周宏伟

（解放军91404 部队，秦皇岛066001）

1 滨海电子对抗靶场电磁环境的特点分析

滨海战场背景电磁环境中包括以下信号：

（1）大量民船导航雷达信号

这些民船导航雷达信号频率在9 400MHz 附近100MHz 范围内，信号特点是载频固定但是缓慢漂移，重频参差或抖动。这些信号的载频、脉宽、扫描特征非常接近，电子侦察设备对这些信号难以进行准确的分选、识别和跟踪，而目前的靶场测试设备也难以进行准确的环境监测。当这些辐射源信号出现位置移动、此开彼关等变化时，问题就更加严重，所以靶场往往放弃对该情形进行考核。但是威胁辐射源往往就隐蔽在此种复杂信号背景下，例如美国海军大量装备的舰载“兰普斯”直升机SH－60 上的探测雷达LN－66 为了防止被对方电子侦察设备侦测，采用了民用导航雷达的频率，并规定最多进行5次方位的扫掠。飞鱼导弹的工作频率也在此频段内，并采用了脉间频率捷变的体制。

（2）被测设备安装平台上的雷达和电台信号

被测设备安装平台上通常需要装备导航雷达、超短波通信、数据链通信、视频传输等无线电设备，这些本平台辐射源往往功率强、谐波大，距离被试电子战设备天线的距离很近，信号强度往往超过被试设备的动态范围，通常会引起比较严重的辐射源参数测量错误。例如很容易将外部环境中辐射源的方位嵌位在某个错误方位，从而引起侦察机信号错误测向和增批，甚至使被试侦察设备无法正常工作，也会导致被试干扰设备难以进行信号的重频跟踪和频率存储，以及正常试验，目前的外场试验中不得不将本平台这些设备关闭。

（3）民用空港或海港大功率交通引导雷达

空港或海港大功率交通引导雷达的作用距离远，信号辐射功率大，对同频段的信号侦收影响较大。例如，当这些民用信号的功率与外部被试辐射源的功率之比大于40 ～50dB 时，由于滤波器的干扰频率抑制特性限制，将导致侦察设备参数测量错误。

（4）手机基站发射信号（调频或调相信号）

手机基站辐射的信号是较强的连续波信号，对电子战侦察设备的性能影响较大。

（5）广播和电视信号

广播和电视信号的频率主要干扰通信侦察设备的性能。

（6）其他民用无线通信发射信号

（7）偶尔出现的军用水面或空中平台信号

1.1 靶场测试设备信号特点分析

（1）通过模拟器产生信号密度可控的电磁环境

大功率模拟器可能产生谐波，应该进行分析剔除。当信号时域重叠时，现有模拟器难以产生此类信号。而同时到达信号是复杂电磁环境的最重要标志之一，电子战系统的瞬时测频接收机和多波束、多方位基于比幅和比相技术对于同时到达信号也都非常敏感，容易产生测量错误，造成信号的大量增批，所以测试电子战设备对同时到达信号的测量能力非常重要。

（2）测试雷达和通信装备产生的各种体制信号

每部性能正常的实体雷达或通信信号都有可能会发射寄生信号，在时域上的表现为：脉冲上升沿或下降沿上存在锯齿、过冲、台阶或拖尾，在脉冲的顶部也有可能存在有意或无意的调制。在频域上表现为在主频谱之外存在寄生频带。侦察设备对于这些“非典型”信号往往难以适应，常常产生频率、到达角、幅度、脉宽等参数测量错误，引起信号的增批或误判。例如对于脉冲前沿存在寄生锯齿型干扰的信号，因为该锯齿对应的频率往往是错误的频率，而侦察设备通常采用脉冲前沿一次取样的方式进行信号参数的测量，引起该脉冲的载频测量错误，进而导致信号漏警，导致对干扰设备的错误频率引导。

（3）海面、编队内平台、周围大型民用舰艇、岛屿等大型反射物产生的反射信号

这些反射信号分为近距离反射和远距离反射2 种。近距离反射信号在电子侦察设备上与原始信号进行干涉，造成信号的幅度和相位失真，影响侦察设备对辐射源脉冲参数测量的精度。远距离反射与真实原始信号除了方位之外的参数特征均相同，电子对抗装备容易将反射信号当成真实信号，产生增批。

（4）干扰模拟器产生的各种干扰信号

干扰模拟器能产生各种常见的干扰信号，并且具有方便的可升级和扩展能力。

1.2 现代雷达信号主要特点分析

（1）采用低截获概率技术

采用脉冲压缩、脉冲多普勒、调频连续波等相参处理技术降低雷达的峰值功率和截获概率，侦察接收机必须大幅度提高灵敏度。而提高灵敏度后，各种干扰信号的影响变得更严重。

（2）采用复杂的信号调制波形

载频、重频、脉宽、功率、脉内调制等参数的快速捷变，要求ESM接收机能实时准确地测量每个脉冲的参数。

（3）雷达的工作模式快速捷变

雷达可以根据需要在毫秒量级的时间帧之间自动改变工作模式。

（4）采用隐蔽发射技术

雷达控制发射时间，降低被侦察机截获的概率（5）利用电子对抗设备的固有弱点

雷达采用干扰寻的技术，发射虚假脉冲，支援干扰机发射大功率的干扰信号，掩护雷达信号等。

1.3 滨海靶场试验设备的环境适应性

在滨海靶场试验中，由于存在山体、岛屿和大量民用船只，容易出现跟错目标的现象，往往对试验结果造成干扰，产生不确定性。

与被试设备同平台安装的指挥、控制和监视设备的辐射信号也会对被试设备的性能试验造成不利影响。

2 舰载电子对抗装备适应复杂电磁环境方面存在的不足和解决途径

电子侦察设备为了保持对电磁环境的实时监视，需要达到100%的截获概率，通常采用频域和方位瞬时宽开的体制。目前，国内外大多数舰载雷达电子支援措施（ESM）接收机采用多波束或多方位进行方位测量，采用瞬时测频接收机进行频率测量，在密集复杂电磁环境下遇到了较多的问题。

2.1 连续波信号抑制能力

传统测向接收机存在的主要不足是：采用多通道同时比幅法进行方位测量，当环境中存在连续波信号时，低于该连续波信号功率的脉冲信号的方位被错误地测量为连续波信号的方位。该问题导致编队或滨海环境中存在卫通设备和干扰机信号时，ESM设备无法正常使用。随着威胁雷达信号的脉冲宽度增加、峰值功率减小，民用通信辐射源不断增加、敌方支援干扰机的功率增大，该问题将更加突出。电子侦察装备可以采取的改进措施如下：

（1）采用相控阵天线在连续波信号的角度进行自适应陷零处理。

（2）采用砷化镓、微机电系统（MEMS）或钇铁石榴石（YIG）等快速可调高抑制度带阻滤波器在射频前端过滤连续波干扰信号，阻止其对后续测频测向电路的干扰。

（3）采用大动态范围数字信道化接收机，可以同时测量连续波信号和其他脉冲信号。

（4）采用超外差、瞬时测频和信道化等综合体制自适应接收机，可以在保持对环境中多部连续波或高重频信号进行测量监视的同时正常对脉冲信号进行侦收。

连续波信号抑制能力体现的指标是同时抑制信号的数量和抑制度。

2.2 时域重叠信号适应性

在密集的电磁环境中，脉冲存在着大量的重叠。传统测向接收机瞬时比较多个通道的信号幅度，在脉冲重叠的情况下，将测出大信号的方位，对小信号的方位不进行测量。

测频接收机基于比相原理，存在着无法测量同时到达信号的不足，将造成大量时间重叠的小幅度脉冲信号的频率测量参数漏失。另外，如果不采取特殊措施处理，瞬时测频（IFM）对于幅度相近的重叠信号将出现不能预测的大的测频误差。大的频率误差将影响信号分选的准确度，也将影响应答式干扰机的干扰频率瞄准精度，影响干扰效果。

宽带数字信道化接收机和压缩接收机具有对同时到达信号的测量能力，可以做到同时测量4 个信号。采用数字波束形成技术和其他低副瓣天线技术可以实现对同时到达信号的到达角测量，这是非常关键的，因为所侦察的辐射源参数中只有到达角是辐射源本身无法改变的，其正确性对于信号分选和识别非常重要。同时到达信号的关键指标之一是双音信号动态范围，目前可以做到30dB 左右，另外一个指标是频率和角度的最小分辨率。

近距离多路径信号也是一种时域重叠信号，表现为脉冲内部分重叠，由于重叠部分的频率相同或者非常接近，所以难以在频域上分离和抑制。可以采取在时域上连续对信号的幅度、频率和信噪比数字化后进行信噪比估计，产生相关门限。接收到第1 个射频信噪比过门限的频率数据后，就作为输出。然后，每个采样周期都连续地检查频率数据，如果相同就抑制其输出；如果不同，就输出该数据，可以有效抑制近距离多路径反射信号。

2.3 接收机灵敏度

对于低截获概率（LPI ）雷达来说，由于其相参处理增益通常可达到20 ～40dB，在保持作用距离不变的条件下，其峰值功率可以降低相参处理增益值，现有ESM接收机必须将灵敏度提高到20dB 以上才可能达到超越雷达作用距离的目的，满足战术使用要求。

提高接收机的灵敏度可以侦收雷达的副瓣照射，有利于信号处理机对信号的跟踪；不利的方面是信号密度大大提高，导致信号重叠概率高。提高接收机灵敏度的主要途径有：

（1）采用数字信道化接收机、新型声光接收机等新型接收机

通过采用减小检测带宽相关检测等措施，提高检测信噪比，提高灵敏度（可以提高20 ～30dB，达到－70 ～90dBm）。

（2）采用高增益天线

采用相控阵天线、二维多波束天线等高增益天线，可以比现在普遍采用的全向天线提高天线增益20 ～30dB，从而将灵敏度提高20 ～30dB，具有瞬时宽角度覆盖能力，截获概率高，但是设备造价较高。采用旋转抛物面等窄波束高增益天线，但是截获概率较低。

2.4 信号分选和识别能力

随着战场辐射源数量的增多，特别是接收机灵敏度的提高，电子战设备的信号环境密度将大幅提高，接收机输出的数据量会增加1 个数量级以上。同时，威胁辐射源的工作模式和频率等特征参数大范围快速变化，造成脉冲链去交错非常困难。信号分选存在的错误将导致信号的大量增批、漏批，造成识别率大幅降低。另外，电子侦察设备也急需增加辐射源个体识别能力。

为了改进信号分选和识别能力，首先应该改进和提高侦察接收机的能力。除了以上提到的对连续波和重叠信号的改进措施之外，还包括提高载频、到达角、到达时间等雷达脉冲参数的测量精度。在重要目标平台上，还应增加信号仰角的高精度测量能力。

通过采用宽带信道化数字接收机和大规模现场可编程门阵列（FPGA）、高速数字信号处理器（DSP）为基础的新型信号处理机，以及改进信号分选、跟踪和识别方法，电子对抗装备可以实现每秒接收和处理500 万脉冲的能力。通过采用高速大动态脉冲接收机，对辐射源的脉间和脉内参数进行精确测量，现代侦察接收机将具有辐射源个体识别能力。

2.5 电磁兼容性

现有电子侦察设备与同平台的Ku 卫通、数据链、敌我识别、高重频雷达等高工作比辐射源之间、与本平台有源干扰设备之间存在电磁兼容问题，难以同时工作。特别是本平台的高重频雷达需要与平台自卫电子对抗设备共同担负末端反导任务，两者需要同时工作，采用传统匿影措施对于侦察设备的侦察时间影响很大，对干扰机的干扰效果影响也比较大。侦察设备采用信号处理机进行数字滤波等措施难以对与高重频脉冲重叠的威胁信号进行正确的参数测量。本平台干扰机与侦察设备之间存在的收发隔离问题，将会伴随侦察接收机灵敏度的大幅提高更趋严重，影响电子对抗装备的效能。

采用基于正交调制器的射频对消技术、自适应YIG 滤波和基于DSP 的软件抵消算法可以有效抑制通信信号和雷达干扰机对侦察设备的参数测量性能的影响，体现指标是对连续波的抑制度，目前可以做到40dB 左右。采用增加隔离板以及自适应控制灵敏度和发射功率的方式可以较好地解决收发隔离问题。

2.6 雷达抗干扰技术

干扰寻的是一种非常有效的雷达抗干扰技术，主被动复合末制导雷达和反辐射导弹制导雷达对自卫有源干扰可以实施角度反跟踪，通过纯方位方式攻击舰艇。

末制导雷达采用窄距离波门、频谱展宽特性、时域分析等鉴别措施，具有较好的抗箔条干扰能力，自卫系统可采取的措施是组合使用雷达有源干扰和无源干扰。未来的发展趋势是自卫干扰机与舷外有源诱饵、无人机、水面舰艇等其他平台干扰机进行协同干扰。

3 复杂电磁环境下电子战靶场测试设备需求分析

随着电子对抗装备适应复杂电磁环境能力的提高，电子对抗靶场必须建设相应的试验手段，才能完成有关的试验任务。靶场外场主要的装备建设包括电磁信号环境模拟系统、电磁环境监测系统、被试雷达模拟系统、干扰效能评估系统等。

3.1 电磁信号环境模拟系统

通常电子对抗试验靶场都装备了大功率外场信号模拟器，但是难以适应复杂电磁环境适应性试验要求，需要进行改进和提高。

（1）信号密度

虽然可以通过多部模拟器达到足够的信号密度要求，但是由于模拟器信号产生单元的射频通道数限制和大功率真空管的占空比限制，难以模拟高重频信号、大脉宽信号、连续波和准连续波信号。在模拟信号部数较多时，往往存在较多的脉冲丢失现象。需要增加信号产生单元的射频通道数量，采用大功率线性功放替代现有的脉冲波饱和行波管放大器，使信号密度能达到未来海战场典型密度500 万脉冲／s 。

（2）信号精度

信号的频率、脉宽、重复周期和脉内调制等特征性能的模拟需要满足辐射源个体识别能力的试验要求（频率精度达到Hz 量级，时间精度达到纳秒以下）。

（3）重叠信号

能够模拟同时到达信号、多路径信号、谐波等。

（4）适应网络化对抗

具有准实时的交互式对抗能力（直接程序控制FPGA硬件）。

3.2 电磁环境监测系统

电磁环境监测设备需要对试验装备安装平台周围的电磁环境保持实时、准确、全面的接收和监视，在密集复杂电磁环境下，需要补充以下能力：

（1）提高灵敏度

灵敏度应该大于被试设备的灵敏度（典型值－90dBm

（2）高截获概率（脉冲基，100%）

（3）提高瞬时动态范围

适应LPI 雷达和大功率雷达，适应远近目标。

（4）对复杂电磁环境的适应

电磁环境监测设备本身必须具有良好的复杂电磁环境适应能力（如对连续波、高重频、干扰等信号的实时接收和监视能力，可适应多路径等反射信号的接收，具有与平台其他设备良好的电磁兼容性等）。

（5）对外部环境中的大量民用导航背景信号进行准确的侦察、监视和识别

（6）具有电子情报信息的接收、分析、显示和记录能力

（7）试验过程电磁信号环境重构

具有试验过程电磁信号环境详细记录和重构能力。

（8）改进对猝发信号的截获

3.3 干扰效果评估设备

需要增加以下能力：

（1）干扰信噪比测量；

（2）噪声质量测量；

（3）干扰信号频域、时域特性测量；

（4）干扰信号的极化特性测量；

（5）假目标逼真度测量；

（6）干扰效果实时监视。

3.4 雷达与雷达模拟系统

3.4.1 需要增加雷达模拟系统的技术体制

（1）低截获概率雷达；

（2）机械扫描与相控阵复合体制；

（3）相控阵体制；

（4）机载多功能雷达；

（5）反舰导弹末制导雷达；

（6）具有电子侦察功能的一体化雷达。

3.4.2 需要增加的雷达抗干扰技术

（1）空时自适应处理；

（2）跟踪干扰源；

（3）大范围脉间频率、重复周期捷变；

（4）掩护脉冲等欺骗技术；

（5）有源诱饵干扰信号识别技术。

3.5 需要增加的试验测试能力

（1）仰角精度测量

通过无人机、热气球和相关的雷达模拟器载荷等方式实现。

（2）高速目标动态试验

通过无人机、遥控靶标等携载高速运动威胁辐射源，试验对抗能力。

（3）试验设备的抗干扰

在保持测试雷达对外辐射特征和角度距离搜索跟踪规律不变的前提下，进行针对被指示的特定目标的角度和距离搜索及跟踪功能改进，例如，设定特殊的搜索范围，提高对环境中其他目标的干扰能力。

改进现有指挥控制设备的性能，增加毫米波、激光其他传感器等手段，排除对被试设备的干扰。

（4）协同侦察和干扰

通过大功率干扰模拟器模拟其他作战平台的干扰设备，协同指挥控制设备实现。

（5）无源光电干扰设备模拟系统

配备相应的无源光电干扰设备，检验被试设备的复合干扰能力。

（6）舷外有源诱饵模拟

配备相应的有源诱饵模拟设备

（7）电磁兼容性测量

通过敌我识别模拟器、数据链模拟器、卫通设备模拟器、电磁兼容管理控制设备模拟器、大功率干扰模拟器等提供信号产生、干扰产生、匿影等模拟能力，检验被试设备的电磁兼容性。

（8）超视距试验

通过中继等方式实现试验所需的指挥、通信、精确定时、测量、效果监视和评估等能力。

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