对抗单脉冲雷达,有这几种欺骗干扰技术

雷达通信电子战2021-06-08 14:22:03

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前两天分别介绍了《4种电子干扰方式》和《10多种电子干扰技术》,今天继续一起了解有效对抗单脉冲雷达的这几种干扰方法。

编队干扰

如图24所示,如果两架飞机在敌雷达分辨单元内编队飞行,雷达不能区分出两个独立目标。雷达会认为只有一个目标(位于两架飞机之间),它的位置按比例接近雷达反射截面积较大的飞机。

图24 如果两架飞机在雷达分辨单元内编队飞行,雷达不能区分出两个独立目标

在探测范围内,典型的雷达分辨单元横向面积要大于纵向面积。因此,雷达掌握角度信息要比掌握距离信息更容易。如果两架飞机以基本相同的功率干扰雷达,雷达无法得出距离信息,因此更容易实现所需的位置保持。

闪烁干扰

如图25所示,这是闪烁干扰示意图。两架飞机在雷达分辨单元内飞行,干扰机以一定速率交替发射干扰信号,使雷达难以估算和跟踪。

图25 几架密集编队的飞机协同发射噪声干扰,使受扰雷达显示的干扰质心出现不规律的角度振荡

如图26所示,因为干扰信号脉冲功率覆盖了回波信号脉冲功率,一枚导弹只能交替瞄准每一架飞机。当导弹接近这两架飞机时,它必须以越来越高的速率在两架飞机之间切换瞄准点。某一时刻,它将无法进行适配切换,无法跟踪目标。

图26 闪烁干扰需要两架飞机在雷达分辨单元内交替干扰,使受扰雷达一会制导攻击这架飞机,一会又制导攻击那架飞机。随着距离缩短,导弹最终将无法机动

地形反射干扰

如图27所示,一部地形反射干扰机复制雷达脉冲,并以很大功率向地面或水面转发它们。这使跟踪雷达从飞机下方一定角度接收到回波信号和地形反射信号的矢量和信号。这样的话,攻击飞机的导弹或枪的瞄准点将低于实际目标的位置。

图27 地形反射:目标的向下偏转天线在导弹来袭前方的地形上反射假回波,诱骗导弹攻击虚拟图像

交叉极化干扰

交叉极化(cross-pol)干扰利用了雷达天线波束的边缘效应。抛物柱面反射器的前向形状,天线罩的曲率或相控阵雷达边缘模块降低的增益,会引起雷达天线主瓣交叉极化的假波瓣。如图28所示,这些假波瓣称为“Condon瓣”,它们比主瓣要小。

图28 易受交叉极化干扰的雷达有交叉极化波瓣,它们在干扰信号与回波信号交叉极化后占据主导

如图29所示,这是雷达天线中正常和交叉极化响应的三维视图。如果一部干扰机发射一个功率很大的信号与回波信号交叉极化,这些Condon瓣将占据主导。

图29 抛物柱面反射器的前向形状,使离轴信号反射到天线馈电时产生90°极化

单脉冲雷达将引导其中一个Condon瓣朝向目标,雷达天线(武器瞄准点)会快速偏离预定目标。一部干扰机怎样为任意线性极化的雷达信号生成交叉极化信号,如图30所示。一种使用圆极化天线的类似技术可以生成反向的交叉极化信号。

图30 一部交叉极化干扰机接收两个正交极化天线的雷达信号,180°移相器从水平方向极化转发这两个雷达信号,生成交叉极化的干扰信号

交叉眼干扰

如图31所示,交叉眼干扰使用干扰飞机上的两条信号通道。天线每收到一个雷达信号,会将信号从另一个高增益天线转发出去。每条通道的接收天线和另一条通道的发射天线配置在一起。每条通道都有一个180°移相器。

图31 交叉眼干扰机通过两部间距较宽的天线接收信号,从对面位置的天线转发每个信号(有增益)。每条信号通道有180°移相器

两个天线位置间隔越宽,干扰机实现的武器脱靶量就越大。两条通道的配合必须非常紧密,因为即便通道长度出现微小差异也会显著降低干扰效能。两个发射信号相位相差180°,使单脉冲雷达探测回波信号到达方向的传感器合成相位为零。

在温度和动态范围内,对长电缆进行相位匹配非常困难。如图32所示,这个问题的一个非常简单的解决方法是,一部天线的每个接收发射端口均连接一条电缆。放大器和移相器位于能够保持紧密相位匹配的底座中。

图32 为避免长电缆相位匹配引起的重要挑战,放大器可以和纳秒转换开关一起置于底座,通过信号电缆将信号相位反转到每个间隔较宽的天线上

底座的每个端口都有电子转换开关,每隔几纳秒反转传输方向。因为受扰雷达不能对比雷达脉冲更短数量级的脉冲指令做出响应,它看到两个看似同步的信号,每个信号均来自各自的天线。

交叉眼干扰技术作用于雷达信号,会造成雷达信号相位前端偏移,通过图33所示的两个简化的单脉冲接收天线传感器更容易理解这个意思。天线实际有3-4个用于二维制导的传感器。单脉冲雷达通过感知传感器接收功率差异(响应差),探测回波信号到达方位,这些响应差源于响应和(即归一化)。

图33 单脉冲跟踪器引导多个雷达天线的响应差归一化到响应和

响应差占响应和的3dB波束宽度。在接收天线上设置零点(通过两个干扰信号相位抵消),形成的响应和要低于响应差。因此,响应和分割为响应差的意义在于,使传感器和天线快速远离目标而不是朝向目标。

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