壓制式幹擾是指發射信號(雷達接收時),降低雷達處理回波信號的能力。壓制幹擾壹般采用噪聲調制,但在某些情況下,也采用其他調制樣式來壓制雷達的特殊工作模式。
如圖8所示,壓制的幹擾使雷達顯示屏充滿雜波,回波信號看不清楚。圖為壹個平面位置指示器(PPI)屏幕,顯示屏或其他雷達輸出設備出現類似情況是壓制幹擾造成的。
圖8?壓制幹擾產生背景雜波,使得雷達很難或不可能從接收信號中提取所需信息。
阻塞幹擾
阻斷幹擾是抑制幹擾的最簡單形式。在這種技術下,發射的噪聲信號覆蓋了敵方雷達工作頻率的很寬的頻率範圍。封鎖式幹擾的好處是,可以在不知道敵方雷達具體特征參數的情況下實施幹擾。阻攔式幹擾的缺點是幹擾效率比較低。
如圖9所示,由於被幹擾的雷達只接收帶寬內的能量,不接收門限以外的脈沖信號,所以大部分幹擾功率無效。幹擾效率定義為目標雷達實際接收到的幹擾功率與幹擾發射功率之比。
圖9?阻斷幹擾可以在寬頻帶內持續輻射信號功率。這是低效的,因為被幹擾的雷達只能看到雷達帶寬內的幹擾,並且只會在回波信號到達時接收信號。
瞄準幹擾
如果噪聲幹擾機將幹擾頻段縮小到目標雷達工作頻率附近的小範圍,就是圖10和圖11所示的瞄準幹擾機。這種技術的幹擾效率是不錯的,但是需要檢查幹擾效果,確保敵方雷達沒有改變頻率。
圖10?瞄準幹擾發射覆蓋被幹擾雷達工作頻率的窄帶信號。
圖11?瞄準幹擾時,幹擾帶寬僅略大於被幹擾雷達信號的工作帶寬,即可獲得最佳幹擾效能。然後由於制造工藝的限制,帶寬通常要寬很多,在3-20MHz之間。
掃描幹擾
掃頻幹擾是指在敵方雷達信號可能的工作頻率範圍內調諧窄帶噪聲信號,如圖12所示。當頻段覆蓋目標雷達工作帶寬時,這種幹擾技術幹擾效率高,但幹擾占空比小於100%。對於連續波雷達來說,這意味著壹些雷達信號脈沖不會受到幹擾,雷達可以接收到壹些回波信號。
圖12?掃頻幹擾只覆蓋被幹擾雷達的壹部分工作頻段,但掃頻幹擾可以掃描整個頻段。
圖13比較了這些壓制幹擾技術。
圖13?對多部工作頻段不同的雷達進行幹擾時,需要進行復雜的射頻切換,多點瞄準幹擾是最有效的幹擾技術。
欺騙性幹擾
欺騙性幹擾是指發射類似雷達回波信號的幹擾信號,使被幹擾雷達的信號處理器對目標位置或速度信息做出錯誤判斷。目標平臺外的設備可以采用壹些欺騙式幹擾相關的幹擾技術。
這些技術包括生成具有威脅目標的信號參數特征的假目標。然而,這些技術被用於對抗威脅雷達中使用各種電子保護(EP)技術的設備,而不是使威脅雷達的焦點遠離真實目標的距離、角度或多普勒頻率。
因此,欺騙式幹擾是否是自衛式幹擾還需要進壹步討論,因為欺騙式幹擾需要目標方向雷達信號的精確信息(微秒級)。
與掃頻幹擾相關的壹種欺騙技術是利用遠程幹擾機(防區外或防區內)產生假目標。這些假目標不會破壞跟蹤雷達的鎖定,但它們使雷達的處理和顯示飽和,可以有效降低敵方雷達的探測效率。
假目標可以采用脈沖壓縮調制或脈沖多普勒信號。在某些情況下,假目標也可以與雷達或雷達掃描同步。
下面介紹的第壹種技術不能幹擾單脈沖雷達,因為單脈沖雷達是從每個脈沖中獲取角度信息的。這些技術可以幹擾多脈沖雷達。壹些技術將有助於提高單脈沖雷達的角度跟蹤性能。
距離波門拖曳
如圖14所示,這是回波信號脈沖的時間特性。距離門拖曳(RGPO)是通過增加功率和拖曳非常小的脈沖間隔來中繼敵人的雷達脈沖。這將增加脈沖延遲。延遲時間呈拋物線或指數增長。
圖14?距離門拖曳幹擾通過增加功率和發射大量延遲脈沖串來模擬目標遠離雷達的運動。
這將延遲回波信號脈沖到達敵方雷達顯示器的時間,使目標看起來好像偏離了雷達。如圖15所示,延時脈沖進入雷達接收機的回波門,使得雷達距離跟蹤電路得到的目標距離遠大於實際距離。
圖15?距離門將幹擾傳輸的延遲放大回波信號脈沖拉出來,增加雷達背門的功率,使雷達向外計算目標距離,遠離實際目標。
幹擾脈沖的延遲增加到最大後,很快歸零,然後不斷重復這個過程。這使得雷達無法跟蹤目標的距離。如圖16,這是這個過程的另壹種形式(稱為距離門欺騙)。
圖16?在幹擾非相幹雷達時,應答機可以自動欺騙距離門。每次收到雷達脈沖時,轉發器都會向雷達發送壹個延遲的射頻脈沖。
需要註意的是,如果雷達切換到回波信號脈沖前沿跟蹤模式,距離跟蹤器將忽略延遲的幹擾脈沖,繼續跟蹤真實的回波信號脈沖。這時候就需要采用其他的幹擾技術了。
距離波門牽引
這是另壹種方法,主要針對前方跟蹤,利用PRF跟蹤系統預測後續每個脈沖的到達時間,在回波信號脈沖到達之前發射更強的脈沖,如圖17所示。
圖17?距離門牽引幹擾發射高功率脈沖,首先必須與回波脈沖壹致,然後產生越來越多的脈沖序列,模擬目標向雷達方向運動。
這種技術被稱為距離門牽引(RGPI)或到達距離門牽引。幹擾信號的制導時間從零開始呈拋物線或指數增長,使目標看起來像是在向雷達移動。雷達距離跟蹤器獲得的距離比實際距離短。該雷達跟蹤器的前波門電路圖如圖18所示。
圖18?距離門牽引幹擾發出的強幹擾脈沖會增加雷達前門的功率,使雷達在真正的回波信號脈沖進入之前開始距離估計。
距離門牽引需要計算未來脈沖的到達時間。雷達脈沖重復間隔固定或交錯時可以計算,雷達脈沖重復間隔隨機抖動時不能計算。
覆蓋脈沖
本節提到的覆蓋脈沖並不是真正的欺騙性幹擾,因為覆蓋脈沖需要知道雷達脈沖到達目標的準確時間。如圖19所示,覆蓋脈沖在雷達接收到回波信號脈沖之前開始,在接收到回波信號脈沖之後結束。
圖19?覆蓋脈沖會使雷達無法探測到回波信號脈沖的到達時間和距離信息。
如圖20所示,距離幀被多個覆蓋脈沖覆蓋,這會幹擾脈沖重復間隔中具有抖動的脈沖。這可以使雷達無法確定目標距離,幹擾效率高於連續幹擾。
圖20?通過覆蓋距離幀,幹擾信號同步進入大量距離幀,覆蓋了被覆蓋飛機回波信號的脈沖間隔。
這項技術需要脈沖重復頻率跟蹤。對於脈沖重復間隔抖動的雷達,需要擴展脈沖重復間隔的覆蓋範圍來覆蓋脈沖。這將降低幹擾效率。
反向增益幹擾
非單脈沖雷達通過回波信號的脈沖幅度方向圖特征(相對於時間)來確定目標的方位和高度。例如,圓錐掃描天線可以檢測回波信號能量隨時間的變化,如圖21所示。
圖21?當雷達天線不直接指向目標時,回波信號的脈沖幅度較小,這時反增益幹擾會發出較大的脈沖。
回波信號功率呈正弦變化。當天線波束最接近目標時,回波信號功率最大,當天線波束最遠離目標時,回波信號功率最小。可以操縱天線將目標放置在錐形掃描中心,並在最大脈沖幅度的方向上旋轉。
如果在正弦波的低點發射功率增加的突發同步脈沖,雷達接收機將接收到組合脈沖幅度圖,如圖中虛線所示。雷達必須有壹個帶寬相對較窄的跟蹤濾波器,才能得到正確的制導信號,否則雷達跟蹤電路無法檢測到突然的幅度變化。
因此,雷達會認為正弦波的相位已經反轉。藍色虛線疊加在圖形的底線上,這是跟蹤系統掌握的接收功率圖。將掃描中心移離目標而不是移向目標會破壞雷達的角度跟蹤。
該技術可用於幹擾各種天線掃描類型的雷達,但不能幹擾單脈沖跟蹤雷達。
自動增益控制幹擾
自動增益控制(AGC)幹擾是指發射高功率、窄帶、低占空比的幹擾脈沖。雷達必須依靠自動增益控制來處理所需的高動態範圍。未來的AGC必須具備快起慢衰的特性。
因此,幹擾脈沖激發了雷達的自動增益控制,使前端增益下降,使雷達無法檢測到天線掃描引起的回波信號的脈沖幅度變化。如圖22所示,這就是圓錐掃描雷達的工作原理。
圖22?自動增益控制幹擾機發射高功率窄脈沖,激發雷達接收機的自動增益控制,降低前端增益,壓縮天線掃描的回波信號的脈沖幅度方向圖。
應該註意的是,該圖的第二條線有點誇張,因為接收信號的減少通常足以完全覆蓋正弦圖。在圖22中以這種方式示出了掃描幅度的減小。
速度波門拖曳
如圖23所示,這是CW多普勒雷達的接收功率和頻率之間的關系。考慮到地形特征引起的相對速度,存在多個頻率響應。
圖23?多普勒雷達具有與地形和目標飛機的相對視在速度壹致的多普勒頻率分量。速度門放置在跟蹤目標周圍。
速度門放置在跟蹤目標周圍。壹旦大功率信號進入速度門,頻率跟蹤功能將被激活。如果遠離真實回波信號頻率,雷達得到的目標速度與真實速度不同,會破壞雷達速度跟蹤。這種技術也可以用來幹擾脈沖多普勒雷達。