2.4.2 低空抗干扰技术

2.4.2 低空抗干扰技术

低空抗干扰是针对低空探测雷达系统而言的,是目前许多国家都在研究的问题。虽然世界上许多国家的防空系统对付中、高空目标的防御能力比较强,但对付低空目标的能力却相当薄弱。这主要是由于低空雷达有其固有的弱点:从地面或海面反射回来的杂波干扰极强,能将有用信号淹没;地球曲率使雷达视距受到很大限制;地面反射波的干涉造成低仰角盲区;此外还有反应时间等问题。自20世纪60年代以来,低空、超低空飞机的发展,使对空战斗的焦点转移到低空区,因此低空抗干扰的研究显得极其重要。

低空雷达在搜索低空目标时,由于不可避免地会有一部分反射能量照射在可能有目标的地方,也就是说存在雷达波束“碰地”现象,因此雷达就会受到比较强的地面回波干扰。地面回波干扰信号的大小用可见度(SCV)表示:

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式中,img为杂波面积;

img为目标雷达反面积。

同时,雷达探测遮蔽角的大小取决于雷达架设点的地形、天线高度及周围的地理环境。当雷达位置较低时,会因受前方障碍物的遮蔽,而搜索不到前方目标。虽然提高雷达天线架设高度,可以减小遮蔽角,扩大雷达搜索范围,但这在实用中会受到很大的限制,甚至在某些情况下是不可能解决问题的。

低空雷达的干扰环境是很复杂的,除了地面回波干扰外,还可能存在掩护式的源噪声干扰、无源箔条干扰及云雨等气象干扰。然而,对不同的干扰源,只要采取相应的技术或战术措施就能达到有效抗干扰的目的,接下来将介绍一些低空抗干扰技术和战术措施。

对于地面固定杂波和慢速运动的箔条干扰,可采用动目标显示(MTI)和动目标检测(MTD)技术相结合的方法实现有效抑制。MTI与MTD的性能通常以改善因子I 和杂波衰减(CA)来衡量。杂波衰减定义为输入杂波功率Ci与输出杂波功率Co之比,即

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系统改善因子定义为MTI系统输出信号杂波与输入信号杂波之比,即

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将式(2-13)代入式(2-14),其也可表示为img,目前I 可做到40 dB以上,有的可高达60~65 dB。

此外,低副瓣天线与副瓣对消技术相结合可抵抗有源干扰。低副瓣天线与副瓣对消技术是实现空间滤除干扰的基本方法。从抗干扰的要求而言,雷达的副瓣电平应低于-45 dB,才能免受从副瓣进入的干扰。在20世纪70年代,反射面天线副瓣电平仅在-20 dB左右;目前,反射面天线副瓣可做到-50 dB,阵列天线副瓣可做得更小。采用自适应旁瓣对消技术,在反射面天线附近另设一个辅助天线和相应的自适应回路,将辅助天线收到的干扰与主天线中的干扰进行相消,使主天线干扰大大减弱,而对信号影响很小。这种方法的缺点是对付多个干扰源,需多个辅助天线与自适应环路,从而使设备复杂化。