《雷达对抗原理》课件第9章

第9章对雷达的反辐射攻击9.1概述9.2反辐射导引技术

9.1概述

9.1.1反辐射攻击的作用与主要技术要求

反辐射攻击的作用就是利用敌方威胁雷达的辐射信号，引导反辐射武器战斗部摧毁该辐射源，使其丧失作战能力。由于它对敌方装备和人员构成了严重的威胁，杀伤效果突出，已经成为近年来电子战武器装备和技术发展的热点。

反辐射攻击武器的主要战术技术指标有下面五组。

1．最大作用距离RKmax、飞行速度vK、引导精度δRK与杀伤半径rK

RKmax取决于动力系统的能力和综合导引的能力。典型的反辐射攻击武器RKmax为数十千米，但随着近年来远程、精确打击武器的发展需求，RKmax逐渐延伸到了数百甚至数千千米。在远距离上，反辐射攻击武器并不一定采用反辐射导引，而可以采用惯导、导航引导、指令引导等多种方式。vK主要取决于反辐射攻击平台和被攻击对象的类型，一般近程对地/海攻击的导弹速度为1~3马赫，无人机航速为300km/h~500km/h。但为了突破反导武器的拦截，反辐射无人机的vK正在迅速提高。在正常情况下，一般δRK不大于数米。rK取决于战斗部的杀伤能力，一般为数十米至数百米。

2．工作频段ΩRF、瞬时带宽ΔΩRF、测频精度δf和频率分辨力Δf

尽管人们希望一种反辐射武器能够具有尽可能宽的工作频段ΩRF，有利于减少配置的种类，提高反辐射武器的适用范围，但由于受到空间尺寸和安装位置等对天线的限制，每一种反辐射武器导引设备的ΩRF都是有限的。特别是在频率较低的频段，对天线尺寸的限制更加突出。目前大部分反辐射武器的ΩRF都在0.8GHz以上，具有4~5个倍频程，并且正在努力向低频段延伸。如果导引设备的ΔΩRF能够覆盖雷达的工作带宽，就可能捕获它的全部发射信号。但现代雷达为了抗干扰，工作带宽在不断加宽，无休止地展宽ΔΩRF不但会影响系统灵敏度，而且会给后续的信号处理造成很大的负担，因此ΔΩRF是诸多因素的折衷。目前典型的ΔΩRF有20MHz和200MHz两种，前者用于处理固定频率信号，后者用于处理捷变频信号，两种带宽可选。随着近年来信道化处理，特别是数字信道化处理技术的发展，ΔΩRF有进一步展宽的趋势，以便顺应威胁雷达工作带宽的扩展，并保持较高的灵敏度、测频精度δf和频率分辨力Δf。

3．角度工作范围ΩAOA、瞬时视野ΔΩAOA、测角精度δθ和角度分辨力Δθ

较大的ΩAOA和ΔΩAOA既有利于捕获雷达辐射源信号，也有利于采用复杂、机动的反辐射攻击飞行航路，但也会带来多辐射源信号分选、识别和处理的困难。目前ΩAOA的典型值为30°×30°~60°×60°，ΔΩAOA的典型值为10°×10°~30°×30°。较大的ΔΩAOA不利于提高测角精度和分辨力。反辐射武器的测角精度δθ一般为1°，采用干涉仪或比幅加干涉仪测向体制，由比幅粗测向解干涉仪测向的模糊,由干涉仪测向保证精度,因此它的Δθ与ΔΩAOA相同。

4．接收机灵敏度simin、工作动态范围DOP和瞬时动态范围DI

反辐射武器的接收信号一般来自雷达天线的旁瓣辐射，接收天线孔径小、增益低，因此需要有较高的接收机灵敏度simin，并且会对接收系统的组成和工作流程产生重要的影响。DOP受辐射源功率、天线扫描、距离远近等因素影响，一般为80dB~100dB。提高DOP的主要措施是采用程控衰减器、对数放大器和较高位数的ADC。由于在加载的辐射源参数中可以具有其辐射功率信息，可以此作为程控衰减器的控制依据。DI主要适应同一辐射源主、旁瓣信号的功率变化30dB~50dB，一般在进行辐射源信号处理时采用较高位数(10bit~14bit)的ADC。

5．可攻击的雷达辐射源类型、参数范围、加载数量

需要进行反辐射攻击的雷达几乎可以囊括各种类型的敌方威胁雷达，如常规脉冲雷达、捷变频雷达、相控阵雷达、连续波雷达等等。因此一般反辐射攻击导引设备基本都可以攻击其所在工作频段内的各种雷达信号，具有很大的参数适应范围。加载威胁辐射源的数量与加载数据的来源有关，在大部分情况下，加载数据来源于当前战场的实时侦察设备，数据可靠性高，时效性强，数量可以少一些；如果数据来源于长期的情报积累和非实时的侦察设备，虽然数据可靠性较高，但与当前战场环境匹配的准确性和时效性不够，需要加载的数量也会较多，从而影响信号处理的时间。

典型的加载参数有：辐射源信号的种类，每种信号的频率范围、脉宽范围、脉冲重复间隔(PRI)范围，相对功率等。图9-1反辐射武器系统的基本组成9.1.2反辐射攻击的系统组成与分类

对雷达的反辐射攻击系统包括：若干反辐射武器(含导引装置、飞行控制、动力装置和战斗部等)，若干运输、装载和发射平台，雷达辐射源情报和战场信息探测传感器网络，作战任务规划、决策和指挥控制网络等，如图9-1所示。雷达辐射源情报和战场信息探测传感器网络负责提供当前战场环境中敌方雷达的情报信息，包括敌方雷达的功能和性能、位置部署、发射信号参数等。作战任务规划、决策和指挥控制网络根据上述情报，确定各反辐射武器运输、装载和发射平台的部署配置，制定作战预案，将各攻击对象的信号参数分配到每一个平台。反辐射武器运输、装载和发射平台根据指挥控制命令，为每一个反辐射武器资源加载攻击对象的威胁等级和辐射信号参数，在适当的时间发射反辐射武器，并对部分武器提供飞行控制和导引。反辐射武器发出后，按照加载的威胁等级和威胁雷达信号参数，从最高威胁等级雷达信号开始，逐一搜索威胁雷达辐射源，一旦捕获，立即转入对该雷达辐射源的跟踪，为飞行控制部件提供截获和角度误差信息，引导反辐射武器按照预定的攻击飞行航路接近威胁辐射源，并在适当的时候启动战斗部，摧毁威胁雷达辐射源。

9.2反辐射导引技术

9.2.1反辐射导引设备的基本组成

反辐射导引设备的功能是：按照加载的威胁辐射源列表逐一搜索和捕获威胁雷达辐射源信号，一旦捕获，立即转入对该辐射源的连续跟踪，向反辐射武器飞行控制设备输出捕获指示信号和角度跟踪误差信号。典型的反辐射导引设备组成如图9-2所示。

测向天线阵列一般由3~5个天线阵元组成，常用阵型有L阵、十字阵等。如图9-3所示，以三单元L阵为例，0、1阵元天线在水平方向的振幅方向图指向张角为Δθ，相位中心的间距为d；0、2阵元天线在垂直方向的振幅方向图指向张角也为Δθ，相位中心的间距为d；每个波束的宽度θ0.5>>Δθ，使它们都能够覆盖要求的瞬时视野，形成比幅和比相测向的基本条件。图9-2典型反辐射武器导引设备组成图9-3典型测向天线阵列组成每个天线阵元的输出信号经过低噪声放大、带通滤波器、程控衰减器，与调谐本振信号混频，输出固定中频的信号，其中程控衰减器的衰减和调谐本振的频率均由信号处理机根据当前需要搜索或已经捕获的威胁雷达相对功率和频率范围进行设置。

混频后输出的各通道中频信号可以经过信号处理机的控制，通过各自的窄带中放和宽带中放，通常窄带中放(典型带宽为20MHz)可以满足系统灵敏度的要求，它的某一个通道输出(如天线阵元0对应的通道)经过检波/对数视放(DLVA)、门限检测，可以用作信号存在的指示，该信号可以启动ADC采集各窄带中放此时输出的中频信号波形，测量信号的到达时间tTOA和脉冲宽度τPW，结果提交信号处理机。如果宽带中放(典型带宽为200MHz)能够满足系统灵敏度的要求，也可以采用与窄带中放相同的处理方式，即取某一个宽带中放通道输出信号做DLVA、门限检测、参数测量等处理，并启动ADC采集各宽带中放此时输出的中频信号波形。9.2.2反辐射导引的信号处理

反辐射导引的信号处理是在加载辐射源数据库引导下的信号处理，典型工作流程如图9-4所示。图中采用的基本信号处理准则如下：

1．威胁排序

加载辐射源参数按照威胁等级从小至大排序。

2．捕获准则

搜索时间为辐射源最低PRI的若干倍，若在搜索时间里未能够捕获到足够的辐射源脉冲数，则认为对该雷达辐射源的搜索失败，并顺序转入对下一个雷达辐射源的搜索，并依此循环。若在搜索时间内捕获到足够的辐射源脉冲数，则转入对该辐射源的跟踪。