雷达对抗侦察装备的现状与发展趋势

2011-01-07王建涛

装备制造技术 2011年5期

杨秋，王建涛

（空军航空大学，吉林长春130022）

雷达对抗侦察装备是搜索、截获被侦察目标的各种雷达信号，测定其战术技术参数，并对其进行识别和定位的一种电子对抗侦察装备。其本身并不发射电磁波，具有侦察目标距离远、获取目标信息多、自身隐蔽性好等优点，使得其在现代战争中有重要的地位。本文从现代雷达对抗的信号环境、雷达对抗侦察装备的作战使命和任务对雷达对抗侦察装备现状与发展趋势作了分析和阐述。

1 现代雷达对抗侦察信号环境

雷对抗侦察的信号环境，是指雷达对抗侦察设备在其所在地域内存在的雷达辐射源辐射信号的集合：

N为信号环境S中雷达辐射源的数量；

Si（t）为其中第i个辐射源的信号，可顺序展开其射频脉冲序列：

Si（n ）是第i个脉冲。

随着雷达的广泛使用和现代电子技术的迅猛发展，现代雷达对抗侦察的信号环境呈现以下显著的特点：

（1）辐射源数量急剧多、信号交叠严重。由于雷达具有探测目标的特性，现代雷达对抗侦察的信号环境中不仅包含军用雷达，民用雷达如航管雷达、气象雷达，民用舰船雷达的数量不断增加，在单位时间内出现的雷达信号平均数少则数万，多则数百万，导致辐射源在空域和参数域（包含频域）上严重拥挤，时域上重叠，信号同时到达概率增加，脉冲重叠几率增大。

（2）辐射源信号调制复杂，参数多变、快变。雷达通过信号调制波形的选择和发射信号参数的变化，可以获得诸多目标信息检测和抗侦察、抗干扰等方面的优势。随着信号产生和处理技术的发展，现代绝大多数雷达都不再是简单的常规脉冲雷达，大批复杂体制的雷达相继出现。如为了解决探测距离和距离分辨率矛盾而设计的脉冲压缩雷达；为了反侦察而设计的频率捷变雷达、频率分集雷达、低截获概率雷达；为了同时探测和跟踪多目标的相控阵雷达等。这些新体制和采用新技术的雷达，突破了传统雷达参数变化规律明显、单一的缺点，不仅参数规律变化复杂，参数变化的速度也非常快。

（3）辐射源综合威胁程度高。现代雷达与各种杀伤性武器系统结合得十分紧密，如火控雷达、制导雷达、炮瞄雷达等，都直接威胁到雷达对抗装备和装备操作人员的生命安全。由于受到杀伤性武器系统威力范围的限制，这些雷达往往在目标尚未进入攻击范围时，处于常规模式的工作状态或者保持电磁静默，由其他的辅助探测设备提供目标的信息，一旦目标进入了攻击范围，则立即投入工作，迅速捕获目标，引导武器系统直接攻击。

2 雷达对抗侦察装备的作战任务

雷达对抗侦察装备是搜索、截获被侦察目标各种雷达信号，测定其战术技术参数，并对其识别和定位的一种电子对抗侦察装备，其作战任务包括辐射源信号截获与参数测量、辐射源识别和辐射源定位：

（1）截获雷达辐射源信号并测定信号参数。雷达对抗装备要从信号环境中获取有用信息，首先要获取辐射源的信号参数，这些参数通常包括载频、脉宽、到达角、到达时间、脉冲幅度、脉内调制特征、天线扫描周期、极化方式以及脉冲的包络特征等，这些是进一步判断雷达性能、用途和工作状态的依据，也是辐射源识别和定位的基本依据。上述参数中的载频、脉宽、到达角、到达时间和脉冲幅度称为脉冲描述字，用PDW表示。目前的雷达对抗侦察装备主要是测定的是雷达辐射源PDW。

（2）辐射源识别。根据前面测定的辐射源特征参数，进行雷达辐射源的识别，是雷达对抗侦察装备的另一项作战任务，辐射源识别是采取各种电子对抗措施的依据，因此辐射源识别具有重要意义。雷达辐射源识别，包括信号分选和辐射源识别，雷达信号分选是根据参数测量部分得到的各种雷达辐射源参数，采用各种算法和数理统计理论，分离不同辐射源的信号，得到不同雷达辐射源的信号集，进而发掘辐射源的信号规律。而辐射源识别是采用人工智能等方法，将不同雷达辐射源的信号集与雷达对抗侦察的雷达库进行匹配，并给出具有识别可信度的辐射源型号。

（3）辐射源定位。能否为电子对抗干扰、实施反辐射打击等后续电子对抗行动提供目标引导，对雷达辐射源的精确定位是关键，这就是雷达对抗侦察装备的又一项重要作战任务。利用雷达对抗侦察装备对雷达辐射源定位的原理是：根据测量得到的辐射源特征参数，主要是利用到达角参数，结合侦察装备自身方位等信息，确定辐射源地理位置。通过对雷达辐射源定位，还可以了解敌方军事部署，摸清敌武器装备的配置等重要信息。

3 雷达对抗侦察装备发展现状

随着雷达技术的迅速发展，目前的雷达对抗侦察装备适应能力逐渐降低，主要体现在以下方面：

（1）对辐射源信号的截获概率降低。引起截获概率降低有两方面的原因：

一方面是随着雷达等电子设备的工作频率不断向频谱高端发展，以及各种新体制雷达辐射源的出现，雷达对抗侦察装备的信号环境高度密集，很容易导致雷达对抗侦察装备的接收机前端的信号堵塞；

另一方面的原因是雷达对抗侦察装备的落后。目前的雷达对抗侦察装备设计时间都比较早，装备改进的速度，始终赶不上雷达等相关技术的发展速度。从某种意义上说，装备发展落后于技术进步，是武器装备发展的共有规律，也是武器装备需要不断改进的根本原因。

（2）参数测量能力不足。现有雷达对抗侦察装备主要侦收雷达辐射源的全脉冲数据PDW，通过分析PDW得出雷达辐射源的频率、方位、脉冲周期以及辐射源功率，在现代复杂电磁环境下，仅依靠这些参数，并不能完整描述现代雷达辐射源的特性。国外先进的雷达对抗侦察装备，已经能够实现对雷达辐射源脉冲信号的指纹识别。另外，辐射源信号的脉内特征参数、电磁波的极化参数等，也是现代雷达辐射源特性的重要描述参量。

（3）信号处理能力不足。雷达对抗侦察装备的信号处理能力与雷达对抗侦察装备的作战效能成正比。信号处理能力，是雷达对抗侦察装备效能评估的一项重要指标，直接决定了能否得到满足的电子对抗情报。通过分析，我们不难发现，导致雷达对抗侦察装备信号处理能力不足的原因包括：

一是雷达辐射源信号的复杂度明显增加，现有的信号处理算法，对复杂信号的适用性差，或者根本不能处理复杂信号，直接导致了雷达对抗侦察装备侦察前端虽然能够接收到信号，信号处理机却没有输出，即没有情报或者只是常规体制雷达辐射源的情报。

二是雷达对抗侦察装备信号处理机的硬件平台无法满足需求。

通过前面的分析，我们知道现代雷达对抗侦察的信号环境信号数量大幅度增加，要实现雷达对抗侦察的实时信号处理，需要高速的信号处理芯片和高速的信号传输总线。而目前的雷达对抗侦察装备信号处理机的信号处理芯片和总线均无法满足要求。

4 雷达对抗侦察装备的发展趋势

（1）向辐射源参数精细分析和辐射源个体识别发展。对于日益密集的电磁环境和复杂多样的雷达信号，传统的雷达对抗侦察装备主要截获雷达信号的PDW，并利用这些参数来完成雷达信号的分选与识别，已经变得越来越困难。

为适应日益严峻的电子战环境，新一代雷达对抗侦察装备除继续检测PDW参数，还必须具备较强的雷达信号脉内、天线扫描波束分析能力和辐射源信号的指纹识别能力。

脉内分析的主要目的，是实现脉内不同调制类型信号的自动区分与识别，并检测出相应的脉内调制参数。通过脉内调制特征分析，不仅有利于更全面地描述雷达信号，提高信号分选与识别的准确率，而且能够了解对方雷达的用途与性能，还可以向我方干扰机甚至反辐射武器提供更准确的敌方雷达参数，从而提高对敌干扰和摧毁的效果。

天线特征的分析，可以为雷达对抗干扰提供很多可利用的参数，比如雷达辐射源天线的扫描周期T、波束宽度 θ0.5。

对辐射源的指纹特征参数分析，可以获得不同辐射源的指纹特征参数库，在雷达对抗侦察中成为辐射源个体识别的重要依据。

（2）雷达对抗侦察与ELINT系统一体化。将雷达对抗侦察装备与ELINT系统有机地结合起来，实现一体化，可充分发挥双方的优势，大大增强整体作战性能。雷达对抗侦察装备准确隐蔽地测定雷达辐射源位置和信号特征参数，处理的结果直接供ELINT系统使用。

（3）自动化程度不断提高。为了更有效地对付现代战场上复杂多变的电磁威胁，新的雷达对抗侦察装备将广泛采用先进的计算机技术和基于人工智能的信号处理技术，如神经网络算法、遗传算法等，使侦察装备具有自适应和自学习的能力，能够对侦察装备侦测到的辐射源信号特征参数实现计算机自动、实时、准确处理，大幅度提高整个系统的自动化程度，减少人工操作，提高装备的整体作战能力，以具备更好的实时能力、自适应能力和全功率管理能力，为未来实现无人机雷达对抗侦察、干扰乃至攻击奠定基础。