反艦導彈雷達導引頭抗干擾技術研究

中國電子科技集團公司第三十八研究所 黃豐生

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反艦導彈雷達導引頭抗干擾技術研究

中國電子科技集團公司第三十八研究所 黃豐生

【摘要】本文概述了現(xiàn)代反艦導彈所面臨的各種常見電磁干擾類型，簡要分析了其干擾機理，最后從雷達導引頭系統(tǒng)設計的角度論述了各種可行的抗干擾手段，為雷達導引頭抗干擾設計及應用提供參考。

【關鍵詞】反艦導彈；雷達導引頭；電子干擾；抗干擾技術

1 概述

反艦導彈作為目前海戰(zhàn)的主要進攻武器，其作戰(zhàn)能力直接決定著戰(zhàn)爭的勝負。從近來典型的幾場局部戰(zhàn)爭可以看出，導彈在戰(zhàn)場上都處于各種干擾環(huán)境條件下，除了陸地、海面、氣象等自然產(chǎn)生的干擾外，主要是受到敵方的有源、無源電子干擾等。末制導雷達導引頭作為導彈尋的核心部件，其抗干擾能力已成為衡量導彈生存能力、作戰(zhàn)能力強弱的一個重要指標。合理的導引頭系統(tǒng)設計，能夠顯著提高反艦導彈應對現(xiàn)代海戰(zhàn)復雜電磁環(huán)境的能力。

2 反艦導彈面臨的主要干擾及機理分析

目前，雷達導引頭所面臨的常見干擾從類型上可以分為有源干擾和無源干擾。相對于傳統(tǒng)的干擾手段，當前海上主戰(zhàn)艦艇基本形成了以艦載干擾機、箔條、舷外有源誘餌、舷外無源誘餌等構成的末端電子戰(zhàn)反導體系。根據(jù)外軍電子對抗裝備情況，在分析戰(zhàn)例及相關資料的基礎上，對雷達導引頭所面臨的典型干擾樣式進行了總結歸納，如表1所示。

由表1可知，雷達導引頭在工作中所面臨的電子干擾是復雜多樣的，各種干擾條件對導引頭的工作造成了很大的威脅,導致導引頭的截獲概率、跟蹤精度降低甚至丟失目標。針對各種常見干擾形式，分析了其干擾機理

2.1 有源連續(xù)波噪聲干擾

有源連續(xù)波噪聲干擾是遮蓋性干擾，包括阻塞式干擾、瞄準式干擾和掃頻式干擾，這些干擾與導引頭接收機輸入端的有用信號線性相加，使有用信號產(chǎn)生失真、信號檢測概率降低、虛警概率增加、對目標參數(shù)的測量精度降低。連續(xù)波噪聲干擾可以在時域、頻域和空域遮蓋有用信號，是最常用的干擾形式。

表1 典型干擾形式及戰(zhàn)術使用方式

2.2 無源箔條干擾

投擲在空中的箔條發(fā)射器包，形成偶極子云團，由于箔條體積小，可以看成點目標，對導引頭產(chǎn)生無源欺騙干擾。由于干擾箔條絲多為半波偶極子，這些偶極子對電磁波諧振，反射最強，有效反射截面積最大。周期性的投射反射器包，可在空中匯合成箔條干擾走廊。導引頭攻擊的目標，可能在箔條走廊中飛行，其干擾帶寬可以覆蓋導引頭的工作頻率，對導引頭產(chǎn)生無源遮蓋性干擾。

2.3 角度欺騙干擾

對導引頭角度跟蹤支路實現(xiàn)有效干擾的方式取決于導引頭的測角方法。干擾機輻射不同于導引頭的極化分量，使導引頭用交叉極化波束進行跟蹤，瞄準軸偏離目標而產(chǎn)生誤差。自動增益控制(AGC)是窄帶系統(tǒng)，響應速度慢，對間斷式脈沖干擾不能及時調整，使接收機出現(xiàn)間歇性飽和而失去誤差信號。利用信道間失配和通道幅相不平衡產(chǎn)生角誤差。在導引頭天線波束內(nèi)，產(chǎn)生兩個或多個干擾源，角度閃爍使天線波束擺動，目標分辨力減低，測角誤差增大。

3 雷達導引頭抗干擾措施

雷達導引頭特別是主動雷達導引頭是反艦導彈末制導系統(tǒng)的重要組成部分，其在完成任務的過程中會受到各種干擾，從抗干擾能力看，任何單一體制的導引頭都有一定的局限性。隨著電子對抗技術的飛速發(fā)展，為了使導引頭在制導過程中具有更強的抗干擾能力，充分利用各種體制、多種模式導引頭的優(yōu)點，克服局限性、功能互補，是導引頭技術必然的發(fā)展趨勢。以下研究了提高反艦導彈雷達導引頭應對電子干擾能力的幾種可行措施：

3.1 頻率捷變技術

頻率捷變技術是一種有效的頻域選擇抗干擾方法，其原理是利用雷達工作頻率在寬帶范圍內(nèi)快速跳變，使得瞄準式干擾難以跟蹤雷達工作頻率，從而在頻域上區(qū)分干擾信號和有用信號。同時，頻率捷變技術還可以實現(xiàn)海浪、箔條等分布雜波的去相關，抑制雜波影響，提高目標檢測概率。

艦載干擾機為有效干擾頻率捷變末制導雷達，需要對其相關頻段進行整體噪聲壓制，這樣就減小了對該頻段內(nèi)某一頻率點的干擾功率，使得頻率捷變雷達在強噪聲壓制干擾狀態(tài)下仍能夠獲取目標的方位、距離信息；對于瞬時瞄準式干擾，末制導雷達采用脈間跳頻技術，可以使目標回波暴露在干擾信號之前，從而發(fā)現(xiàn)并跟蹤目標。這也意味著對頻率捷變雷達導引頭而言，瞄準式噪聲干擾不能發(fā)揮作用。頻率捷變技術在現(xiàn)代反艦導彈導引頭中應用較為廣泛，典型的如美國“捕鯨叉”導彈雷達導引頭。

3.2 自適應天線陣列技術

自適應天線陣列是一種針對有源干擾的空域選擇抗干擾方法。其原理是天線陣列具有可移動的波束零點，當其檢測到干擾信號時，經(jīng)過一個反饋控制系統(tǒng)自動的將主波零點對準干擾源，從而使得所接收到的干擾信號最小。在陣列天線的基礎上，通過對陣列信號進行數(shù)字加權來形成波束變得十分方便靈活，而且可使期望信號得到增強，同時又能使干擾最小，可以有效地改善輸出信干噪比，起到空間濾波的作用。目前，隨著相控陣天線輕小型化的發(fā)展及數(shù)字波束形成技術日趨成熟，在雷達導引頭中的應用已成為可能。

3.3 主動/SAR復合制導

常規(guī)的主/被動雷達導引頭所能獲取的目標信息是點目標回波信息，沒有搜索跟蹤及區(qū)分目標的能力。通過增加雷達信號帶寬，可以獲取目標的一維距離像，但一維距離像對目標的方向性比較敏感。因艦艇的縱向長度與橫向長度相差很大，小噸位的護衛(wèi)艦縱向長度亦要遠大于航母的橫向長度，導引頭正對或者橫對目標艦艇時所獲取的一維距離像變化也很大，難以準確區(qū)分目標類型。合成孔徑雷達（SAR）成像導引頭作為主動偵察的優(yōu)勢在于SAR可以在能見度極差的氣象條件下，獲得類似于光學照相的高分辨率地面目標圖像，可全天時、全天候工作。在獲取高分辨率SAR實時圖像后，通過對各類目標的二維圖像自動檢測與識別，從而正確地選擇打擊目標。由于SAR成像模式對彈道有一定要求，要求前視角不能太大而導致無法進行方位向積累，無法實現(xiàn)迎頭尋的，限制了其在末制導雷達中的應用。因此，在雷達導引頭設計中使用主動/SAR復合制導，通過合理設計彈道、研究SAR大角度前斜成像算法，在中距離時采用前斜SAR，末端轉換為單脈沖制導，這種體制被認為是提高導引頭抗干擾能力及打擊精度的優(yōu)選體制之一。

4 結束語

隨著電子對抗技術的不斷發(fā)展，現(xiàn)代海戰(zhàn)中末制導雷達導引頭所面臨的電磁環(huán)境也必將越來越復雜。導引頭的干擾和抗干擾問題從本質上說是一個動態(tài)決策過程, 不可能設計一個適于各種雷達導引頭統(tǒng)一的干擾環(huán)境及萬能的抗干擾對策。本文從雷達導引頭系統(tǒng)設計的角度，對抗干擾措施進行了初步探討，但是理論離實際使用還有一定距離，如何進一步提高反艦導彈抗干擾效能，還有必要作進一步的研究。

參考文獻

[1]韓波.反艦導彈雷達導引頭抗干擾試驗評估方法[J].戰(zhàn)術導彈技術,2012,6:51-53.

[2]應梁梓,等.復雜電磁環(huán)境下反艦導彈抗干擾措施研究[J].艦船電子工程,2012,10:6-8.

黃豐生（1983-），男，安徽肥西人，工學碩士，工程師，技術人員，雷達總體設計。

作者簡介：