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科普知識
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通用RF天線

雷達抗干擾技術的特點及發展方向

發布日期:2022-10-17 點擊率:58

前言

自從第二次世界大戰開始大量使用雷達參與軍事行動以來,就伴隨產生了對雷達的電 子干擾。20世紀70年代以后,導彈武器被廣泛用于海、陸、空的各種戰術行動中.導彈的高 精確打擊能力迫使各國把裝備研究的力量大量投入到怎樣防御導彈上來。為導彈提供精確 打擊能力的關鍵設備是各種雷達,例如直接與導彈相關的制導雷達、導彈尋的雷達以及提供 預警、目標指示的各種雷達,所以對雷達實施電子攻擊成了防御導彈攻擊的重要環節。越南 戰爭、中東戰爭及海灣戰爭等一系列的戰爭實例證明,一系列先進的電子攻擊裝備和措施成 了雷達的克星。雷達在今后的對抗中怎樣保持戰斗力,成了當前軍事和技術專家所面臨的 一個重要課題。

如何干擾敵方雷達,降低其作戰效能;如何對抗敵方干擾,保持己方雷達的戰斗能力,人 們展開了不斷的研究,并迅速將研究成果運用于戰場。自此,雷達對抗成為戰場上不可忽視 的重要角色。隨著電子計算機的發展,航天技術、導彈技術也得到了飛速發展。雷達對抗更 是愈演愈烈。雷達對抗技術的迅速發展,使其在各次局部戰爭中得到了廣泛的應用。

越戰中越軍以防空導彈攻擊美國飛機,開始時每兩枚導彈可擊落一架飛機,但當美國飛 機上加裝雷達告警接收機和干擾機后,擊落一架飛機所需的導彈數直線上升,從10枚、50 枚發展到84枚之多。針對美國的告警接收機,越南使用無線電信標方式發射欺騙性電磁 波,模擬導彈的發射,成功擊退敵機。

歷次中東戰爭中,圍繞導彈的雷達對抗發揮了重要作用。以色列先是因為雷達落后且 無干擾設備,在戰爭中吃盡苦頭,其后則以隱身推遲敵雷達發現,再以噪聲干擾機、欺騙干擾 機和箔條發射機誘偏導彈,在戰爭中取得主動,奪取了導彈戰的勝利。

海灣戰爭中的雷達對抗是目前為.1L人類歷史上規模最大、范圍最廣、強度最高、影響戰 局最深遠的雷達對抗。戰爭~開始,美軍AH一64直升機摧毀了伊拉克南部預警雷達站,美 軍F一117隱形戰斗機深入伊拉克雷達覆蓋區而未被發現,并攻擊了伊拉克的一個防空截擊 指揮中心和一個防空作戰指揮中心,使得伊拉克的雷達覆蓋區和指揮網出現了缺口。接著,美軍的EF一111A等電子戰飛機進入伊拉克,干擾伊早期預警雷達、測高雷達、跟蹤雷達等, 并施放欺騙干擾,在沒有多國部隊飛機的地方制造假目標,誘使伊方啟動雷達進行火力攻 擊,從而暴露雷達位置,被美軍導彈摧毀。由于連續不斷的使用護航機和防區外干擾機、反 輻射導彈、精確制導導彈、誘餌及有源自衛干擾機等,伊拉克的綜合防空系統遭到徹底破壞。 在42天的戰斗中,伊拉克有250部雷達被摧毀,而多國部隊的飛機損失率僅為0.425%,且 絕大多數為高炮擊落。海灣戰爭再次證明了雷達對抗的重大作用。

實際戰例證明了這樣一個事實,即沒有抗干擾能力的雷達很難在戰爭中發揮作用;反 之,雷達抗干擾能力越強,就越能使武器控制系統充分發揮作用。

1、現代雷達抗干擾技術的新特點

隨著軍事高技術的飛速發展,電子技術在軍事武器裝備中的核心支撐作用越來越明顯, 新型雷達體制得以迅速崛起和廣泛應用,以適應軍事電子高技術激烈對抗的局面。在雷達 對抗日益擴大、日趨激烈的總形勢下,現代雷達抗干擾應具有以下特點:

a.雷達天線要具有高增益,低副瓣,窄波束,低交叉極化響應,副瓣對消,副瓣消隱,電子 掃描相控陣,單脈沖測角技術;
b.收發系統設計應具有高有效輻射功率,脈沖壓縮波形,寬帶頻率跳變,寬動態范圍,鏡 像抑制,單脈沖/輔助接收系統的信道匹配;
C.在頻域上,雷達系統應占有更多更寬的電磁頻譜,以對付已擴展了頻段的雷達對抗系 統的威脅。在能量上,必須盡可能的發揮雷達在空域、時域和頻域上的能量集中的優勢,來 削弱電子干擾的有限輻射功率;
d.雷達系統必須以計算機為核心進行快速數字式信息處理、控制和傳遞,以提高系統的 高速信息處理能力、響應速度、跟蹤精度和對電磁環境的應變能力,提高目標回波微小變化 識別能力,能同時對多目標、多單元跟蹤,進行雜波抑制,才能適應密集的電磁信號環境;
e.雷達系統應具有功率管理能力,能在密集信號環境中迅速的探測、截獲、分選和識別 威脅信號,根據威脅等級自動選擇最佳抗干擾樣式以獲得最佳探測效果,并能對干擾點隨時 進行定位;
f.雷達系統應具有綜合的多功能能力,即能應對積極干擾,又能及時判明消極干擾,要 綜合利用雷達技術資源,提高全方位的抗干擾能力;
g.雷達系統應具有全方位、全頻段、大功率、多功用以及能對付多目標的多波束能力:
h.雷達系統要高度積木化,使系統可以根據不同任務要求,迅速改裝成不同功用和不同 性能的設備,以適應不斷變化的威脅,同時,利用模塊化的硬件和軟件,實現現場更換,以減 少電子干擾信號的影響;
i.雷達系統應朝著固態化和集成化的方向發展,采用微波集成電路.超大規模和超高速 電路、容錯電路、冗余器件和可對故障進行自檢的機內測試電路,以提高雷達抗f擾技術的 可靠性和設備生存力。

2、雷達抗干擾技術的發展方向

雷達抗干擾技術是確保己方有效運用電磁頻譜應對電子干擾所采取的各種舉措。雷達抗干擾就是電子領域的資源斗爭。任何雷達都是可以干擾的,而任何干擾也都是可以防范的。這主要取決于敵對雙方所投人的技術資源。雷達抗干擾的目的是將影響雷達正常工作 的各種干擾信號減弱到能容許的程度,保障雷達正常工作。

針對雷達抗干擾技術的新特點,未來雷達抗干擾技術的發展主要有以下幾個方向。

2.1、相控陣技術

相控陣天線是電子掃描天線中最引入注目的一種天線形式,這種天線是通過電控指令 改變天線的孔徑面上的相位分布,實現對波束指向或波束形成的控制作用。與其它天線相 比。相控陣天線的突出優點是:
a.天線孔徑在空間保持固定不變,故不需要笨重的機械轉動裝置和旋轉空間,因而大大 改善了天線波束的穩定性,天線體積小,重量輕;
b.采用電子掃描技術,天線波束控制靈活,波束能瞬時(幾個微妙甚至更短)指向指定 區域的任何位置或用極短的時間掃過大的空間,從而大大節省了易受干擾的掃描搜索時間;
C.掃描過程無慣性,反應時間短,故在目標航跡上可獲得更多的數據,能適應密集信號 環境;
d.靈活的快速波束指向,能同時在指定的空間內用同一天線孔徑完成搜索和跟蹤多目 標;
e.由于多個陣元或由陣元組成的子陣列都可帶有一個大功率放大器。故整個天線陣能 提供很大的有效輻射功率,可有效降低信噪比,削弱干擾的影響;
f.相控陣天線中大量的陣元可以控制孔徑照射,以獲得比用反射器天線更理想的輻射 圖,若其中一些陣元出現故障時,雖然天線陣性能要下降,但它仍能進行可靠的工作。
2.2、多波束技術

這種多波束系統是利用多波束網絡(如巴特勒矩陣網絡)或多束透鏡(如羅特曼透鏡) 在空間形成多個獨立的相互鄰接的高增益波束。

多波束天線的優點是:每個波束都具有天線陣孔徑的全部增益;能覆蓋很寬的扇面和頻 率范圍;能以很高的角分辨力不間斷地進行空間掃描;當每個陣元前面加裝一個獨立的低功 率微波放大器時,該陣列就能產生巨大的有效輻射功率,因而可以用最有效的抗干擾功率對 付干擾威脅。

2.3、毫米波對抗技術

毫米波波段通常是指波長為1~10mm(相應頻率為30~300GHz)的無線電波段,其下 限與厘米波相鄰,上限與光波相鄰。由于毫米波具有窄波束、低旁瓣、高定向性、寬頻帶和抗 干擾能力強等優點,特別是象頻率捷變、脈沖壓縮、頻率分集技術等在毫米波雷達中得到廣 泛應用,使毫米波雷達有更強的抗干擾能力。

2.4、低截獲概率技術

采用編碼擴譜和降低峰值功率等措施,將雷達信號設計成低截獲概率信號,使偵察接收 機難以偵察,甚至偵收不到這種信號,從而保護雷達不受電子干擾。

2.5、稀布陣綜合脈沖孔徑技術

這是一種在米波段采用大孔徑稀疏布陣、寬脈沖發射、接收用數字技術綜合形成窄脈沖 和天線陣波束的新體制雷達技術。具有工作頻帶寬、同時工作頻率多、信號截獲概率低等優 點,是一種反干擾能力強的新雷達體制。

2.6、無源探測技術

這是一種自身不發射信號、靠接收目標發射信號來發現目標的一種探測技術。因此,它 既不會被偵察,也不會被干擾。

3、結束語

當前,以電子信息技術為代表的軍事高技術,使現代戰爭面貌發生了空前巨變,也引發 了整個軍事領域的深刻變革。安國之道,先戒為寶。我們要認真貫徹落實新時期軍事戰略 方針,有重點地發展軍事高技術。世間沒有攻不破的盾,也沒有無堅不克的矛,雷達對抗就 是攻防雙方的對抗,也遵從著這個道理。因此只要我們找到對方的弱點,采取積極的對策, 就能夠掌握雷達抗干擾的主動權。

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