，必须能够产生一种能够模仿雷达接收机热噪声的噪声信号。在成功干扰雷达接收机（产生的噪声与敌雷达的热噪声极相似）的情况下，雷达操作员很难分辨是否受到干扰，采用恒虚警的接收机更是如此。
对一个噪声源中的感兴趣的噪声频带进行滤波，并直接放大到由发射机能够产生的最大功率值，这种称之为直接噪声放大法（DINA）当今已极少使用，因为，线性宽带功率放大不是非常有效的。然而通常采用能够在一个宽带（大于一个倍频程）内工作的、具有较高效率和较高功率的TWT饱和功率放大器［３］。
然而，选用这种方法时，发射功率是恒定的，为了产生噪声还必须采取以下步骤。在“瞬时观测”期间，自动频率控制（AFC）装置使一个压控振荡器（VCO）调谐到欲干扰的雷达频率上（图2）。之后把噪声加到VCO的调谐电压上，以对其频率进行随机调制。这样获得的信号被送到一个TWT功率发射机，以恒定功率向敌雷达进行辐射。这个信号随机地附加到雷达的频率上，在雷达接收机的输出端产生一个幅度象噪声一样随机变化的电压（图3），其在雷达中产生的尖峰脉冲的宽度和幅度将取决于干扰机频率在雷达频段中的分布情况。</P>
</P>
<P><B>四、噪声干扰的算法推导
</B> 在分析噪声干扰机对搜索雷达的干扰作用效果前，首先考虑雷达在没有干扰时接收到的单个脉冲的信号功率：
式中ＰＴ为发射的峰值功率，单位是瓦；
ＧＴ、ＧＲ为发射机、接收机天线增益；
σ为雷达反射截面积（ＲＣＳ），单位是平方米；
λ为波长，单位是米；
Ｒt为目标距离，单位是米；
ＬＲ为雷达系统的损耗。
接收机内部噪声功率由下式得出：
式中k为波尔兹曼常数(Ｋ＝1.38×10-23 Ｊ／K）；
Ｔ０为噪声温度（２９０）；
Ｂr噪声带宽，Ｈz=1/τ；
Ｆ为噪声系数；
τ为雷达脉宽，单位是秒。
从式（1）、（2）可得信号噪声功率比为
式中（Ｓ／Ｎ）min是根据特定目标类型（斯韦林(Swerling)l类型0，1，2，3，4）和所需的探测概率（Ｐd)及虚警率（Ｐfa）查表得到的单脉冲信噪比。
设一部噪声干扰机：
式中pj为干扰机功率密度，单位是瓦/赫兹；
Ｂj为干扰机带宽，单位是赫兹。
则雷达接收机处的干扰机功率密度得：
式中Ｇj为干扰机发射天线增益；
Ｇsl为干扰机方向上接收机的天线增益；
Ｒj为干扰机与雷达间的距离，单位是米；
Lj为干扰机系统损耗。
假定干扰机功率密度远远大于噪声功率密度（即pjr＞＞kT0F），则：
式中（Ｓ／Ｊ）min是在适当的目标和探测统计下得到的信干比。
将（6）、（5）式代入（7）式可得到：
式（8）适于远距离（或近距离）干扰计算。Ｒmax常称为“烧穿距离”，它表示雷达信号压倒干扰信号时的距离，仿真如图4所示。注意比值(ＧＲ／Ｇsl）表示的是天线峰值增益和旁瓣电平的比值。对自卫干扰，令Ｒj=Rmax和Ｇsl＝ＧＲ，则（8）式可简化为
式（9）揭示了几个干扰原理。首先，比值（σ／ＰjGj)可看作评判干扰机的一个品质因素。为达到同样的干扰效果，如果目标的雷达反射截面积(σ）降低（如隐身），则自卫干扰机有效辐射功率按同样比例降低。最终，如果雷达反射截面足够小的话，干扰机将不再需要。比值（Ｂj/Br)表示的是干扰和雷达带宽之比。如果这个比值为1～5中的某个值，则干扰被认为是瞄准干扰；如果Ｂj＞＞Ｂr，则采用的是阻塞干扰。干扰机处在瞄准干扰方式对于干扰机更有利（Ｒmax最小)。
上述原理同样适用于（8）式的远距离干扰。另外值得注意的是当Ｒj增加时（远距离干扰与近距离干扰相比较），烧穿距离也增加，使得干扰效果变差。而且，采用超低旁瓣技术比值(GＲ／Ｇsl）增大也将增加烧穿距离，从而“冲淡”干扰效果。</P>
</P>
<P> 图5给出了不同的干扰有效辐射功率密度(W/MHz)对雷达探测能力影响的相对效果。在自遮蔽干扰（主瓣干扰）的情形，雷达几乎没有机会烧穿干扰，所以雷达的主要防御措施是产生一个对干扰机选通的脉冲来指示其角度位置。假定雷达设计得具有足够低的旁瓣，以抑制除其主波束响应以外的干扰进入。对远距离干扰而言，一部精心设计的具有超低旁瓣的雷达可使噪声干扰相对失效。很多雷达采用旁瓣对消技术来进一步降低旁瓣干扰的影响。改善干扰响应的一种方法是采用与雷达发射相匹配的“灵巧噪声”干扰波形，这就消除了许多雷达在对付噪声时可获得的处理增益。对常规雷达而言，这个增益为10～20 dB，对脉冲雷达而言，可为30～40 dB，对PD雷达可得到高达60～70 dB处理增益。可见，灵巧噪声可抵消这些雷达的处理增益，达到有效干扰的目的，而无需把干扰机的功率提高一个对应于此处理增益的倍数。</P>
</P>
<P><B>五、结论
</B> 随着雷达对抗技术的迅猛发展，如何更好地干扰对方的现代雷达己经成为必须加紧研究的课题。从本文的分析结果来看，雷达面对噪声干扰所采取的措施是尽可能宽地扩展其发射能量的频率范围以迫使干扰机稀释其有效辐射功率频谱密度，并且尽可能使其对从天线旁瓣进来的信号的响应最小。即使对宽带波形，噪声干扰机在主波束干扰方面仍具有优势。超低旁瓣天线和高性能旁瓣对消（SLC）技术的出现使采用旁瓣噪声技术的优势转而偏向雷达一方。</P>
<B>参考文献</B></P>
<P>［１］丁鹭飞，等.雷达原理［M］.西安：西安电子科技大学出版社，2002.
［２］王庆斌，等.电磁干扰与电磁兼容技术［M］.北京：机械工业出版社，1999.
［３］刘玉山，许创杰.雷达对抗及反对抗［M］.北京：电子工业出版社，1995.
［４］Neri F.New Technologies in Self-protection Jammers［Ｊ］．J.Electronic Defense,1991，（７）．</P>
感觉像东拼西凑的论文，字数太少了