雷達有源干擾效果定量測評方法研究

孫連寶，陳行勇

(解放軍91404部隊，秦皇島 066001)

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雷達有源干擾效果定量測評方法研究

孫連寶，陳行勇

(解放軍91404部隊，秦皇島 066001)

針對雷達有源干擾效果定量測評問題，構(gòu)建了基于動態(tài)試驗的一體化試驗體系，建立了干擾效果評估模型，優(yōu)化和完善了雷達有源干擾定量測評流程，形成一套基于一體化試驗思想的雷達干擾效果綜合試驗方法。

雷達；干擾效果；定量測評

0 引 言

復(fù)雜電磁環(huán)境下電子裝備指標體系的建立和完善、相應(yīng)的測試方法和定量評估方法的研究與應(yīng)用，是當(dāng)前電子裝備建設(shè)的重點發(fā)展方向。本文針對雷達有源干擾效果定量評估問題，對雷達有源干擾效果測評體系、評估模型、基于動態(tài)試驗的定量評估要素需求、數(shù)據(jù)采集和信干比測量方法、評估結(jié)果形式、測評流程等進行研究，為測評系統(tǒng)工程實現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。

1 雷達有源干擾效果定量測評體系結(jié)構(gòu)

如何評價雷達對抗系統(tǒng)作戰(zhàn)效能，雷達有源干擾效果測量、評估是重要要素。雷達有源干擾效果評估需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、測試數(shù)據(jù)、試驗過程采集數(shù)據(jù)較多，涉及裝備分機技術(shù)數(shù)據(jù)、主要器件技術(shù)數(shù)據(jù)、戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標試驗數(shù)據(jù)、目標及平臺特性數(shù)據(jù)、動態(tài)試驗態(tài)勢數(shù)據(jù)、裝備工作狀態(tài)和效果數(shù)據(jù)等，同時綜合試驗要實現(xiàn)自動化以提高試驗效率，因此需要相應(yīng)的試驗體系支撐，這里首先要構(gòu)建雷達有源干擾效果定量測評試驗體系。其體系結(jié)構(gòu)如圖1所示[1]。

在海上動態(tài)試驗階段，實時獲取動態(tài)試驗信息，充分利用目標特性、技術(shù)測試和半實物仿真試驗等先驗信息，通過信息系統(tǒng)和數(shù)字仿真評估手段，以實現(xiàn)試驗過程集中控制、數(shù)據(jù)自動采集傳輸、試驗結(jié)果實時處理、裝備性能和作戰(zhàn)效能準實時評估的目的。

圖1 雷達有源干擾效果定量測評體系結(jié)構(gòu)圖

先驗信息系統(tǒng)是進行雷達有源干擾效果試驗方案設(shè)計的主要依據(jù)，是干擾效果評估的重要支撐。?？赵囼炏到y(tǒng)是雷達有源干擾效果試驗主體，在整體試驗方案設(shè)計下完成典型的干擾效果試驗。典型試驗過程中，實時采集、測量干擾效果評估所需的一系列試驗數(shù)據(jù)，傳輸至試驗信息中心供效果評估系統(tǒng)調(diào)用；在試驗先驗信息系統(tǒng)的支持下以及實時采集的典型試驗數(shù)據(jù)驅(qū)動下，以模型庫、數(shù)據(jù)庫、數(shù)字仿真手段為主體的效果評估系統(tǒng)進行試驗結(jié)果的實時評定和作戰(zhàn)效果評估。

2 雷達有源干擾效果定量測評方法

2.1 雷達有源干擾效果定量評估基本模型

雷達以天線主瓣指向目標，干擾機以天線主瓣指向雷達。一般情況下，干擾機和被保衛(wèi)的目標不配置在一起，所以干擾能量將從雷達天線旁瓣進入雷達，此時雷達將同時收到目標的回波和干擾2個信號。根據(jù)干擾原理，雷達接收機輸人端外的干擾和信號功率比即干信比為[2]:

(1)

干擾功率與回波信號功率比J/S大于或等于功率準則所要求的壓制系數(shù)Kj時，便可得出干擾方程的一般表示式:

(2)

式中:PjGj為等效干擾功率，或有效干擾功率；PtGt為等效雷達功率，或有效雷達功率。

通過雷達干擾方程的討論，從空間距離上給出了戰(zhàn)術(shù)上最感興趣的效能指標——壓制區(qū)，它最直觀地反映了干擾機的威力范圍和戰(zhàn)術(shù)效果。

2.2 干擾效果定量測評度量模型

2.2.1 自衛(wèi)干擾效果定量測評度量模型

(3)

上式右端，在雷達、目標及干擾機參數(shù)給定情況下，為一常數(shù)，以R0記之， 因而，式(3)便可寫為Rt≥R0。這說明在自衛(wèi)干擾時，目標與雷達的距離Rt大于R0的空間都滿足干擾方程，都是壓制區(qū)。Rt=R0時，是壓制區(qū)的邊界。R0稱為最小有效干擾距離或雷達最大有效作用距離，最小干擾距離R0是壓制系數(shù)Kj、雷達的有效功率PtGt和目標σ的函數(shù)，通常目標σ隨方向具有一定的統(tǒng)計特性。Rt

2.2.2 支援干擾效果定量測評度量模型

遠距離支援干擾是屬于干擾機不配置在目標上的情況，按其空間關(guān)系，設(shè)雷達天線指向目標，干擾機天線指向雷達，干擾信號偏離雷達天線最大方向的角度為θ，由于θ是個變量，由公式(2)得最小干擾距離表達式為[3]:

(4)

(5)

以雷達為極點，雷達與干擾機連線為極軸，建立極坐標系。以θ為自變量，繪出Dt所滿足的曲線。由曲線可知，它是以干擾機和雷達的連線為軸、兩邊對稱于此連線的一個心形曲線。于是壓制區(qū)為該心形曲線之外的區(qū)域，而該心形曲線之內(nèi)的區(qū)域為暴露區(qū)，飛至暴露區(qū)內(nèi)的運動目標將被雷達發(fā)現(xiàn)。示意圖如圖2所示。

圖2 干擾機對運動目標的壓制區(qū)(H一定時)

2.3 干擾效果測評基本方法

自衛(wèi)干擾、支援干擾效果測評分別實施，基本測評方法及流程如下：

(1) 對干擾機和雷達對抗系統(tǒng)進行靜態(tài)測試，確認技術(shù)狀態(tài)；選定配試雷達并對配試雷達進行靜態(tài)測試，確認技術(shù)狀態(tài)。

(3) 測試自衛(wèi)平臺和空(海)雷達目標的RCS(即σ，隨入射角度變化的變量，是入射角的函數(shù))值。

(4) 進行靜態(tài)干擾效果試驗，選擇干擾樣式。

(5) 分別進行自衛(wèi)干擾和支援干擾最小干擾距離動態(tài)試驗，通過實時判定干擾效果，確定本次試驗最小干擾距離，同時測試或推算相應(yīng)時刻的干擾壓制系數(shù)Kj、相對雷達的被保護平臺姿態(tài)角(以確定相應(yīng)時刻的σ值)；支援干擾的同時測試干擾機與目標相對雷達的θ角、干擾距離Rj。

(6) 最小干擾距離校驗、干擾壓制系數(shù)Kj統(tǒng)計回歸計算。

(7) 應(yīng)用數(shù)字仿真評估手段，計算并繪制干擾壓制區(qū)評定干擾效果；并針對作戰(zhàn)對象及目標特性評估雷達對抗裝備作戰(zhàn)性能。

2.4 干擾效果測評用例

這里以艦載自衛(wèi)干擾效果測評為例，定性說明測評方法基本應(yīng)用。

第1階段：靜態(tài)測試和基礎(chǔ)試驗

對被試干擾機進行靜態(tài)測試，測試被試干擾機有效干擾功率PjGj；選定配試雷達并對配試雷達進行靜態(tài)測試，測試配試雷達的有效雷達功率PtGt； 測試自衛(wèi)平臺(艦艇)的RCS方位特性。

第2階段：最小干擾距離動態(tài)試驗

選擇最佳干擾樣式，分別進行5次最小干擾距離動態(tài)試驗，通過實時判定干擾效果，確定本次試驗最小干擾距離和相對雷達的被保護艦艇姿態(tài)角(以確定相應(yīng)時刻的σ值)；同時利用式(3)實時或事后推算最小干擾距離對應(yīng)的干擾壓制系數(shù),如表1所示。

表1 最小干擾距離動態(tài)試驗表

第3階段：干擾效能評估

3 結(jié)束語

基于動態(tài)試驗的一體化試驗是電子裝備鑒定的高級模式，符合信息化建設(shè)的發(fā)展趨勢。一體化試驗條件下雷達干擾效果的測量、評估，具有系統(tǒng)性和實時性強、自動化程度高、數(shù)據(jù)利用充分和高度綜合等特點，是試驗鑒定和性能評估的發(fā)展方向。雷達有源干擾效果測量方法、評估模型、測評流程具有較強的針對性和可操作性。

[1] 王國玉,汪連棟.雷達電子戰(zhàn)系統(tǒng)數(shù)字仿真與評估[M].北京：國防工業(yè)出版社，2004.

[2] 丁鷺飛,耿富錄.雷達原理[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，1997.

[3] 趙國慶.雷達對抗原理[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，1999.

Research into Quantitative Measurement Method of Radar's Active Jamming Effect

SUN Lian-bao，CHEN Hang-yong

(Unit 91404 of PLA,Qinhuangdao 066001,China)

Aiming at the quantitative measurement of radar's active jamming effect,this paper establishes an integrated test system based on dynamic test,sets up an evaluation model of radar jamming effect,optimizes and perfects the quantitative measurement process of radar's active jamming effect,forms a set of comprehensive test method of radar's active jamming effect based on the thought of integrated test.

radar;jamming effect;quantitative measurement

2015-06-01

TN974

A

CN32-1413(2015)04-0093-04

10.16426/j.cnki.jcdzdk.2015.04.024