李圣衍

(南京电子技术研究所，江苏 南京 210039)

0 引 言

随着电子信息技术的发展，军用装备之间的互联互通越来越普遍，成体系、网络化的军事装备作战效能大幅提升。美军提出的网络中心战、空海一体战、分布式舰队等新概念，其核心思想就是去平台中心化，让作战资源在多个维度进行分布，从而提高整体的作战效能。具体到电子战装备体系而言，近年来，美军提出了低零功率探测、狼群等概念，研制了空射型诱饵等装备，有力地支撑了其网络化作战的构想。美军已经开展了利用多架EA-18G电子战飞机进行准实时协同，对敌防空系统进行攻击的试验，取得良好的效果；雷声公司提出利用C130装空射型诱饵，一次性投放，进行分布式干扰的思想，美军方已经开展了相关的试验。DARPA利用“小精灵”项目正在验证分布式无人机的编组和操控技术，一旦技术成熟，可以携带电子战载荷，进行分布式电子攻击作战。在实战层面，2018年俄罗斯在叙利亚的基地曾经受到无人机编队的“饱和”攻击。所以研究分布式干扰的体系架构及典型作战方式显得尤为必要。国内不少相关单位也开展了大量的协同干扰技术分析研究，娄艳秋、庄毅等研究了基于IMOABC算法的干扰资源分配策略[1]；龙世敏等针对相控阵雷达干扰问题提出了多干扰协同空间最优配置[2]；张哲、张友益提出了基于改进的小生境遗传算法的多干扰机资源调度[3]；邢美丽、肖军鹏针对反导系统难突防的特点，提出了采用多机协同工作，突防反导系统的思路[4]；王杰等针对舰载平台对抗脉冲多普勒雷达的难点，提出了采用多干扰机协同干扰样式[5]。上述文献主要从作战使用、资源分配等方面进行了研究，对工程上关注的干扰样式研究不多，本文从这个方面做一些粗略的探讨。

1 典型协同方式

根据分布式干扰的作战需求，及对数据传输、同步等的限制，协同控制方式主要分为以下几种：

(1)任务级协同。是指指挥所根据作战态势，按照统一规划分配干扰资源，确定每部干扰机所需完成的任务。基于任务的协同要求指挥所向干扰机传输任务指派信息，任务指派时协调好各干扰机之间的配合关系，工作时各干扰机之间不具备实时协同控制能力。该方式对数据传输和实时控制要求低，一般采用kbps量级的数据传输即可，同步采用GPS/北斗时间对准，时间精度可达到几十ns。该方式的缺点是自组织能力差，协同的优势没有体现出来。基于任务的协同干扰如图1所示。

图1 基于任务的协同干扰示意图

(2)参数级协同。是指多部干扰机之间通过数据链路共享态势信息，一般由主干扰机根据当前威胁雷达的数量、分布和参数特点分配干扰资源，并将从干扰机需要的辐射源参数传送过去。主从干扰机之间具有信号参数传输能力，因此可以相互引导和协同控制，该方式对数据传输的要求较高，需要实时传输辐射源参数信息，传输速率需要达到几百kbps的量级，同步采用GPS/北斗时间对准。基于参数的协同干扰如图2所示。

图2 基于参数的协同干扰示意图

(3)信号级协同。是在基于参数协同的基础上增加辐射源信号的互传能力，脉冲级同步能力，实现基于信号的干扰相互引导。信号级协同能够更好地获得雷达的处理增益，缺点是实现样本传输的数据量大，一般需要达到Mbps，系统额外开销大。

上述分类主要根据分布式干扰机间的信息交互内容进行划分，后2种方式具备一定的智能，主干扰机需要根据侦察到的信息，自主决策，实时分配资源实施干扰。根据信息传输内容的不同，可以有针对性地采取不同的干扰方式。

2 作战使用分析

根据作战使命任务和任务平台属性，分布式干扰机可以组合成不同的配置，进行作战使用，核心是在空、时、频等维度进行协同控制，利用数量多、空间分布的优势形成有效作战能力。一般有2种作战使用方式，一种是大范围掩护式干扰，该方式主要针对某特定作战区域进行大范围压制，掩护己方飞机突防。一般采用任务级协同，提前分配作战任务，划分责任区域，然后多架平台在空间和时间上连续发射干扰信号，形成较大的干扰走廊。另一种是针对特定对象的干扰，该方式主要针对威胁区域特定对象进行干扰，该类对象一般具有较强的抗单点源干扰的能力，通过空间分布式平台，利用其数量的优势和空间分布的优势，可以产生相比较单点源不同的干扰样式，从而起到较好的干扰效果。相比单点源干扰，多点分布式干扰样式有一些不同之处。

2.1 分布式噪声干扰

图3为分布式噪声干扰示意图。

图3 分布式噪声干扰示意图

为了实现较大范围的覆盖，多干扰平台可以采用任务级协同，施放噪声干扰，可以在频域、时域、能量域等方面进行协同，提升干扰效率。

(1)超宽带噪声

在战场电磁环境日益复杂的情况下，干扰机对感兴趣的信号进行跟踪和瞄频的难度大大提高，另外传统瞄频会带来干扰机响应延时，很难解决脉间捷变频的自卫干扰问题。但利用不同频段的干扰机，通过协同控制可以产生超宽带噪声干扰，这种样式对付宽带脉间捷变频雷达特别有效，由于干扰机在空间上适当拉开，同时采用闪烁方式工作，使得雷达无法实施干扰源跟踪。这种样式可由地面控制站提前策划，进行资源分配，干扰机按照资源分配的策略自主工作，干扰机间无需进行通信。

(2)凹波干扰

目前一些新体制雷达具有自适应跳频的能力，可以在雷达工作频段寻找干扰较弱的频率区进行工作。利用2套干扰机协同控制产生不同带宽噪声信号，通过调整干扰机的中心频率，形成一定带宽的凹口，诱使雷达跳频至该频率区进行工作，该方式可以诱使雷达改变跳频带宽，为进一步干扰创造条件。相比在基带利用直接数字合成(DDS)产生凹波的方法，该样式产生的凹口深度可达30 dB以上。该样式在使用时，需要2台干扰机幅度控制比较精确，同时干扰天线指向比较精确，确保干扰波束始终对准雷达，这样在雷达处检测到干扰信号幅度起伏不会太大，一般小于±5 dB，否则效果不佳。

(3)闪烁噪声

通过空间上分离的干扰机进行闪烁协同可以使单脉冲测角体制雷达的测角环路失锁。该样式要求2个干扰机同时处于雷达探测波束内，2个干扰机的噪声带宽覆盖雷达工作频点，闪烁频率一般1～2 Hz，和角跟踪环路的响应时间相当，一般要求干扰机的接通时间>雷达进入跟踪干扰信号所需的时间，干扰机的断开时间≤雷达重新捕获目标所需的时间。干扰最佳效果的是让雷达一直处于对目标搜索或正在进入跟踪状态的过程中。

2.2 分布式假目标干扰

利用多部干扰机产生干扰信号在时序上进行协同管理，提高干扰效率。该样式涉及到多干扰机的样本数据传输、时序控制等，需要采用高速传输网络。采用信号样本传输分发主要是解决单平台收发不能同时的问题。尤其是支援式干扰机，一般均要求采用副瓣侦收、副瓣干扰方式，收发隔离度的要求在120 dB以上，目前机载平台很难实现，所以支援式干扰机均采用时分的方式，这对干扰效果会有一定的影响。采用多干扰机协同方式可以解决这个问题，一般采用主干扰机进行信号侦收，获取辐射源信号样本，然后通过数据链将信号样本进行分发，从干扰机收到样本后，产生假目标等干扰信号。这种方式对于无人机等小型平台解决收发隔离也是有效的。组合式欺骗干扰如图4所示。

图4 组合式欺骗干扰示意图

(1)随机间隔密集假目标

随着数字射频存储器(DRFM)技术的发展，采用卷积方式产生的密集假目标，对于大时宽带宽信号特别有效。但其有较大的缺陷，主要是目标间隔小，脉冲叠加后，单个干扰脉冲的功率更小，很多脉冲在脉压后无法形成可检测的假目标。而通过空间进行叠加不存在该问题，干扰能量能够充分利用。另外，常规的密集假目标产生受限于FPGA资源，一般间隔不变，对于某些抗干扰能力较强的雷达而言，可以根据目标间隔特征剔除假目标。如果利用空间多套干扰机，接收相同的信号样本，设置不同的假目标间隔，进行转发，在雷达接收机内可以形成随机间隔的假目标，这种假目标具有一定的随机性，很难被剔除。

(2)航迹欺骗

图5为航迹欺骗干扰示意图。

图5 航迹欺骗干扰示意图

利用空间分布的干扰机，通过实时转发雷达信号，可以在空间形成不同航迹的假目标，迷惑敌防空系统。具体做法如下：当无人机编队到达指定空域时，侦察无人机测量敌方雷达参数，完成分选，同时存储信号样本，信号样本通过机间数据链传送给干扰无人机。干扰无人机实时检测防空雷达主瓣信号，一旦主瓣扫到该干扰无人机时，该无人机根据设想的航迹，控制转发延时，在该干扰机后产生多个径向假目标，空间分布的多个干扰无人机执行同样的操作，这样可以在空间形成多条逼真的虚假航迹。

(3)多点源闪烁

多点源闪烁干扰利用空间分布的多部干扰机(相对雷达而言，在角度上有一定的区分)以多种闪烁频率干扰雷达的跟踪模式。

这种样式在诱饵防护中应用较多，分布式诱饵系统的发射电平必须高于重要目标的发射副瓣电平，发射信号形式一般为相似的辐射源信号，或者转发敌方雷达信号。布阵方式一般为均匀布阵，或者线阵，布阵间距综合考虑攻击导引头的角分辨率和导弹杀伤半径。如果发射信号非相参，则导引头跟踪诱饵系统的能量中心。

3 典型应用分析

现代相控阵雷达普遍采用多通道数字阵，AD采样后联合多通道数据进行数字信号处理达到干扰抑制的目的。多通道联合的处理方法主要有自适应数字波束形成(ADBF)、自适应副瓣对消(ASLC)以及空时二维自适应处理(STAP)等技术。这3种技术在对抗副瓣有源干扰时，其本质是一致的，原理如图6所示。

图6 相控阵ASLC工作示意图

在实际的处理过程中，需要使用大量数据样本基于统计意义下的最小方差无偏估计进行求解，求出最优权值。数据样本是进入接收通道的目标回波和干扰信号之和，老的雷达受限于雷达运算资源，一般取一帧干扰样本，使用几个PRI周期，新雷达由于运算能力大大提升，可以做到边采样边对消，但还无法做到全程边采样边对消，也就是说干扰样本采样会滞后于回波采样，所以基于这一点可以设计针对性的干扰样式，对抗ADBF、ASLC等技术。核心思想是采用分布式干扰，增加空间自由度(最好是N>M，N为分布式干扰源的数量，M为参与处理的通道数)，每个干扰机均采用混合调制的噪声加密集假目标的复合干扰，主要是幅度时变的密集假目标和幅度时变的数字噪声，多个干扰机信号在雷达天线处进行叠加，更加随机。干扰时序如图7所示。

图7 分布式快时变组合干扰时序

由图7可知，雷达通道收到的干扰信号时变性更强，如果干扰样本采样滞后于回波采样，则接收机无法准确采集干扰信号样本，权值计算偏差较大，干扰对消剩余较大。

4 结束语

目前基于无人机平台的分布式干扰组网研究是电子战领域的一个热点，但研究还局限于编队间协同控制、自组织能力的提升等方面，对分布式干扰本身研究不多，同时受限于通信组网、平台等诸多问题，目前还没有见到基于无人机平台的相关装备的问世，舰载领域也仅仅提出了分布式舰队等概念，离舰载分布式干扰相距甚远。但随着协同控制技术、平台集成技术日趋成熟，分布式干扰的应用需求会越来越大，基于分布式平台的干扰样式的研究也日益受到重视。