雷达干扰

摘要:

干扰方程、有效干扰空间

来源:https://www.xuetangx.com/learn/AFEU0807vevr/AFEU0807vevr/10266186/video/17198800


干扰方程

理解干扰方程就是理解干扰机的各参数对雷达产生怎样的影响,干扰方程就是雷达、目标、干扰机之间的能量关系

雷达、目标、干扰机之间的位置关系

如上图所示,雷达探测和跟踪目标时,天线的主瓣指向目标,而干扰机为了压制雷达,也将干扰天线的主瓣指向雷达。由于干扰机和目标不一定在一块儿,所以干扰信号多是从旁瓣进入雷达,雷达收到目标的功率如下式(即雷达方程):

由于

因此还可以写成如下形式:

同理可以得到雷达接收到干扰机的功率:

相比于 “雷达接收目标信号”只涉及到雷达天线,“雷达接收干扰机信号”涉及两个天线系统,因此有两个天线增益

通常干扰天线是圆极化的,在对各种线性极化的雷达干扰时,极化系数\gamma_{j} =0.5

根据上面的雷达方程与干扰方程,可以得出信干比如下:

d但是仅仅知道这个功率比还不能知道干扰是否有效,还必须给出一个功率标准,当比值大于标准时我们就说干扰是有效的,否则干扰是无效的。这个标准一般用压制系数K_j表示,它是一个功率准则,适用于对压制性干扰效果的评定,如下图:

压制系数虽然是一个常数,但是它需要根据干扰信号的调制样式以及雷达型式两方面因素来确定,例如下图:

我们已经得出了信干比以及衡量标准:压制系数,接下来就可以得出干扰方程的一般形式,即进入雷达的干扰信号和目标回波信号的功率比(信干比)要大于等于压制系数:

通常把上式变换为有效干扰功率的形式,如下图:

由上面两个方程可以看到,多了下图这个比值,即干扰机宽与接收机带宽的比值:

这是因为上面的分析都是针对干扰机带宽不大于雷达接收机带宽的情况,当干扰机带宽雷达接收机带宽大很多时,干扰机产生的干扰功率无法全部进入雷达接收机,因此干扰方程必须考虑带宽因素的影响,即干扰机带宽比雷达接收机带宽大很多的时候,要乘以两者带宽的比值,当干扰机带宽比雷达接收机带宽小时,干扰信号能够全部进入雷达,这时两者比值取1

特别的,自卫式干扰时,干扰机与雷达的距离等于目标与雷达的距离,干扰信号从雷达天线主瓣进入雷达,于是有下式满足:


有效干扰空间

有效干扰空间即干扰机的大致威力范围

有效干扰区

雷达接收目标功率与雷达到目标距离的四次方成反比,雷达接收干扰信号功率与雷达到干扰机距离的二次方成反比,如下图:

在坐标轴表示就是下图:

由上图可以看出,刚开始干扰信号大于目标回波信号与压制系数的乘积,此时干扰机能够压制住雷达,当距离减小到R_0时,信干比刚好等于压制系数K_j,距离继续减小时,目标就暴露出来了,如下图,可以得出R_0的计算式:

从上图看到,大于R_0的灰色区域为压制区,小于R_0的为暴露区

有效干扰扇面

干扰扇面是指干扰在雷达显示器上打亮的扇形显示区域

干扰扇面的形成:雷达通常调整在接收机噪声电平刚刚不能打亮显示器的程度,只有超过噪声电平一定程度的信号才能在显示器上形成亮点。

假设干扰从上图红圈标记处进入雷达时,刚好能够打亮显示器,这点的天线增益为G_{t}^{"},与雷达主瓣的夹角为\theta ,根据对称性,干扰机在一个2\theta 范围内进入雷达时都能够打亮显示器,这就形成了干扰扇面,下式即为干扰扇面形成的条件:

即干扰信号功率P_{rj}大于雷达接收机噪声电平P_n的m倍,天线增益的经验公式如右上式,联立得到干扰扇面\Delta \theta _B的表达式,可以看到干扰扇面是以干扰机为中心,两边各为\theta 角的辉亮扇面,距离越近扇面越大:

当然,干扰扇面只是说明干扰信号打亮的扇面有多大,还不能保证在干扰扇面中一定能压制住信号,因此可能会出现这种情况,即在干扰信号打亮的扇面内仍能看到目标的亮点,以至达不到压制目标的目的,如图是自携式干扰的情况:

目标位于1、2位置,此时是压制区,雷达不能发现目标,而目标位于3位置时,处于暴露区,虽然干扰扇面很大,但是仍然可以发现目标,定义有效干扰扇面如下:

有效干扰扇面比干扰扇面要增加一个条件,即:

下式即为有效干扰扇面的计算式:

用多部干扰机配置在被保卫目标之外,共同形成一个有效于扰扇面,这样每部干扰机的功率不致太大,而且雷达无法根据干扰扇面的中心线来判断目标和干扰机的方向

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