电子防护特征与对抗措施：超低副瓣/副瓣相消与匿影 留言

电子防护是使雷达和通信系统不易受电子战技术(特别是电子干扰)影响的技术和方法。本文将介绍和探讨雷达系统的电子防护问题。

电子战的主要技术和对抗措施如表1所示。需要注意的是，表中列出的三种“技术”(单脉冲、脉冲压缩和脉冲多普勒)是雷达实现其他目的而采用的技术，但是也可以进行电子防护。

当波束通过目标时，会突然反射一连串脉冲，这就是“回波信号”。目标的角位置取决于探测到回波信号的时间。另一种方法是采用多个角度偏移的天线馈源(通常3-4个馈源)感知回波信号的角度。这种技术称为“单脉冲”，通过比较每个接收脉冲的多个馈源输出可以确定目标的角度和高度。如下文所示，这种角度测量技术可以对抗某些类型的干扰。

表1  电子防护特征与电子战技术和对抗措施

电子防护技术	电子战技术和对抗措施
超低副瓣	所有的副瓣干扰和威胁信号探测
副瓣相消	窄带副瓣干扰
副瓣匿影	宽带副瓣干扰
反交叉极化	交叉极化干扰
单脉冲	距离/角度波门拖引,箔条,诱饵
脉冲压缩	非压缩调制的欺骗干扰
脉冲多普勒	非相参干扰,箔条,分离目标,数字射频存储器生成假信号
前沿跟踪	距离波门拖引
宽-限-窄	自动增益控制干扰，宽带调频调制
烧穿模式	所有的干扰技术
频率捷变	跟踪干扰
脉冲重复频率抖动	压制式脉冲
干扰源寻的	所有的干扰技术
自适应阵列阵	反辐射导弹
自适应波形	威胁信号识别
数据处理	假目标，假航迹

脉冲多普勒雷达具有相参性，可以确定每个接收脉冲的频率。如下文所示，脉冲多普勒技术不仅可以提高雷达性能，还可以降低某些电子攻击(EA)技术的效能。

脉冲压缩可以提高距离分辨率。在这个距离间隔内，雷达不能探测多个目标。由于施放某些类型干扰的前提是雷达无法探测多个目标，所以减小分辨率单元的间距(脉冲压缩)，也可以降低诱饵和其他类型干扰的效能。

电子防护可以采取多种方式降低干扰机的效能。有些技术设计直接用于减小特定干扰技术(针对特定结构)的干信比。其他技术设计用于不同的使用目的，但也有降低干扰效能的作用。电子防护使信号探测和识别更加困难，可以对抗反辐射导弹，也可以降低电子支援的效能。

超低副瓣

从副瓣干扰一部雷达系统可以使雷达失效，使雷达显示屏上所有可能的目标模糊不清。因此，降低副瓣电平可以使电子支援系统和电子情报系统，更难探测、定位和干扰雷达系统。这有助于减小防区外或防区内干扰机的干信比，使雷达不易受到电子攻击。

图1  副瓣隔离与峰值孔径增益和副瓣平均增益不同

如图1所示，这是雷达天线的副瓣平均电平。需要注意的是，与波峰的宽度相比，副瓣之间的零值宽度非常窄，可以有效提高副瓣平均电平。副瓣隔离可以定义为，减小与主瓣波束孔径增益相关的副瓣平均增益。图2说明了降低副瓣电平对烧穿距离的影响。 

图2  副瓣增益减小12dB，目标的烧穿距离翻倍

表2列出了常规副瓣、低副瓣和超低副瓣天线平均增益的某些典型值。表中还列出了与雷达天线孔径增益有关的副瓣隔离数值。

通过降低干扰信号角度离散范围内的副瓣，可以进一步实施电子防护。这些技术称为副瓣相消和副瓣匿影。 

表2  降低副瓣的等级

等  级	副瓣平均增益	副瓣平均隔离度
常规副瓣	大于-3dBi	大于30dB
低副瓣	-3至-10dBi	35-45dB
甚低副瓣	-10至-20dBi	45-55dB
超低副瓣	低于-20dBi	大于55dB

相参副瓣相消器

相参副瓣相消器可以植入雷达系统中，对窄带副瓣干扰信号特别有效。最常见的窄带副瓣干扰调制是连续波噪声。

为了对消每个副瓣信号，除了主天线外，还需要安装一个辅助天线。如图3所示，辅助天线副瓣方向的增益必须大于主雷达天线副瓣方向的增益。 

图3  相参副瓣相消器有多部辅助天线，可以在副瓣方向获得比主瓣天线更多的增益

如果辅助天线接收的信号比主天线接收的信号强，那么就可以确定这个信号是副瓣干扰信号。副瓣干扰信号用于生成一个新信号，该信号延迟了半波长或者180°相位。

当这个相位延迟信号传输到主天线的输出端时(如图4所示)，可以对消进入主天线副瓣的信号。换句话说，这样非常有效，在主天线角度上形成了一个零值，从而使主天线不受干扰信号的影响。 

图4  如果辅助天线接收的信号比主天线接收的信号强，对信号进行180°相移并加载到主天线输出端，可以对消副瓣响应

相位相消取决于波长，因此这个过程只对窄带信号有效(比如噪声调制的FM信号)。对消每一个干扰信号都需要一个独立的相位相消器(安装在一个独立的辅助天线输出端)。

脉冲信号的频谱包括多个频谱分量，看起来像窄带信号。因此，一个单脉冲信号可以占用多个相参相消器(采取FM噪声＋脉冲干扰信号是对抗相参副瓣相消器的一种方法)，这样副瓣相消器的工作效能会受到影响。

副瓣匿影器

副瓣匿影的目的是消除雷达接收机输入的脉冲干扰信号。副瓣匿影使用与副瓣对消相同类型的辅助天线(如图4所示)。不同的是，副瓣匿影只需要一个辅助天线就可以应对多部干扰机。

当辅助天线接收的信号比主天线接收的信号强时，可以确认该信号为副瓣信号。雷达接收机输入端可以在副瓣脉冲期间匿影(如图5所示)。如果有多个脉冲信号从多个方向进入副瓣，单个匿影器就可以处理所有脉冲信号。 

图5  如果副瓣匿影辅助天线接收的信号比主天线接收的信号强，证明这个信号是干扰信号，接收该信号期间主雷达天线是匿影的

如果一部干扰机在雷达脉冲上产生压制式脉冲，副瓣匿影器将关闭雷达，使雷达不发射脉冲。这就需要跟踪威胁雷达的脉冲重复频率(PRF)，并在干扰机远离目标的情况下仔细定时干扰脉冲。如果压制式脉冲太宽，相参副瓣相消器(如果雷达有一个)可能会起作用。

原文始发于微信公众号（雷达通信电子战）