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文檔簡介
電子對抗原理1.1基本概念及含義
要點:
含義及重要性
基本原理及主要技術(shù)特點
雷達對抗與電子戰(zhàn)1.
雷達對抗的含義
雷達對抗是一切從敵方雷達及其武器系統(tǒng)獲取信息(雷達偵察)、破壞或擾亂敵方雷達及其武器系統(tǒng)的正常工作(雷達干擾或雷達攻擊)的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)措施的總稱。
2.雷達對抗的重要性
取得軍事優(yōu)勢的重要手段和保證典型戰(zhàn)例1:二次世界大戰(zhàn)的諾曼地登陸,盟軍完全掌握了德軍德40多不雷達的參數(shù)何配置,通過干擾何轟炸,使德軍雷達完全癱瘓。盟軍參戰(zhàn)的2127艘艦船,只損失了6艘。海灣戰(zhàn)爭:多國部隊憑借高技術(shù)優(yōu)勢,在戰(zhàn)爭的整個過程中使用了各種電子對抗手段,使伊軍的雷達無法工作、通信中斷、指揮失靈。雙方人員損失為百人比數(shù)十萬人。
2.雷達對抗的重要性(續(xù))
是武器系統(tǒng)和軍事目標生存和發(fā)展的必不可少的自衛(wèi)武器如導(dǎo)彈攔截,不使用電子對抗手段時,防空導(dǎo)彈的殺傷概率為50~90%,使用電子對抗手段時,防空導(dǎo)彈的殺傷概率下降為1%以下。
3.電子戰(zhàn)(EW)的含義
電子戰(zhàn)是敵我雙方利用電磁能和定向能破壞敵方武器裝備對電磁頻譜、電磁信息的利用或?qū)撤轿淦餮b備和人員進行攻擊、殺傷,同時保障己方武器裝備效能的正常發(fā)揮和人員的安全而采取的軍事行動。
3.電子戰(zhàn)(EW)的含義(續(xù))傳統(tǒng)的電子戰(zhàn):l
電子對抗(ECM),包括電子偵察、干擾、隱身、摧毀。l
電子反對抗(ECCM),包括電子反偵察、反干擾、反隱身、反摧毀。3.電子戰(zhàn)(EW)的含義(續(xù))現(xiàn)代電子戰(zhàn):電子攻擊(EA)以削弱、抵消或者摧毀敵方戰(zhàn)斗力為目的,使用電磁能或者定向能攻擊敵方人員或者裝備。
電子防護(EP)使用電子戰(zhàn)保護人員或者裝備,或者消弱敵方電子戰(zhàn)的效力的各種行動。電子戰(zhàn)支援(ES)搜索、截獲、識別、定位有意或者無意的輻射,為指揮員服務(wù)。3.電子戰(zhàn)(EW)的含義(續(xù))現(xiàn)代電子戰(zhàn)的特點:
1)
強調(diào)電子戰(zhàn)的攻擊性,因此包含了定向能武器;
2)電子攻擊的目的不僅是降低敵方電子裝備的性能,而且是消弱、抵消或者摧毀敵方的戰(zhàn)斗力。攻擊的目標包括設(shè)備和操作人員。
3)電子防護包括對敵我雙方的裝備和人員的影響。3.電子戰(zhàn)(EW)的含義(續(xù))電子戰(zhàn)內(nèi)涵的變化:通信對抗:第一次世界大戰(zhàn)預(yù)警雷達對抗:第二次世界大戰(zhàn)制導(dǎo)雷達對抗:越南戰(zhàn)爭反輻射攻擊:中東戰(zhàn)爭綜合電子戰(zhàn):海灣戰(zhàn)爭信息戰(zhàn):未來4.電子戰(zhàn)的分類1)傳統(tǒng)的分類方法按裝備分:雷達對抗、通信對抗、光電對抗、導(dǎo)航對抗、對敵我識別系統(tǒng)對抗、對引信對抗、衛(wèi)星對抗、C3對抗等按頻段分:射頻對抗――頻率范圍3MHz~300GHz光電對抗――頻率高于300GHz,包括紅外、可見光、激光等聲學(xué)對抗等――頻率范圍3~300KHz,包括次聲波、超聲波等2)近年的分類方法5.電子戰(zhàn)與指揮控制戰(zhàn)和信息戰(zhàn)的關(guān)系1)
指揮控制戰(zhàn)指揮控制戰(zhàn)來源于C3對抗(C3CM)。C3――通信、指揮、控制
C3對抗:在情報的支援下,綜合運用作戰(zhàn)保密、軍事欺騙、電子干擾和實體摧毀等手段,阻止敵方獲取信息,影響、消弱敵方的C3能力,保護自己的C3系統(tǒng)。指揮控制戰(zhàn):在情報的支援下,綜合運用作戰(zhàn)保密、軍事欺騙、心理戰(zhàn)、電子戰(zhàn)和實體摧毀等手段,阻止敵方獲取信息,影響、消弱敵方的C3能力,保護自己的C3系統(tǒng)。指揮控制戰(zhàn)是作戰(zhàn)思想和戰(zhàn)略,而不是作戰(zhàn)手段。它的攻擊對象是包括人員在內(nèi)的整個信息系統(tǒng)。主要目的是破壞敵方的指揮控制能力,保護己方的。
2)
信息戰(zhàn)
信息是情報分析、運籌決策、指揮協(xié)調(diào)、武器控制、后勤保障等各項活動的基礎(chǔ)。信息戰(zhàn)是信息的獲取與反獲取、利用與反利用的斗爭。軍事信息戰(zhàn)是為攻擊或者利用敵方的信息、軍事信息系統(tǒng)和信息武器系統(tǒng),同時保護己方的信息、軍事信息系統(tǒng)和信息武器系統(tǒng)。
3)
電子戰(zhàn)與指揮控制戰(zhàn)和信息戰(zhàn)的關(guān)系
指揮控制戰(zhàn)是進行信息戰(zhàn)的軍事戰(zhàn)略,是軍事信息化的關(guān)鍵和核心。指揮控制戰(zhàn)的五大支柱是作戰(zhàn)作戰(zhàn)保密、軍事欺騙、心理戰(zhàn)、電子戰(zhàn)和實體摧毀。
電子戰(zhàn)是軍事信息戰(zhàn)的主要手段
4)現(xiàn)代電子戰(zhàn)的新對象C4ISR現(xiàn)代C4ISR(指揮、控制、通信、計算機、情報、監(jiān)視、偵察)系統(tǒng)和精確制導(dǎo)武器系統(tǒng)廣泛地依賴于電磁頻譜,因此綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)的主要作戰(zhàn)對象為敵方的C4ISR系統(tǒng)和精確制導(dǎo)武器系統(tǒng)。
6.雷達偵察的基本原理
雷達偵察的基本原理:雷達發(fā)射傳播空間雷達偵察設(shè)備實現(xiàn)雷達偵察必須滿足的4個基本條件:l
空間條件――雷達發(fā)射的電磁波進入傳播空間,進入偵察的空間范圍,即在偵察天線的波束內(nèi);l
頻率條件――雷達信號的頻率落在偵察系統(tǒng)的工作頻帶內(nèi);l
能量條件――雷達偵察設(shè)備接收到足夠強(靈敏度以上)的雷達發(fā)射信號;l
波形條件――信號調(diào)制參數(shù)在偵察設(shè)備的檢測能力之內(nèi)。7.雷達干擾的基本原理
雷達干擾的基本原理:雷達發(fā)射傳播目標雷達接收空間干擾機雷達干擾的機理和途徑:l
破壞電波傳播路徑l
產(chǎn)生干擾信號進入雷達接收機,破壞目標檢測l
減小目標的雷達截面積8.雷達對抗的主要技術(shù)特點1)
寬頻帶、大視場雷達偵察系統(tǒng)的頻率覆蓋范圍為:10~40GHz,75~140GHz具備陸、海、空、天全空域、全方位、全高度的對抗能力2)
瞬時信號檢測、測量和高速信號處理適應(yīng)傳統(tǒng)脈沖雷達、捷變頻雷達、低輻射雷達信號的檢測與識別能力,對雷達參數(shù)的測量實時完成,信號的處理必須是高速實現(xiàn)。1.2國外電子戰(zhàn)裝備技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢
由于美國是當今世界最發(fā)達國家,其技術(shù)水平代表了當今世界的最高水平,因此這里重點介紹有關(guān)美國的電子戰(zhàn)裝備技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢。美軍“2010年聯(lián)合設(shè)想”是其確定其裝備技術(shù)發(fā)展方向和未來高技術(shù)作戰(zhàn)的基本出發(fā)點。以信息技術(shù)為核心的高技術(shù)迅猛發(fā)展而引發(fā)的這場新軍事革命,將改變21世紀初葉的戰(zhàn)場格局,并給未來高技術(shù)局部戰(zhàn)爭帶來深刻而深遠的影響。為了贏得高技術(shù)戰(zhàn)爭,迎接和推動新軍事革命,美國軍方提出了“2010年聯(lián)合設(shè)想”,為其武裝部隊的發(fā)展,提供了作戰(zhàn)標準,成為其三軍設(shè)想的基礎(chǔ)。美國軍方已經(jīng)開始采取具體措施,制定遠期規(guī)劃,研究探討預(yù)測未來的技術(shù)和武器系統(tǒng),論證新概念新技術(shù),在“2010年聯(lián)合設(shè)想”的基礎(chǔ)上著手為2020~2030年間戰(zhàn)爭和戰(zhàn)場需求做準備?!?010年聯(lián)合設(shè)想”是構(gòu)建21世紀初高技術(shù)戰(zhàn)場的藍本,它提出了起杠桿作用的新的作戰(zhàn)概念。其核心概念有4個:主宰機動、精確交戰(zhàn)、全方位保護和集中后勤。
主宰機動:
多維運用信息和機動交戰(zhàn)能力,在整個戰(zhàn)斗空間的寬度、高度和縱深內(nèi),為陸、海、空及天軍提供有條理的軍事行動,贏得戰(zhàn)場主動,控制作戰(zhàn)節(jié)奏,奪取決定性勝利。精確交戰(zhàn):準確確定敵軍的位置,指揮控制友軍部隊精確攻擊敵軍關(guān)鍵力量或能力,并準確評估打擊效果。
全方位保護:
在我方部隊展開、機動和與敵交戰(zhàn)過程中,為各級部隊提供保護使之行動自如。
集中后勤:迅速對危機作出反應(yīng),快速在不同地區(qū)間轉(zhuǎn)移作戰(zhàn)物資,實時監(jiān)視運送之中的關(guān)鍵物資,并根據(jù)作戰(zhàn)級別直接提供相應(yīng)的后勤保障。這些新的作戰(zhàn)概念相互作用,形成強大的“全面主宰”增強效應(yīng),在各種軍事行動中處于主宰敵人的地位?!叭嬷髟住睂⒊蔀?1世紀美軍一個重要特點。
電子戰(zhàn)裝備技術(shù)發(fā)展發(fā)展方向和趨勢
1)
電子戰(zhàn)系統(tǒng)的綜合一體化2)
無源探測定位技術(shù)。其中,一是快速、高精度無源定位技術(shù);二是“寂靜”型無源探測定位技術(shù)3)
導(dǎo)航戰(zhàn)4)
空間電子戰(zhàn)5)
電子戰(zhàn)無人機6)有源誘餌技術(shù)
電子戰(zhàn)裝備技術(shù)發(fā)展發(fā)展方向和趨勢(續(xù))7)
“硬殺傷”電子戰(zhàn)裝備技術(shù)8)
電子戰(zhàn)智能化信息處理技術(shù)9)
電子戰(zhàn)仿真技術(shù)10)
信息/網(wǎng)絡(luò)對抗技術(shù)11)
高功率微波、非核致電磁脈沖技術(shù)12)
超導(dǎo)、納米技術(shù)應(yīng)用等1)電子戰(zhàn)系統(tǒng)的綜合一體化
美軍在電子戰(zhàn)系統(tǒng)的綜合一體化方面,從概念到裝備技術(shù)的研究均投入了大量人力和財力,目前,已有多項計劃投入實施。
首先是INEWS即綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)計劃。INEWS最初是美國空軍和海軍聯(lián)合研制的機載一體化電子戰(zhàn)系統(tǒng),從1983年8月開始公開招標至今仍在研制過程中,它是為適用90年后期和21世紀初服役的新一代戰(zhàn)斗機(空軍F-22和海軍的A-12戰(zhàn)斗機)研制的至今最高水平的綜合一體化機載電子戰(zhàn)系統(tǒng)。電子戰(zhàn)系統(tǒng)的綜合一體化(續(xù))
其次是綜合防御電子對抗(IDECM)系統(tǒng)。它是目前美國海軍牽頭、海/空軍聯(lián)合開發(fā)的又一項計劃,計劃最初是為海軍的F/A-18E和空軍的B-1飛機研制對付下一代射頻威脅的自衛(wèi)電子對抗系統(tǒng),以取代原先的機載自衛(wèi)干擾(ASPJ)系統(tǒng),但現(xiàn)正在考慮也用于空軍的F-15E飛機以及AC/MC-130、F-16和U-2偵察飛機等各類飛機上。
電子戰(zhàn)系統(tǒng)的綜合一體化(續(xù))第三是美國陸軍直升機“綜合射頻對抗系統(tǒng)”(SIRFC)。這是美國陸軍為適應(yīng)未來數(shù)字化戰(zhàn)場作戰(zhàn)、增強直升機在作戰(zhàn)威脅環(huán)境中的生存力而倡導(dǎo)的又一綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)計劃,是美國陸軍在2000年前后投入使用的目前所進行的重要電子戰(zhàn)更新計劃。
電子戰(zhàn)系統(tǒng)的綜合一體化(續(xù))第四是美海軍的“先進綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)”(AIEWS)計劃。美海軍自90年代初以來,除了對其70年代開始投入使用的艦載標準電子戰(zhàn)系統(tǒng)AN/SLQ-32(V)不斷進行改進升級計劃外,并開始組織實施水面艦艇全面換裝SLQ-32(V)的新計劃。1994年初開始重新啟動,1996年5月,美海軍決定取消AN/SLQ-32艦用電子戰(zhàn)系統(tǒng)的改進計劃,加快實施“先進綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)”(AIEWS)新計劃。
2)無源探測定位技術(shù)
利用新的測向技術(shù)改進現(xiàn)有的機載RWR,使其同時具有ESM/ELINT的能力,成為當今世界上新一代戰(zhàn)術(shù)飛機RWR的發(fā)展方向。利用新的測向定位技術(shù)對大批老一代飛機的EW系統(tǒng)進行升級改造,使其具有目標引導(dǎo)能力從而肩負對敵防空壓制(SEAD)任務(wù),這是當前充分利用并發(fā)揮現(xiàn)役戰(zhàn)術(shù)飛機EW資源的最有效措施,成為國外EW系統(tǒng)開發(fā)研制的一大主流趨勢。由此誕生的新EW系統(tǒng),與當代先進的精確打擊武器系統(tǒng)相結(jié)合,有可能會極大地推動以精確打擊為特征的現(xiàn)代軍事技術(shù)革命。無源探測定位技術(shù)(續(xù))
目前,美軍正在開發(fā)研究的電子戰(zhàn)新測向定位技術(shù)計劃有:無源測距分系統(tǒng)(PRSS)計劃;精確定位與識別(PLAID)計劃;聯(lián)合輻射源目標引導(dǎo)系統(tǒng)(JETS)計劃;先進戰(zhàn)術(shù)目標捕獲技術(shù)(AT3)計劃等。在無源探測定位技術(shù)方面取得的另一項重大進步是利用第三方輻射源對飛機進行定位的“寂靜哨兵”系統(tǒng),該系統(tǒng)已進行演示驗證試驗。3)導(dǎo)航戰(zhàn)
由于美軍推行的是全球作戰(zhàn)戰(zhàn)略,以GPS為代表的全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)是其全球作戰(zhàn)的必不可少的基本系統(tǒng)?!皩?dǎo)航戰(zhàn)”計劃是美國國防部“先期概念技術(shù)演示”的一部分,其研究細節(jié)極為保密。但據(jù)透露,其研究內(nèi)容主要是圍繞GPS軍用所需的干擾/反干擾技術(shù)、作戰(zhàn)技術(shù)以及在接收機/衛(wèi)星/衛(wèi)星控制等方面的改進技術(shù)。
導(dǎo)航戰(zhàn)(續(xù))
針對敵方干擾,GPS用戶可能采用的防御措施主要有以下兩種:第一種是技術(shù)方法,通過采用專用的自適應(yīng)天線陣列來為自已的GPS接收機提供電子保護;第二種方法是憑借戰(zhàn)術(shù)上或操作上的程序,對人為或非人為的干擾進行探測、識別和定位,以用來對硬目標實施攻擊。
導(dǎo)航戰(zhàn)(續(xù))
此外,針對未來的導(dǎo)航戰(zhàn),還將開展的GPS研究課題有:自適應(yīng)調(diào)零或波束成形技術(shù)、后相關(guān)波束成形或調(diào)零技術(shù),以及抗干擾濾波器技術(shù)等。至今已完成的工作有:在以定量描述的威脅下,對軍用GPS接收機的性能進行評估;針對假想的干擾信號,對軍用GPS接收機的性能進行測試;為精確定位敵方干擾源而開發(fā)出一種可攜式干擾探測/定位接收機;以及為對抗敵方GPS接收機的工作和暴露己方GPS接收機的易損性而開發(fā)成功一種原型干擾機。4)空間電子戰(zhàn)
軍事衛(wèi)星是超級大國進行情報偵察、戰(zhàn)區(qū)通信、精密導(dǎo)航的主要手段。他們所擁有的成像偵察衛(wèi)星、電子偵察衛(wèi)星、導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星和海洋監(jiān)視衛(wèi)星可以隨意深入他國上空,對敏感地區(qū)進行連續(xù)、長期、細致的監(jiān)視,使對方的民用建設(shè)和軍事活動完全暴露在“電子眼”的嚴密監(jiān)視之下,實現(xiàn)了“戰(zhàn)場透明”。從而使其掌握了信息戰(zhàn)的主動權(quán),這就是超級大國的“信息保護傘”。
空間電子戰(zhàn)(續(xù))衛(wèi)星偵察其有偵察范圍廣,覆蓋面積大、速度快、效果好、能連續(xù)或定期監(jiān)視某一地區(qū)等優(yōu)點,而且“合法化”。美、俄認為空間偵察是“國際原則公認”的目前“唯一合法”的偵察手段。因此,空間偵察特別是衛(wèi)星偵察已成為美、俄空間爭奪的一個重要方面,在近代幾次局部戰(zhàn)爭中,戰(zhàn)前和戰(zhàn)爭期間已成為軍事情報偵察最重要的有效手段。在海灣戰(zhàn)爭中,軍事偵察衛(wèi)星提供了90%的戰(zhàn)場情報,可見它在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中起了多么重要的作用。
5)電子戰(zhàn)無人機
近年來,隨著微電子、計算機、人工智能、自動駕駛、遙測遙控和信號處理等高新技術(shù)的發(fā)展,使無人機的性能和作戰(zhàn)能力有了突破性的提高和發(fā)展,它在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中作為電子戰(zhàn)平臺的應(yīng)用范圍越來越廣泛。主要應(yīng)用包括電子偵察、反輻射攻擊、電子干擾、誘惑和騷擾等任務(wù)。美國,以色列等均已在實戰(zhàn)中成功地應(yīng)用了電子戰(zhàn)無人機這一特殊作戰(zhàn)平臺。
6)有源誘餌技術(shù)
美國空軍認為,拖曳式有源雷達誘餌是保護作戰(zhàn)飛機對抗雷達制導(dǎo)導(dǎo)彈的費效比最佳的防御手段。美國海軍在開發(fā)海上綜合電子戰(zhàn)自衛(wèi)設(shè)備的同時,也在加緊進行改進艦外對抗措施的工作,除了發(fā)展艦載箔條/紅外曳光彈無源干擾物發(fā)射系統(tǒng)外,也在大力開發(fā)艦外水面有源誘餌。誘餌具有實時截獲、干擾及時,欺騙性強和成本低的優(yōu)點;可形成多目標或多點源非相干干擾,用于對付單脈沖型雷達制導(dǎo)的導(dǎo)彈威脅特別有效,并可以共享機內(nèi)干擾機的硬件資源(如干擾技術(shù)發(fā)生器)。拖曳式誘餌可以全編程工作,既可獨立工作,也可與機上現(xiàn)有的EW設(shè)備一體化工作。
7)“硬殺傷”電子戰(zhàn)裝備技術(shù)
現(xiàn)代戰(zhàn)爭表明,為使作戰(zhàn)飛機完成戰(zhàn)斗使命,首要措施是壓制敵防空火力網(wǎng):其一是采取“軟殺傷”的電子對抗措施,即干擾防空雷達和導(dǎo)彈制導(dǎo)雷達,暫時使雷達迷盲和失效;其二
以“硬殺傷”的防空壓制武器直接摧毀雷達。反輻射導(dǎo)彈是防空壓制的主要“硬殺傷”武器。由于這種被動尋的武器隱蔽性好,作用距離遠,能全天候使用,所以近30多年來,美、英、法、俄等主要軍事大國都在不遺余力地發(fā)展反輻射導(dǎo)彈,以加強電子攻擊“硬殺傷”能力。
“硬殺傷”電子戰(zhàn)裝備技術(shù)(續(xù))美國的反輻射導(dǎo)彈已發(fā)展到第三代,即AGM-88“哈姆”(Harm)高速輻射導(dǎo)彈。并正在研制利用毫米波與紅外技術(shù)的第四代導(dǎo)彈,進一步拓寬頻率覆蓋和提高目標識別能力。美國1997年與德國、意大利簽訂了一項正式協(xié)議以啟動一項三國合作計劃,大大增強“哈姆”(HARM)反輻射導(dǎo)彈的目標打擊能力。該計劃是要研制一種稱之為AGM-88DBlock6的新型“哈姆”反輻射導(dǎo)彈、彈上添加了GPS導(dǎo)航星接收機和慣性導(dǎo)航傳感器(GPS/INS)制導(dǎo)裝置,以提高導(dǎo)彈的目標捕獲能力?!坝矚彪娮討?zhàn)裝備技術(shù)(續(xù))反輻射導(dǎo)彈的發(fā)展動向還包括采用被動/主動雷達尋的或紅外/被動尋的復(fù)合制導(dǎo)技術(shù),以攻擊機動目標,如空中預(yù)警飛機、電子干擾飛機及使用雷達的戰(zhàn)斗機等。美國還在試驗研究利用反輻射尋的方法摧毀通信臺站和具有無意輻射的軍事目標的可能性。
8)電子戰(zhàn)智能化信息處理技術(shù)
在美國“空軍2025”報告中,評估的重大技術(shù)分為了13大類。在這13大類中評出的最有影響的技術(shù)之一就包括了“數(shù)據(jù)融合”技術(shù)。根據(jù)該報告,“數(shù)據(jù)融合是一種技巧,借助這種技巧可以把多源多變量數(shù)據(jù)修正和處理成單一的、統(tǒng)一的邏輯文件。它是帶有分布式傳感器的指揮和控制系統(tǒng)的一個集成部分。……,智能處理是所有融合需求的重要組成部分?!庇捎谛畔⒀b備和信息技術(shù)的迅速發(fā)展,可以預(yù)計,在未來戰(zhàn)場上,電子戰(zhàn)裝備將要面臨的信號環(huán)境將是十分密集和復(fù)雜的,如果不借助于智能化信息處理技術(shù),將是難于從這中復(fù)雜的信號環(huán)境中提取出所真正需要的信息。
9)電子戰(zhàn)仿真技術(shù)
仿真可用于電子戰(zhàn)裝備的系統(tǒng)設(shè)計、性能測試評估、戰(zhàn)術(shù)演練、操作員培訓(xùn)等。利用仿真,有助于減少研制費用、加快研制速度、實現(xiàn)參數(shù)技術(shù)保密等,同時,仿真技術(shù)還是研究復(fù)雜系統(tǒng)的必不可少的手段。據(jù)報道,美國已開發(fā)出“PC機上的試驗靶場”,并已發(fā)揮了很好的作用。虛擬試驗靶場能評價各種目標、自然干擾源和最常使用的電子戰(zhàn)干擾包。通過模擬各種各樣的試驗狀況,模擬器及時地提供了系統(tǒng)性能的評估,與給定的技術(shù)規(guī)范進行比較,或者與另外的系統(tǒng)進行比較。除了試驗外,虛擬試驗場的高逼真度允許其作為一種基本的訓(xùn)練工具使用。仿真技術(shù)在美空軍的2025計劃和美航天司令部2020年設(shè)想中均是作為一種共性的和基礎(chǔ)性的關(guān)鍵技術(shù)。
10)信息/網(wǎng)絡(luò)對抗技術(shù)
信息優(yōu)勢是美軍“2010聯(lián)合設(shè)想”中12項聯(lián)合作戰(zhàn)能力的第一項,是支撐其“主宰機動”等核心作戰(zhàn)概念的最關(guān)鍵要素。信息戰(zhàn)、計算機病毒戰(zhàn)、網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)等是美軍正在發(fā)展的為適應(yīng)二十一世紀高技術(shù)戰(zhàn)爭的重大作戰(zhàn)概念和技術(shù)。北約對南聯(lián)盟的空襲說明,信息/網(wǎng)絡(luò)對抗正在成為現(xiàn)實。
11)高功率微波、非核致電磁脈沖技術(shù)
高功率微波武器是指利用發(fā)射強大功率微波波束的能量,直接殺傷破壞目標或使目標喪失作戰(zhàn)效能的武器,它不但能對電子設(shè)備起干擾破壞作用,還能利用強微波束照射目標傾刻燒毀目標,引爆炸彈、導(dǎo)彈、核彈等武器,因此它具有電子戰(zhàn)“軟殺傷”和“硬殺傷”的雙重機理。高能微波武器是未來電子戰(zhàn)的有力新式武器,它既可以起傳統(tǒng)電子戰(zhàn)的干擾作用,又能起到摧毀目標的硬殺傷作用。美國等西方國家自70年代以來一直在加緊研究開發(fā)這類新型武器,并正在走向?qū)嵱没?。?jù)報道,美軍微波武器到2015年有望達到三軍普遍裝備使用的程度。美國在科索沃沖突中已試驗性地使用了電磁脈沖炸彈。也有報道說俄羅斯也已研制出電磁脈沖炸彈。
12)超導(dǎo)、納米技術(shù)應(yīng)用
采用超導(dǎo)技術(shù)和材料可制成微波無源和有源器件,這些器件具有特別高的工作頻率、超寬頻帶、極低噪聲、極小功耗、小體積、輕重量等一系列獨特優(yōu)點,所以非常適用電子戰(zhàn)應(yīng)用,在美國空軍賴特實驗室開發(fā)的高溫超導(dǎo)數(shù)字式EW系統(tǒng)中可直接采用的超導(dǎo)器件有A/D和D/A轉(zhuǎn)換器,它使數(shù)字接收機可直接在微波頻段就進行數(shù)字化和信號處理,例如用5~10GHz速率直接進行RF脈沖的快速付里葉變換,這將是電子戰(zhàn)技術(shù)中的一項重大突破。采用超導(dǎo)技術(shù)制作出的低插損、高功率、寬帶寬的超導(dǎo)傳輸線和移相器十分適用于采用相控陣天線的機載電子戰(zhàn)應(yīng)用。
超導(dǎo)、納米技術(shù)應(yīng)用(續(xù))超導(dǎo)色散延遲線將為電子戰(zhàn)用壓縮/微掃接收機和寬帶電子戰(zhàn)頻譜分析儀提供寬帶壓縮。利用超導(dǎo)延遲線制作的低損耗、高分辨率MMIC移相器用于有源固態(tài)陣列發(fā)射機的極化控制網(wǎng)絡(luò),可對發(fā)射機信號進行精確的極化控制,實現(xiàn)自適應(yīng)極化干擾技術(shù)等。納米技術(shù)是世紀之交異軍突起的新興技術(shù),它的出現(xiàn),標志著人類在改造自然方面進入了一個新的層次,即從微米層次深入到原子、分子級的納米層次,使人類最終能夠按照自己的意愿操縱單個原子和分子,以實現(xiàn)對微觀世界的有效控制。專家們認為納米技術(shù)將創(chuàng)造人們想像不到的推動新世紀前進的奇跡,成為21世紀信息時代的核心技術(shù)。因而納米技術(shù)一出現(xiàn),許多國家將其列為“關(guān)鍵技術(shù)”范圍,投入巨資進行研究開發(fā)。
1.3國內(nèi)綜合電子戰(zhàn)技術(shù)現(xiàn)狀與差距(1)現(xiàn)狀“九五”預(yù)研計劃完成后,在雷達對抗、通信對抗和光電對抗的多個方面均將取得較大發(fā)展,突破一些有重要意義的關(guān)鍵技術(shù)。在雷達對抗方面,我們可對下列關(guān)鍵技術(shù)有所突破:
(a)完成瞬時帶寬大于500MHz的寬帶數(shù)字接收機試驗?zāi)P?,該接收機與傳統(tǒng)的模擬接收機相比,靈敏度可提高10~20dB,參數(shù)測量精度可提高1~2個數(shù)量級,響應(yīng)時間可快幾十倍,從而可為新一代電子偵察/測向接收機的性能躍升提供堅實的技術(shù)基礎(chǔ);
國內(nèi)綜合電子戰(zhàn)技術(shù)現(xiàn)狀與差距(續(xù))(b)寬帶相控陣雷達干擾技術(shù)可取得長足進步。結(jié)合17號工程引進項目,使2~8GHz寬帶T/R組件可進入工程應(yīng)用,從而為遠距離支援干擾飛機及其相關(guān)電子戰(zhàn)設(shè)備的研制奠定了技術(shù)基礎(chǔ);
(c)多目標機動輻射源無源定位技術(shù)可完成原理驗證試驗,它突破了傳統(tǒng)的無源定位方法,應(yīng)用時差定位實現(xiàn)了大帶寬、高精度、快響應(yīng),從而可對機動輻射源實施無源定位,從而為研制具有抗干擾、抗反輻射導(dǎo)彈攻擊的新型無源探測定位網(wǎng)的建設(shè)奠定技術(shù)基礎(chǔ)。國內(nèi)綜合電子戰(zhàn)技術(shù)現(xiàn)狀與差距(續(xù))(d)寬帶反輻射導(dǎo)引頭技術(shù)完成演示驗證試驗,從而可為我國寬帶反輻射無人機、寬帶反輻射導(dǎo)彈的工程研制提供堅實的技術(shù)基礎(chǔ),使我國電子戰(zhàn)從軟殺傷進入硬摧毀。在通信電子對抗裝備技術(shù)方面,實現(xiàn)了單機向系統(tǒng)、常規(guī)系統(tǒng)向非常規(guī)系統(tǒng)的技術(shù)過渡,應(yīng)用范圍遍及三軍,產(chǎn)品能適應(yīng)多種平臺,具備了初步的訓(xùn)練和一定的戰(zhàn)斗能力。國內(nèi)綜合電子戰(zhàn)技術(shù)現(xiàn)狀與差距(續(xù))在光電對抗與雷達無源干擾方面,“九.五”預(yù)研完成后,將重點突破紅外成像制導(dǎo)系統(tǒng)干擾、機動平臺光電綜合告警、激光有源干擾、新體制紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈有源干擾、紅外/紫外雙色干擾、光電無源干擾、光電武器防護、三毫米無源干擾、高效干擾物和無源假目標等關(guān)鍵技術(shù)。由此可見,“九.五”預(yù)研計劃完成后,可使我國綜合電子戰(zhàn)技術(shù)水平邁上一個新臺階。但是,與21世紀初期綜合電子戰(zhàn)的作戰(zhàn)需求相比,在下列幾個方面尚未展開研究工作,或存在很大差距。
1.4今后的研究發(fā)展方向預(yù)研發(fā)展需求與現(xiàn)狀“十.五”開展的預(yù)研項目達到的狀態(tài)1.
遠程巡航導(dǎo)彈攻擊對抗:未開展1)
遠程巡航導(dǎo)彈防御的電子戰(zhàn)總體技術(shù):對GPS/GLONASS、景象匹配雷達、測高雷達、戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)、紅外成象等的綜合干擾將具有一定的防御遠程巡航導(dǎo)彈攻擊的對抗能力2.
戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈突防支援(TMD對抗):未開展1)
戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈電子突防技術(shù)(TMD對抗)將具有一定的戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈突防支援能力3.
載體綜合、一體化自衛(wèi):欠缺1)
導(dǎo)彈逼近告警:有源型、紫外型2)
機載/艦載綜合告警、自衛(wèi)干擾3)
坦克、裝甲車綜合自衛(wèi)4)
預(yù)警機抗反輻射導(dǎo)彈有效提高載體綜合自衛(wèi)能力4.
對防空網(wǎng)的對抗:欠缺1)
對地面雷達網(wǎng)的對抗2)
分布投放式干擾增強對抗雷達網(wǎng)的能力增強對抗雷達網(wǎng)的能力1.
1)
2.
空間電子戰(zhàn):欠缺1)
對軍用衛(wèi)星的對抗:雷達成象、通信、紅外成象、可見光成象對抗2)
電子偵察衛(wèi)星:雷達、通信、紅外偵察3)
星載衛(wèi)星通信對抗空間電子戰(zhàn)能力將進一步得到增強3.
導(dǎo)航戰(zhàn):欠缺1)
GPS/GLONASS導(dǎo)航的分布式干擾技術(shù)將具備一定的導(dǎo)航戰(zhàn)能力4.
計算機網(wǎng)絡(luò)對抗:未開展1)
計算機網(wǎng)絡(luò)入侵技術(shù)2)
網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)對抗的概念、理論和技術(shù)具備一定的網(wǎng)絡(luò)對抗能力5.
綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)建模與仿真:需繼續(xù)深入開展1)
綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)建模與仿真技術(shù)2)
綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評估與度量技術(shù)系統(tǒng)建模仿真能力將進一步提高6.
系統(tǒng)綜合集成:需繼續(xù)深入開展
戰(zhàn)場電磁情報的綜合分析處理技術(shù)
綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)信息管理與數(shù)據(jù)融合技術(shù)
電子戰(zhàn)專用部件和電路的集成化模塊化技術(shù)
面目標(機場)綜合電子防護系統(tǒng)技術(shù)系統(tǒng)綜合集成能力將進一步加強;在智能化處理與應(yīng)用方面將更加深入2010年發(fā)展圖象2010年的綜合電子戰(zhàn)預(yù)研將針對綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)建模與仿真和發(fā)展電子戰(zhàn)新概念、新技術(shù)的預(yù)研發(fā)展需求,重點發(fā)展新概念電子戰(zhàn)武器技術(shù),如微型電子偵察傳感器、微型電子干擾機、手提式電磁脈沖彈、定向能微波武器、高能激光武器、高溫超導(dǎo)天線、對敵戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈的綜合對抗、多模制導(dǎo)武器綜合對抗、區(qū)域快速多頻譜偽裝等先進技術(shù),以便為未來高度信息化的數(shù)字化戰(zhàn)場和空間電子戰(zhàn)提供強有力的武器和技術(shù)儲備。2010年的綜合電子戰(zhàn)發(fā)展圖象可通過“預(yù)研發(fā)展需求與現(xiàn)狀”和“突破的技術(shù)”項目來表達,即通過開展一些技術(shù)突破項目的研究,來滿足預(yù)研的技術(shù)發(fā)展需求,如下表所示:
預(yù)研發(fā)展需求與現(xiàn)狀“2010”突破的技術(shù)1.
綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)建模與仿真:需繼續(xù)深入開展1)
系統(tǒng)虛擬設(shè)計2)
內(nèi)場測試、評估3)
虛擬培訓(xùn)、演練
2.
電子戰(zhàn)新概念、新技術(shù):繼續(xù)擴展、深入1)
計算機網(wǎng)絡(luò)對抗:¨
病毒的產(chǎn)生、傳播、注入;防護、檢測、清除¨
非授權(quán)進入、非授權(quán)進入探測和防護2)
多模制導(dǎo)對抗3)
空間電子戰(zhàn):¨
組網(wǎng)偵察¨
空間電子進攻(HPM)¨
多譜偽裝4)
戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈對抗5)
平流層電子偵察6)
電磁脈沖彈(EMP)7)
微型化偵察、干擾8)
高溫超導(dǎo)天線9)
高功率微波(HPM)10)
通信輻射源的反輻射攻擊11)
無意輻射對抗1.5雷達對抗的信號環(huán)境
要點:l
定義和特點l
描述和參數(shù)1.信號環(huán)境的定義
信號環(huán)境S是雷達對抗設(shè)備所在地域內(nèi)輻射源、散射源信號的全體:
對典型脈沖雷達:
——脈沖幅度序列,與雷達發(fā)射功率、天線增益及掃描、相對距離、運動姿態(tài)、傳播衰減等有關(guān);
——脈沖發(fā)射時刻、脈寬序列,與雷達信號調(diào)制有關(guān);
——雷達載頻;
——雷達信號的相位調(diào)制序列;2.
信號環(huán)境的特點
輻射源數(shù)量多、分布密度大、范圍寬、信號交迭嚴重重要的軍事集結(jié)地,輻射源分布十分密集,在單位時間內(nèi)出現(xiàn)地脈沖數(shù)地平均值可以達到幾萬~幾百萬,在同一時間內(nèi)可能有多個信號同時出現(xiàn)。
信號調(diào)制復(fù)雜、參數(shù)多變、快變處于抗干擾和反偵察地需要,許多雷達具有改變發(fā)射信號的載波頻率、脈沖重復(fù)頻率、脈沖波形或者其它調(diào)制參數(shù),變化的時間可能在秒、毫秒甚至脈間。
信號威脅程度高、反應(yīng)時間短各種制導(dǎo)雷達、炮瞄雷達、反輻射尋的等,經(jīng)常采取靜默戰(zhàn)術(shù),一旦進入攻擊范圍立即投入工作,迅速捕獲目標,引導(dǎo)武器攻擊。留給偵察系統(tǒng)的時間很短。3.偵察機檢測能力D描述雷達對抗系統(tǒng)對雷達信號S的檢測能力是一有限的子空間D:其中:
RF————信號載波頻率的檢測范圍
AOA————信號達到方向的檢測范圍
PW————
信號脈沖寬度的檢測范圍
P————
信號功率的檢測范圍
——直積系統(tǒng)檢測能力D可以是時不變的(非搜索檢測),也可以是時變的(搜索檢測)。4.偵察機檢測到的信號環(huán)境S’
偵察系統(tǒng)檢測到的信號環(huán)境S’是輻射源S中的一個子集:顯然,檢測范圍D越大,進入偵察系統(tǒng)的信號也越多。進入系統(tǒng)的信號脈沖序列近似滿足平穩(wěn)性和無后效性,可以用POISSON流描述,流密度為
。下面是它的幾個特性
時間內(nèi)到達n個脈沖的概率:
典型脈沖雷達環(huán)境:
1秒內(nèi)到達脈沖的平均數(shù)
:
任意時刻無脈沖的概率-寂靜概率:
為平均脈寬和周期
i脈沖雷達信號不交迭的概率:任意時刻發(fā)生交迭的概率:
相鄰脈沖間隔
的概率:分布密度函數(shù):
1.6雷達偵察概述1.雷達偵察的任務(wù)與分類
雷達偵察是獲取雷達情報的主要手段,其基本任務(wù)是:利用裝備有雷達偵察系統(tǒng)的偵察衛(wèi)星、電子偵察飛機、電子偵察船和地面?zhèn)刹鞈?zhàn),對敵方的各種雷達輻射源進行不間斷的偵察,獲取和檢測有用的信息。
雷達偵察的分類1)
電子情報偵察(ELINT):廣泛偵收,以獲取雷達技術(shù)情報為主,查明敵方雷達的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)參數(shù),特點是長期分析綜合,供戰(zhàn)略決策使用。2)
電子支援偵察(ESM)屬于戰(zhàn)術(shù)情報偵察,為指揮員和作戰(zhàn)系統(tǒng)提供當前戰(zhàn)場上的敵方電子裝備的位置、工作參數(shù)等,特點是實時戰(zhàn)場偵收,即時決策指揮。3)
雷達尋的和告警(RHAW)用于作戰(zhàn)平臺的自身防護。特點是實時偵收、指示威脅雷達信號.雷達偵察的分類4)引導(dǎo)干擾為雷達干擾提供威脅雷達的方向、頻率、威脅程度等信息,選擇最佳干擾樣式和干擾時機,引導(dǎo)干擾機。特點是實時偵收、跟蹤威脅雷達信號,控制干擾機。5)引導(dǎo)殺傷武器通過對威脅雷達信號的偵察和識別,引導(dǎo)反輻射導(dǎo)彈攻擊威脅雷達。特點是實時偵收、跟蹤預(yù)定威脅信號,控制殺傷武器2.雷達偵察系統(tǒng)的技術(shù)特點
1)
作用距離遠,預(yù)警時間長雷達:接收2次回波,與距離4次方成反比偵察:接收直射波,與距離2次方成反比一般偵察作用距離>1.5倍的雷達作用距離,因此可以比雷達提前發(fā)現(xiàn)目標。2)
安全、隱蔽偵察系統(tǒng)是無源的,具有良好的隱蔽性和安全性。3)
獲取信息多
偵察系統(tǒng)本身具有寬的時、頻、空、極化、調(diào)制域,可以獲取十分豐富的信息。
3.雷達偵察系統(tǒng)的基本組成
雷達偵察系統(tǒng)的基本組成(續(xù))
測向天線陣與接收機檢測每個到達脈沖的方位角;測頻天線與接收機檢測每個到達脈沖的載頻、到達時間、脈沖幅度、脈寬和脈內(nèi)調(diào)制;預(yù)處理根據(jù)上述檢測參數(shù)進行脈沖分選已知雷達:由已知雷達數(shù)據(jù)庫支持分出各已知雷達數(shù)據(jù)列未知雷達由先驗知識庫支持分出各未知雷達數(shù)據(jù)列;
主處理對分類的雷達數(shù)據(jù)列進行輻射源檢測、參數(shù)測量、威脅判別、對預(yù)處理的修訂和數(shù)據(jù)分配等。1.7雷達干擾概述
1.雷達干擾技術(shù)分類
1)
按干擾能量來源分:有源干擾(active),干擾能量來自雷達之外的某個輻射源無源干擾(passive),干擾能量來自雷達照射的非目標物體的散射復(fù)合干擾,兩者的復(fù)合2)
按人為因素分有意干擾,人為因素有意產(chǎn)生的干擾無意干擾,自然或者其它因素產(chǎn)生的干擾3)按作用原理分遮蓋性干擾在雷達接收機中,干擾與目標回波疊加在一起,使雷達檢測目標信息。欺騙性干擾在雷達接收機中,干擾與目標回波難以區(qū)分,以假亂真,使雷達檢測目標信息。4)按雷達、目標、干擾機相對位置分遠距離支援干擾(SOJ),干擾機遠離目標,通過輻射強干擾信號掩護目標,一般為遮蓋性干擾,干擾雷達旁瓣。隨隊干擾(ESJ),干擾機在目標附近,通過輻射強干擾信號掩護目標,一般為遮蓋性干擾,干擾雷達主瓣或者旁瓣,大多用無人機實施。自衛(wèi)干擾(SSJ),干擾機位于雷達目標上,一般為欺騙性干擾,干擾雷達主瓣。近距離干擾(SFJ),干擾機到雷達的距離領(lǐng)先與目標,通過輻射干擾信號掩護后續(xù)目標。主要由投擲式或者無人機實施。2.雷達干擾系統(tǒng)的基本組成
雷達干擾系統(tǒng)主要組成如下:l
干擾決策、資源管理根據(jù)威脅雷達檢測識別結(jié)果和系統(tǒng)資源配置,制定干擾策略,分配干擾資源l
干擾資源由引導(dǎo)式、轉(zhuǎn)發(fā)式兩類資源系列組成引導(dǎo)式資源干擾能源來自于自身的振蕩器轉(zhuǎn)發(fā)式資源干擾能源來自于接收或存儲的雷達信號l
功率合成、波束形成在指定方向上發(fā)出大功率干擾信號。2.1概述要點:l
重要性l
主要技術(shù)指標l
技術(shù)分類1.重要性載波頻率是雷達的基本、重要特征,具有相對穩(wěn)定性,使信號分選、識別、干擾的基本依據(jù)。2.主要技術(shù)指標1)
測頻時間定義:從信號到達至測頻輸出所需時間,是確定或隨機的。要求:瞬時測頻,即在雷達脈沖持續(xù)時間內(nèi)完成載波頻率測量。重要性:直接影響偵察系統(tǒng)的截獲概率和截獲時間。測頻時間(續(xù))頻域截獲概率:即頻率搜索概率,單個脈沖的頻率搜索概率定義為
――測頻接收機瞬時帶寬,f2-f1是測頻范圍,即偵察頻率范圍截獲時間:達到給定的截獲概率所需的時間,如果采用瞬時測頻接收機,則單個脈沖的截獲時間為其中Tr是脈沖重復(fù)周期,tth是偵察系統(tǒng)的通過時間。2)測頻范圍、瞬時帶寬、頻率分辨力和測頻精度
測頻范圍:測頻系統(tǒng)最大可測的雷達信號的頻率范圍;瞬時帶寬:測頻系統(tǒng)在任一瞬間可以測量的雷達信號的頻率范圍;頻率分辨力:測頻系統(tǒng)所能分開的兩個同時到達信號的最小頻率差;測頻精度:把測頻誤差的均方根誤差稱為測頻精度
不同測頻系統(tǒng)的差異
晶體視頻接收機:測頻范圍等于瞬時帶寬,頻率截獲概率=1,但頻率分辨率很低,等于瞬時帶寬。窄帶搜索接收機:瞬時帶寬很窄,頻率截獲概率很低,但頻率分辨率很高。最大測頻誤差為:瞬時帶寬越寬,測頻誤差越大。
3)可測信號形式
現(xiàn)代雷達信號可以分成脈沖和連續(xù)波。脈沖信號:低工作比脈沖信號高工作比的脈沖多普勒信號重頻抖動和參差信號編碼信號寬脈沖線性調(diào)頻信號寬脈沖線性調(diào)頻信號的測頻比較困難。測頻系統(tǒng)允許的最窄脈寬盡可能窄、是否可以檢測脈內(nèi)頻率調(diào)制等是其重要的指標。4)同時信號分離能力
同時到達信號按照兩個脈沖前沿的時差分成兩類:第1類同時到達信號:<10ns第2類同時到達信號:10ns<<120ns要求測頻接收機能夠?qū)ν瑫r到達信號的頻率分別進行精確的測定,而且不丟失其中的弱信號。5)靈敏度和動態(tài)范圍
靈敏度是保證正確的發(fā)現(xiàn)和測量信號的前提。它域接收機體制和接收機的噪聲電平有關(guān)。動態(tài)范圍是指保證測頻接收機精確測頻條件下信號功率的變化范圍,它包括:工作動態(tài)范圍:保證測頻精度條件下的強信號與弱信號的功率之比,也稱為噪聲限制動態(tài)范圍。瞬時動態(tài)范圍:保證測頻精度條件下的強信號與寄生信號的功率之比。
3.現(xiàn)代測頻技術(shù)分類
2.2頻率搜索接收機要點:l
搜索式超外差接收機l
頻率搜索形式l
頻率搜索速度1.超外差搜索的基本原理微波預(yù)選器的瞬時帶寬:
本振頻率:中放帶寬:檢波視放有輸出信號的條件:
2.寄生信道及其消除方法
如果在混頻器輸入同時加入信號fR和本振信號fL,由于混頻器的非線性作用,許多頻率組合可以產(chǎn)生中頻信號,其一般關(guān)系為:m,n為整數(shù),其中當m=1,n=-1時為主信道,m=-1,n=-1為鏡像干擾,主信道和鏡像信道示意如圖:
主信道:超外差
寄生信道:
除外
主要寄生信道:鏡像信道:
鏡像抑制比:
提高鏡像抑制的方法1)微波預(yù)選-本振統(tǒng)調(diào)搜索過程中預(yù)選器跟隨本振調(diào)諧,實現(xiàn)單信道接收
2)寬帶濾波-高中頻用寬帶濾波器代替預(yù)選器:
提高中頻頻率:
提高鏡像抑制的方法(續(xù))3)鏡像抑制混頻器采用雙平衡混頻器,主信道相加,鏡像信道相減,可達到20~30dB4)
零中頻采用零中頻,但靈敏度較低。3.幾種典型超外差接收機
1)窄帶超外差接收機采用微波預(yù)選器與本振通調(diào),對每個分辨單元順序搜索。射頻帶寬:20~60MHz
優(yōu)點:頻率分辨率高、靈敏度高、抗干擾能力強、輸出信號密度低、對信號處理要求低。
缺點:截獲時間長,截獲概率低,不能檢測頻率捷變、線性調(diào)頻、編碼信號。
2)寬帶超外差接收機瞬時帶寬:100~200MHz優(yōu)點:能檢測頻率捷變、線性調(diào)頻、編碼信號;截獲時間縮短。3)寬帶預(yù)選超外差接收機
采用寬帶預(yù)選器和高中頻,擴展瞬時帶寬。
4.頻率搜索方式
1)連續(xù)搜索
頻率搜索方式(續(xù))
搜索范圍:
搜索周期:Tf
接收時間:tf
脈沖群時間:
N5.頻率搜索速度
頻率搜索速度有幾種方式:1)頻率慢速可靠搜索頻率慢速可靠搜索(全概率)的條件為:a)接收機掃過一個瞬時帶寬的時間內(nèi)收到的脈沖數(shù)滿足信號處理和顯示的要求,即b)接收機在一個雷達照射時間(脈沖群)掃過整個偵察頻帶,即
其中
――雷達天線波束寬度,
――雷達天線掃描范圍。
2.3比相法瞬時測頻接收機要點:l
微波鑒相器l
極性量化器l
多路鑒相器的并行運用l
對同時到達信號的分析與檢測l
測頻誤差分析l
組成及主要技術(shù)指標2)頻率快速可靠搜索在一個脈沖寬帶內(nèi),接收機搜索完整個偵察頻帶,即由于高速搜索時,接收機輸出脈沖幅度減小,一般具體實現(xiàn)時都采用壓縮接收機。3)頻率概率搜索
不滿足快慢搜索條件下為概率搜索。
1.微波鑒相器1)簡單微波鑒相器原理如圖鑒相輸出信號:
T是延遲線的延遲時間。
微波鑒相器用于實現(xiàn)信號的自相關(guān)運算,因此需要考慮以下條件:相干的基本條件:
否則不能進行相關(guān)運算。
單值測量條件:這是由最大相移為2
決定的,相移與頻率的關(guān)系為
簡單微波鑒相器的輸出信號幅度與輸入信號功率成正比
簡單微波鑒相器的輸出信號中有與頻率無關(guān)的直流分量2)
實用的微波鑒相器原理圖
鑒相輸出信號,特點:l
在[0,2
]無模糊l
沒有與頻率無關(guān)的直流分量輸出可用于模擬測頻:
2.極性量化器
相關(guān)器輸出是兩路正交的正弦電壓,把它們加到兩個電壓比較器上,進行極性判決,稱為量化。對輸入信號按照極性量化輸出對量化區(qū)間直接編碼極性量化直接用于UI、UQ,只能得到n=4利用三角公式:
對已有的UI、UQ用不同的進行加權(quán)求和,可以得到不同的相位細劃和極性量化后的區(qū)間細劃。如:
=
/4,可得到n=8,為3bit量化器再選
=
/8,可得到n=16,為4bit量化器
以此類推,通過對UI、UQ及其加權(quán)系列的極性量化,可以不斷提高數(shù)字測頻的精度。多bit量化器的頻率分辨率與相位分辨率之間滿足其中
F是瞬時帶寬。單路量化的頻率分辨率不高,實際中使用多路量化器。
3.多路鑒相器的并行運用
為了同時滿足測頻范圍和頻率分辨率的要求,采用多路方式,兩路鑒相器如圖示:
兩路都是3bit量化器。第一路延遲線延遲時間為T,第二路延遲時間為4T。短延遲輸出頻率的高位碼,長延遲輸出頻率的低位碼,其頻率分辨率為:
如果選擇k路鑒相器,相鄰遲延比為n(2i),每路鑒相器的相位量化為ibit,最長遲延支路量化為mbit,理論測頻精度為:
在實際中,一般k=3,4,m=4~6,n=4,8。
4.主要技術(shù)參數(shù)l
不模糊帶寬:
F倍頻程或者更高l
頻率分辨率:1~2MHzl
測頻精度:1~2MHzl
頻率截獲概率:1l
頻率截獲時間:脈沖重復(fù)周期l
靈敏度:-40dBm~-50dBml
動態(tài)范圍:50~60dB2.4信道化接收機
要點:基本工作原理存在問題
1.基本工作原理
信道化采用大量的并行接收和處理信道覆蓋測頻范圍。1)純信道化接收機2)折疊信道化接收機2)時分制信道化接收機
1)純信道化接收機原理純信道化接收機工作原理(續(xù))第一分路器:第一中放帶寬:
第一中頻頻率:第一本振組:
第二分路器
:第二中放帶寬
:第二中頻頻率:第二本振組
:純信道化接收機工作原理(續(xù))以此類推:第k分路器:第k中放帶寬:
第k中頻頻率:
第k本振組(低外差):
頻率分辨力:根據(jù)接收信號通過的各檢測信道
進行頻率估計:純信道化接收機的波段分路器個數(shù)是
2)折疊信道化接收機
每層中頻輸出取和后再分路,分波段只設(shè)一個通道,減少了設(shè)備量。缺點是有交迭模糊3)時分制信道化接收機
每層中頻輸出由信訪開關(guān)轉(zhuǎn)換,有漏失
3.1概述目的方法主要技術(shù)指標
1.測向的目的信號分選識別引導(dǎo)干擾指示威脅方向引導(dǎo)殺傷武器輔助定位2.測向的方法1)根據(jù)測向原理測向方法分為:a)振幅法測向:利用信號的相對幅度大小,確定信號的到達方向。主要方法有:最大信號法等信號法比較信號法b)相位法測向利用信號的相位差大小,確定信號的到達方向2)根據(jù)波束掃描測向方法分為a)同時波束法利用多個獨立天線實現(xiàn)b)順序波束法利用窄波束天線連續(xù)搜索實現(xiàn)3.
主要技術(shù)指標1)
測角精度和角度分辨力2)
測角范圍、瞬時視野、角度搜索概率和搜索時間3)
測向系統(tǒng)靈敏度和動態(tài)范圍3.2振幅法測向
全向振幅單脈沖測向
多波束測向1.全向振幅單脈沖測向技術(shù)
全向振幅單脈沖系統(tǒng)使用N個相同方向圖函數(shù)的天線,均勻分布到360度方向。四天線全向振幅單脈沖原理如圖基本特點:N個同方向圖天線均勻分布在[0,2
]方位內(nèi),天線方向圖函數(shù)為:每個天線分別聯(lián)接接收機,接收機為:射頻放大+檢波+對數(shù)視放信號處理方法有相鄰比幅和全方向比幅兩種。2.相鄰比幅法信號方向
位于兩相鄰天線間:如圖示相鄰比幅法(續(xù))系統(tǒng)輸出對數(shù)電壓比由R反解可以得到
,采用高斯方向圖函數(shù)時k=1時得到相鄰比幅法(續(xù))反解得到對
求全微分,得到系統(tǒng)測向誤差為可見,波束越窄、天線越多,誤差越小。但波束越窄交點損失L越大。給定的交點損失L(dB),波束寬度為:
3.全方向比幅法對各天線的輸出取加權(quán)和其中,
,超過此范圍時按照2
取模。無模糊方向估計全方向比幅測向法的主要優(yōu)點是,對各種天線函數(shù)的適應(yīng)性強,測向誤差小,沒有強信號造成的虛假測向,但信號處理復(fù)雜,不能進行多信號測向。4.多波束測向技術(shù)多波束測向系統(tǒng)由N個同時的窄波束覆蓋測向范圍
AOA,它有兩種形成方法:集中參數(shù)微波饋電網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的多波束天線陣;空間分布的饋電構(gòu)成的多波束天線陣。
典型的集中參數(shù)的微波饋電網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的多波束天線陣是羅特曼透鏡。
多波束測向技術(shù)(續(xù))如圖示
多波束測向技術(shù)(續(xù))N元線陣在
方向的輸出為:相位差為:經(jīng)過li長度的傳輸線,引起傳輸相差:經(jīng)透鏡在j輸出口的輸出:
,j=0,1,…N-13.3相位法測向1.數(shù)字式相位干涉儀測向
線性相位多模園陣測向
數(shù)字式相位干涉儀測向
1.數(shù)字式相位干涉儀測向
1)
單基線相位干涉儀測向在原理上相位干涉儀可以實現(xiàn)對單脈沖的測向,因此又稱為相位單脈沖。下面利用單基線的相位干涉儀說明其原理,如圖數(shù)字式相位干涉儀測向(續(xù))天線陣輸出信號相位差正交相位檢波輸出
測向輸出無模糊測角范圍[-
max,
max]:l越長精度越高,但無模糊測角范圍越小。數(shù)字測向:對US、UC極性量化,形成編碼輸出。2)一維多基線相位干涉儀測向在多基線相位干涉儀中,利用長基線保證精度,短基線保證測角范圍。3基線相位干涉儀原理圖如下:一維多基線相位干涉儀測向(續(xù))其中0天線為基準天線,它與其它天線的基線長度分別為l1、l2、l3,且滿足經(jīng)過鑒相得到6個輸出信號:其中:
一維多基線相位干涉儀測向(續(xù))這6路信號經(jīng)過加減電路,極性量化器,校正編碼器產(chǎn)生8bit方向碼輸出,其方法與比相法瞬時測頻接收機類似。設(shè)基線數(shù)為k,相鄰基線長度比為n,最長基線編碼器的量化位數(shù)為m,則測向精度為相位干涉儀測向具有較高的測向精度,但測向范圍不能覆蓋全方位,而且沒有同時信號分辨能力。同時必須先對信號進行頻率測量,才能進行方向測量。
2.線性相位多模圓陣測向線性相位多模圓陣是全向測向系統(tǒng),其原理如圖示:線性相位多模圓陣測向(續(xù))當信號從
方向得到天線陣面時,在個陣元上的激勵電壓為其中U為接收的復(fù)信號,對天線輸出信號進行加權(quán)合成,得到園陣天線輸出為:4.1概述1.信號處理的任務(wù)
偵察系統(tǒng)的前端擔(dān)任預(yù)處理任務(wù),輸出實時脈沖描述字流{PDW}。信號處理的任務(wù)是對{PDW}進行信號分選、參數(shù)估計、存儲、記錄和其它任務(wù)。實時脈沖描述字流的組成和數(shù)據(jù)格式與偵察系統(tǒng)的組成和性能有關(guān)。典型情況下為:
2.信號處理的主要技術(shù)指標
1)可分選識別的雷達輻射源類型和可信度
輻射源類型分為:信號類型工作類型信號類型:按照雷達發(fā)射信號的調(diào)制類型分類,具體如下:
具體如下:工作類型:與雷達的功能、用途、工作體制和工作狀態(tài)等可分選和識別的輻射源類型與偵察系統(tǒng)功能和用途有關(guān):電子情報偵察(ELINK):可分選和識別的輻射源類型多;電子支援偵察(ESM):主要是當前戰(zhàn)場上對我方有一定威脅的敵方雷達;雷達尋的和告警系統(tǒng)(RHAW):主要是對我形成威脅的火控、近炸、制導(dǎo)和末制導(dǎo)雷達??尚哦龋嚎己诵盘柼幚碜R別分選識別結(jié)果的質(zhì)量指標。
1)
可測量和估計的雷達輻射源參數(shù)、參數(shù)范圍和估計精度
參數(shù)名稱計量單位參數(shù)范圍估計精度參數(shù)來源輻射源方位
0
~3603
分選后PDW統(tǒng)計估值信號載頻MHz500~400003分選后PDW統(tǒng)計估值脈沖寬度
s0.05~5005x10-2分選后PDW統(tǒng)計估值脈沖重復(fù)周期ms0.01~1001x10-4分選后PDW相關(guān)統(tǒng)計天線掃描周期s0.005~601x10-3分選后PDW相關(guān)統(tǒng)計脈內(nèi)頻率調(diào)制見信號類型的頻率調(diào)制類由脈內(nèi)信號分析電路統(tǒng)計脈間頻率調(diào)制檢測跳頻范圍、頻點和頻率轉(zhuǎn)移概率矩陣分選后PDW相關(guān)統(tǒng)計脈內(nèi)相位調(diào)制見信號類型的相位調(diào)制類由脈內(nèi)信號分析電路統(tǒng)計重復(fù)周期調(diào)制檢測調(diào)制類型、范圍和周期轉(zhuǎn)移矩陣分選后PDW相關(guān)統(tǒng)計脈沖寬度調(diào)制檢測脈寬調(diào)制數(shù)值和脈寬轉(zhuǎn)移概率矩陣分選后PDW相關(guān)統(tǒng)計天線掃描調(diào)制檢測掃描周期、照射時間、掃描調(diào)制方式分選后PDW相關(guān)統(tǒng)計2)
信號處理時間兩類信號處理時間:對指定雷達信號的處理時間TSP是從前端輸出指定的脈沖描述字流開始,到產(chǎn)生對該輻射源分選和識別結(jié)果,并達到指定的分選和識別概率、參數(shù)估計精度所需要的時間。對指定信號環(huán)境中個雷達信號的平均處理時間對指定的雷達輻射源信號環(huán)境中的N部雷達輻射源處理時間的加權(quán)平均:
信號處理時間要求:
ELINK:較長或者非實時
ESM:實時處理,較短
RHAW:實施處理,最短
信號處理時間與信號分選、識別、參數(shù)估計精度、信號環(huán)境等因
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