1、針對T/R-R型雙基地雷達的電子干擾效能評估研究摘 要：針對干擾暴露區不適于動態描述雙基地雷達干擾效果這一客觀事實，選取TR聯合發現概率、電子干擾有效性因子、穩定性因子作為效能指標對T/R-R雙基地雷達電子干擾效能進行度量；給出了效能指標的計算方法，推導了雙基地雷達電子干擾的數學模型；通過設置典型的突防場景，對不同干擾方式下的雙基地雷達電子干擾效能進行了仿真評估，仿真結果驗證了評估方法的有效性。關鍵詞：雙基地雷達；電子干擾；效能評估。Research on Electronic Jamming Efficiency Evaluation of T/R-R Bistatic RadarAbstr

2、act：As jamming exposed range isnt fit for evaluating jamming efficiency dynamically of bistatic radar, target fusion detection probability of TR, effective gene and steady gene are chosen as index to evaluate electronic jamming efficiency; The algorithm of these efficiency indexes is given; The math

3、ematics models of electronic Jamming are offered; The electronic jamming efficiency of bistatic radar is evaluated in different jamming modes through typical scenes of penetrating process is designed. The simulation results demonstrated that the efficiency evaluation method is resultful.Key words： B

4、istatic Radar; Electronic Jamming; Efficiency Evaluation. 1 引言雙基地雷達R站不向外輻射電磁波，很難被偵察定位。因此利用傳統的干擾手段，很難對其取得理想的干擾效果1。雙基地雷達的電子干擾效能評估是指定量估算和評定各種電子干擾手段對抗雙基地雷達所能達到預期目標的程度。選擇合理的評估指標分析和評價各種電子干擾措施對抗雙基地雷達的作戰效能，不僅可以定量評價出各種干擾措施對抗雙基地雷達的優劣程度，還可找出制約和影響雙基地雷達電子干擾效能發揮的關鍵因素，是尋求雙基地雷達電子干擾策略的有效方法和手段。由于雙基地雷達的工作機理與一般的單基地雷達有很

5、大的不同1，一些用于評估單基地雷達電子干擾的效能指標及計算模型對于雙基地系統而言并不完全適用。因此本文以T/R-R型雙基地雷達為例，對雙基地雷達的電子干擾效能評估問題進行研究。2效能評估指標目前國內對于電子干擾條件下雙基地雷達作戰效能的描述，大多選取干擾暴露區（或有效作用距離，其數學模型表述上與干擾暴露區相同）作為效能指標1-5。干擾暴露區是指在遭受電子干擾條件下，雷達仍能發現目標的區域。繪制干擾暴露區需要事先固定干擾機與雙基地T站、R站的相對位置，不便于連續不間斷地觀察運動平臺干擾機在突防編隊進攻過程中的作戰效能。而干擾方更加關注的是整個突防過程中，在電子干擾掩護下，目標被雷達探測發現的情況

6、，進而搜索出最優的干擾方案。因此干擾暴露區并不適于動態刻畫各種電子干擾手段對雙基地雷達作戰能力的影響。2.1 TR聯合發現概率T/R-R型雙基地雷達系統探測目標的原理，如圖1所示。T站發射的電磁信號，經目標散射后，分別被T站與R站接收。圖1 雙基地雷達探測目標原理示意圖 由于T/R-R型雙基地雷達系統對目標的探測發現分別來自T站、R站的貢獻，因此T/R-R型雙基地雷達系統的目標探測能力可用TR聯合發現概率進行描述，它反映了雙基地雷達系統對目標的實時發現情況，同時也能刻畫出各種電子干擾手段對抗雙基地雷達的動態效果，其數學模型可表示為： （1）式中，pl為T站雷達波束與目標接觸的概率，pdT為T站

7、對目標的發現概率，pdR為R站對目標的發現概率。Neyman-Pearson檢測準則下，虛警概率取10-6時，雷達對運動目標的發現概率pd可近似用下式表示1： （2）式中，n為脈沖積累數，SN為無干擾條件下雷達接收機的信噪比。干擾條件下，SN可用信干比SJ替換表示。T站、R站的目標發現概率均可用該式表示。2.2 電子干擾有效性度量因子電子干擾有效性因子Seff主要表征各種電子干擾手段對抗雙基地雷達的有效程度，它是與電子干擾效果統計均值相關聯的量。計算時可采用如下方法：確定雙基地雷達的搜索區域。假定雙基地雷達對威力區（其繪制方法見文獻3）內目標進行搜索；計算干擾條件下，突防目標經過雙基地雷達搜索

8、區域的TR聯合發現概率；對各個時刻的雙基地雷達TR聯合發現概率進行統計平均。為便于研究，求解該指標時，本文做如下約定：目標落入搜索區域的概率為1；在搜索區域內，T站、R站可對目標保持通視；T站雷達天線采用圓周掃描方式工作，在搜索區域內T站雷達波束與突防目標接觸次數為n。根據以上分析和假設，雙基地雷達電子干擾有效性度量因子可用下式表示： （3）式中，pdTRi為T站雷達波束與突防目標發生第i次接觸時，雙基地系統對目標的TR聯合發現概率。可以看出，Seff的取值為01間的小數，其值越大說明電子干擾效果越好。2.3 電子干擾穩定性度量因子在電子干擾效果呈現隨機特性情形下，各種電子干擾手段對抗雙基地雷

9、達的干擾效果穩定程度是衡量電子干擾效能高低的重要參量。本文在定義電子干擾有效性因子基礎上，進一步定義電子干擾穩定性因子Ssta。它通過統計電子干擾條件下各個時刻TR聯合概率與區域搜索概率的偏差對電子干擾穩定程度進行表征，可用下式表示： （4）可以看出，Ssta值越小說明該電子干擾手段對雙基地雷達干擾效果的穩定度越高。3不同干擾方式下的信干比計算以上指標值均與雷達系統接收的信干比密切相關。下面計算遠距離支援干擾、自衛式干擾、隨隊掩護干擾和分布式干擾四種常見干擾方式1-5下的雙基地雷達接收信干比。3.1遠距離支援干擾遠距離支援干擾（SOJ）是指專用電子戰飛機遠離被干擾雷達和目標，在敵防空武器和攔截

10、飛機防區外施放電子干擾，支援己方突防目標的一種干擾方式。對抗雙基地雷達時，由于R站未知，干擾天線主瓣只能對準T站，如圖2所示。圖2遠距離支援干擾條件下雙基地雷達布局圖 經過推導，遠距離支援干擾條件下雙基地雷達T站、R站的信干比SSOJ-T、SSOJ-R可分別表示為 （5） （6）式中，Pt為T站的發射機輸出功率；Pj為干擾機功率；Gt為T站發射天線主瓣的功率增益，F()、F()分別為T站、R站雷達天線電壓方向函數，其表達式由具體的天線類型而定7；s、sB(b)分別為目標單、雙基地雷達截面積；DfrT、DfrR、Dfj分別為T站、R站接收機帶寬及干擾信號帶寬；gjT、gjR分別為干擾天線對T站、

11、R站接收天線的極化損失；Rt、Rr分別為目標至T站、R站的距離，Rjt、Rjr分別為干擾機至T站、R站的距離；Gj為干擾機主瓣天線增益，Gj(f)為干擾機天線在R站方向上的增益，其值與張角f有關1。3.2自衛式干擾自衛式干擾（SSJ）是指目標自身攜帶干擾設備和干擾器材，釋放干擾掩護自己的一種干擾方式。對抗雙基地雷達時，同SOJ模式一樣，干擾天線主瓣只能對準T站，如圖3所示。 圖3自衛干擾條件下雙基地雷達布局圖經過推導，自衛干擾條件下雙基地雷達T站、R站的信干比SSSJ-T、SSSJ-R可分別表示為 （7） （8）式中，各參數意義同上不變。3.3隨隊掩護干擾隨隊掩護干擾（ESJ）根據編組方式不同

12、，可分為編隊內隨行干擾掩護和編隊外隨行干擾掩護。編隊內隨行干擾編隊內隨行干擾掩護是指將電子干擾飛機與作戰飛機編為一組，共同向目標實施突防。當編隊進入敵雷達探測范圍時，電子干擾飛機開始釋放干擾。由于電子干擾飛機在編隊內飛行，因此其釋放的干擾信號可從天線主瓣進入雷達接收機。對抗雙基地雷達時，其干擾情形與效果同SSJ模式相類似，被保護目標、干擾機、雙基地雷達位置關系可用圖2表示，T站、R站的信干比可分別用式（Error! Reference source not found.）、（Error! Reference source not found.）表示。編隊外隨行干擾編隊外隨行干擾是指將電子干擾飛

13、機單獨編組，在突防編隊外隨行（一般配置于突防編隊前方）。到達敵防空火力區域時，電子干擾飛機一般不進入，而是在其外沿建立巡邏空域，實施近距離支援干擾，其情形類似3.1情形。對抗雙基地雷達時，干擾機領先突防編隊飛行。由于R站未知，干擾天線主瓣始終對準T站，如圖4所示。當突防編隊突入敵防空火力區時，電子干擾飛機在防空火力范圍外沿做近距離支援干擾，被保護目標、干擾機、雙基地雷達位置關系可用圖2表示。編隊外隨行干擾對突防編隊實施干擾掩護時，T站、R站信干比的計算方法同3.1節。圖4編隊外隨行干擾條件下雙基地雷達布局圖3.4分布式干擾分布式干擾是將眾多體積小、重量輕、價格便宜的小型電子干擾機散布在被干擾雷

14、達附近空域內，自動或受控對選定雷達進行干擾。文獻6研究了分布式干擾對抗雙基地雷達的配置部署問題，指出在R站未知情形下，分布式干擾可能的布站方法為：在AON區域內，對應T站，在方位向上做均勻配置，如圖5所示。如果干擾機數量充足，還可考慮在方位向做延伸配置，以增大干擾機方位向保護區域。圖5分布式干擾條件下雙基地雷達布局圖經過推導，分布式干擾條件下雙基地雷達T站、R站的信干比SDJ-T、SDJ-R可分別表示為 （9） （10）式中，Pji為第i個干擾機的發射功率；gjiT、gjiR分別為第i個干擾機天線對T站、R站天線的極化損失；Dfji為第i個干擾機的干擾帶寬，N為分布式干擾機的投放數量；Rjti

15、、Rjri分別為第i個干擾機至T站、R站的距離，、分別為T站、R站天線對第i個干擾機干擾能量的天線接收增益；Gji為第i個干擾機天線的主瓣增益，為第i個干擾機天線在R站方向上的增益；其他參數意義同上不變。4 計算機仿真4.1 仿真條件基礎參數設置取雙基地雷達的典型技術參數為：Pt =300kw，l=0.1m，Gt =Gr =30dB，Dfr =5MHz，基線長度L=200km，T站、R站方位向主瓣波束寬度q=3o，T站雷達方位向轉速為5轉/分；遠距離支援干擾的技術參數為：干擾功率Pj=100kw，干擾天線增益Gj=14dB，干擾機天線的波瓣寬度f0.5=5o，干擾帶寬Dfj =40MHz，gj

16、 = -3dB，機載平臺飛行高度H=8000m，配置于突防航線反向延長線上，距突防起點20km處；自衛干擾的技術參數為：干擾功率Pj=100w，其它干擾參數同上；隨隊掩護干擾的技術參數為：干擾功率Pj=500w，機載平臺飛行高度H=10000m，始終保持在突防編隊前10km處飛行，其它干擾參數同上；分布式干擾的技術參數為：干擾功率Pj=50w，干擾天線增益Gj=5dB，干擾機天線的波瓣寬度f0.5=45o，干擾帶寬Dfj =40MHz，gj = -3dB；分布式干擾機以T站為中心，弧形配置于距T站20km處；突防飛機單基地雷達截面積s=8m2，飛行高度H=8000m，航速v=300m/s。 場

17、景設置設置三種典型情形，如圖6所示。設飛機從A1、A2、A3點開始突防的時刻為0；T站雷達做順時針圓周掃描。圖6 飛機突防航線與雙基地雷達位置關系示意圖情形一：突防航線與TR基線平行。突防始點、終點坐標分別為A1（-250km， 20 km）、N1（80 km，20 km）。情形二：突防航線與TR基線成45o夾角。突防始點、終點坐標分別為A2（-200 km， 100 km）、N2（0 km，-100km）。情形三：突防航線與TR基線垂直。突防始點、終點坐標分別為A3（-100 km， 150 km）、N3（-100 km，-150 km）。4.2 結果分析圖7圖9為四種干擾方式在不同突防場景

18、下，目標通過雙基地雷達威力區時，TR聯合發現概率曲線；表1為不同突防場景下，各種電子干擾方式對抗雙基地雷達的有效性因子和穩定性因子。三種情形下，飛機進入和飛出雙基地雷達威力區的時刻分別為：（118，1074）、（334，866）、（373，629）。表1 不同條件下的有效性因子和穩定性因子計算干擾方式情形一情形二情形三SeffSstaSeffSstaSeffSsta遠距離支援干擾091180.24670.94350.19800.73390.3402自衛式干擾0.44230.42330.39160.30110.08050.0902隨隊干擾0.42100.40840.34260. 17860.08

19、050.1049分布式干擾0.31160.30100.20400.28640.02680.0622圖7 TR聯合發現概率隨飛機運動變化情況（情形一）圖8 TR聯合發現概率隨飛機運動變化情況（情形二）圖9 TR聯合發現概率隨飛機運動變化情況（情形三）根據以上仿真結果，可以得到以下結論：（1）在T站遭受強電子干擾情形下，T/R-R型雙基地系統由于可融合T站、R站信息，對目標仍保持了較好的探測能力，表現出較強的抗干擾性能；（2）突防航線、T站、R站、干擾機四者位置關系不同時，同種干擾方式對抗雙基地雷達的電子干擾效果表現出極大差異；（3）當雷達使用低副瓣天線時，干擾效果更多取決于干擾信號從天線主瓣或若干強副瓣的進入情況。自衛式干擾和隨隊掩護干擾情形下，干擾機與突防編隊配置較近（自衛干擾時配置在一起）。飛機突防時，干擾信號始終不能從R站主瓣或強副瓣進入，最終導致了自衛式干擾和隨隊掩護干擾對抗雙基地雷達的低效能； （4）突防飛機穿越TR基線飛行時，分布式干擾機針對T站配置后，干擾主瓣與R站方向夾角過大，致使干擾效能較低；（5）對抗雙基地系統時遠距離支援干擾更易發揮干擾效能，但干擾效果不夠穩定；綜上所述，本