第４期 ２０１２年８月 雷达科学与技术 Ｒａｄａｒ ＳｃＩｅｎｃｅ ａｎｄ ＴｅｃｈｎｏＩｏｇｙ ＶｏＩ．１０ Ｎｏ．４ Ａｕｇｕｓｔ ２０１２
机载雷达有源干扰扇面分析与估算
平殿发，刘志远，张韫
（海军航空工程学院电子对抗教研室，山东烟台２６４００１）
摘 要：有效干扰扇面是指在干扰扇面内最小干扰距离上千扰信号应能压制雷达目标回波信号的扇 面，是电子干扰系统重要战术指标之一。建立了机载有源压制干扰下雷达有效干扰扇面的计算模型。在对 雷达方向图合理简化的基础上，推导出更加精确的干扰扇面和有效干扰扇面的估算公式。针对机载电子干 扰设备的三种典型运用方式进行了分析和计算机仿真，得到了有效干扰扇面与干扰距离及Ｉ／Ｉ标到雷达距离 的关系，可以为干扰机的部署和飞机突防提供理论依据。 关键词：机载雷达；有源干扰；干扰扇面；有效干扰扇面；估算
中图分类号：ＴＮ９５９．７３；ＴＮ９７２ ．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—２３３７（２０１２）０４—０４４３—０５
Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｉｒｂｏｒｎｅ Ｒａｄａｒ Ａｃｔｉｖｅ Ｊａｍｍｉｎｇ Ｓｅｃｔｏｒ
ＰＩＮＧ Ｄｉａｎ—ｆａ，ＬＩＵ Ｚｈｉ—ｙｕａｎ，ＺＨＡＮＧ Ｙｕｎ （ＥＣＭ Ｔｅａｃｈｉｎｇ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｓｅｃｔｉｏｎ，Ｎａｖａｌ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌ ａｎｄ Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｔａｉ ２６４００１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｊａｍｍｉｎｇ ｓｅｃｔｏｒ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｔａｃｔｉｃａｌ ｉｎｄｅｘｅｓ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅ ｓｙｓｔｅｍ， ｗｈｉｃｈ ｒｅｆｅｒｓ ｔｏ ｔｈｅ ｓｅｃｔｏｒ ｗｉｔｈｉｎ ｊａｍｍｉｎｇ ｓｅｃｔｏｒ ｗｈｅｒｅ ｊａｍｍｉｎｇ ｓｉｇｎａｌ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ａｂｌｅ ｔｏ ｃｏｖｅｒ ｕｐ ｒａｄａｒ ｅｃｈｏ ｓｉｇｎａｌ ａｔ ｔｈｅ ｍｉｎｉｍｕｍ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ．Ａ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｂｕｉｌｔ ｆｏｒ ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｒａｄａｒ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｊａｍｍｉｎｇ ｓｅｃｔｏｒ ｕｎｄｅｒ ａｉｒｂｏｒｎｅ ａｃｔｉｖｅ ｐｒｅｓｓｉｎｇ ｊａｍｍｉｎｇ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅ ｍｏｒｅ ｐｒｅｃｉｓｅ ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ ｆｏｒｍｕｌａｓ ｏｆ ｊａｍｍｉｎｇ ｓｅｃｔｏｒ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｊａｍｍｉｎｇ ｓｅｃｔｏｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓｉｍｐｌｉｆｙｉｎｇ ｔｈｅ ｒａｄａｒ ｐａｔｔｅｒｎ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｒｅｅ ｏｐ— ｅｒａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌｓ ｏｆ ａｉｒｂｏｒｎｅ ｊａｍｍｉｎｇ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｒｅ ｍａｄｅ ｔｏ ａｃｑｕｉｒｅ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎ ａｂｏｕｔ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｊａｍｍｉｎｇ ｓｅｃｔｏｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔａｒｇｅｔ ａｎｄ ｒａｄａｒ，ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ａｉｒ— ｂｏｒｎｅ ｊａｍｍｅｒ ｄｉｓｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ａｉｒｃｒａｆｔ ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｉｒｂｏｒｎｅ ｒａｄａｒ；ａｃｔｉｖｅ ｊａｍｍｉｎｇ；ｊａｍｍｉｎｇ ｓｅｃｔｏｒ；ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｊａｍｍｉｎｇ ｓｅｃｔｏｒ；ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ
１ 引言
干扰信号在雷达环视显示器荧光屏上打亮的
扇形区称为干扰扇面。有效干扰扇面是指在干扰 扇面内最小干扰距离上干扰信号应能压制雷达目
标回波信号的扇面。有效干扰扇面是电子干扰系 统重要战术指标之一。如随队支援干扰掩护飞机
编队时，应使有效干扰扇面足以掩盖住目标，使雷 达不能发现或瞄准目标，这直接关系到飞机编队 的安全和任务的完成。
许多科技报告直接引用文献［１］给出的干扰
扇面计算公式。然而，影响干扰扇面的因素众多， 尤其是对干扰扇面影响显著的雷达天线方向图是
十分复杂而且不易获得的，不同雷达的天线方向
收稿日期：２０１１－１０—１７；修回日期：２０１１－１１－２５ 图之间也存在很大差异，导致直接引用该公式容
易引起较大的误差甚至错误。本文在对雷达方向
图合理简化的基础上，推导出更加精确的干扰扇 面和有效干扰扇面的计算公式。针对机载电子干
扰设备的三种典型运用方式进行了分析和计算机
仿真，得到了有效干扰扇面与干扰距离及目标到 雷达距离的关系。可以为干扰机的部署和飞机突 防提供理论依据。
２有效干扰扇面的计算模型
２．１干扰扇面的计算模型
雷达环视显示器通常调整在接收机内部噪声
电平刚刚不能打亮荧光屏而只有超过噪声电平的
目标信号电压才能在荧光屏上形成亮点的状态。
４４４ 雷达科学与技术 第ｌｏ卷第４期
干扰机可以提供高：＿ｒ作比的噪声干扰也可以提供
低工作比的欺骗性ｆ扰脉冲以掩护已方飞机，本 文的讨论立足于噪声干扰方式心 。干扰机要达到
如图ｌ所示宽度为０ｊ的干扰扇面，则干扰机功率必 须保证在雷达天线方向图的０角（ ＝＝＝０ｊ／２）方向上 进人雷达接收机的干扰信号电平大于接收机内部
噪声电平的一定倍数。
雷
雷达显示器
阁１ 干扰扇面关系图
由图１可见，进入雷达接收机输入端的干扰信
号功率为 Ｐ ： （１）Ｒ Ｂ Ｌ （４ ７ｃ） ． …
式中，Ｐ．为干扰机发射功率；Ｂ 为雷达接收机带 宽；Ｂ；为干扰信号带宽；ｙ 为干扰信号对雷达天线
的极化损失；Ｒ 为干扰机到雷达的距离；Ｌ 为干扰
机传输损耗因子；Ｇ （ ）为干扰机天线增益函数； Ｇ．（ ）为雷达接收天线的增益函数。对干扰机而
言，一般电子侦察引导的角度误差小于干扰机波 瓣宽度 ｊ，干扰天线主瓣始终对准雷达方向，即
Ｇｊ（∞）一Ｇｊ。 设雷达接收机内部噪声等效到输入端功率为 Ｐ ，如进入接收机输入端的干扰信号功率Ｐ ，满足
Ｐ ≥ ｎＰ ，则干扰机在雷达环视显示器形成ｏｊ的 干扰扇面的亮点状态。
Ｐ 一 ≥ Ｐ Ｒ Ｂ （４ ７ｃ）。 ，Ｌ． …” …
Ｇ ）≥Ⅲ（ （３）
如已知雷达接收天线的增益函数Ｇ （ ），干扰
扇面ｏｊ（０ｉ＝２０）可由式（３）求取。
２．２ 有效干扰扇面的计算模型
假设雷达、干扰机和目标的对应关系如图２所
示，雷达接收目标回波信号为Ｐ 。
Ｐ 一 （４） 式中，Ｐ 为雷达发射功率；Ｒ 为目标剑雷达的距
离；Ｌ 为雷达信号传输损耗因子； 为目标的有效 截面积。
图２ 雷达、干扰机和目标的对应炎系
如果Ｐ ／Ｐ ≥Ｋ，，干扰信号大于雷达目标回 波信号的Ｋ 倍，即干扰信号能压制雷达目标回波
信号，则在雷达环视显示器荧光屏上形成一定的 有效干扰扇面。由式（１）和（４）可得
／ ≥Ｋ４ｎ）Ｒ Ｂ Ｌ／ ㈦ （ ， （４丌）。Ｒ Ｌ 。／ …
Ｇ ）≥Ｋｉ（ １ Ｂｊ每）簧Ｇ （６）
设有效干扰扇面为０ ，那么０ 一２０。由式（６）可
见，０ 不仅与干扰机特性、雷达接收机特性、干扰距
离Ｒ 有关，还与雷达发射功率、目标特性以及目标 到雷达的距离Ｒ 有关。
３有效干扰扇面的分析估算
对式（３）和式（６）的Ｇ．（ ）是雷达天线偏离主
瓣最大方向角０的天线增益，因采用天线的类型不 同而有很大的差别，其函数表达式不是唯一。不失
一般性，在主瓣增益与副主瓣增益之比大于３０ ｄＢ 的情况下，对实际使用的雷达接收天线增益可用 如下简化等效式（７）表示。分析表明较文献［１，４］ 的简化模型更切合实际。 ｆＧ ，０≤ｌ ０ Ｉ≤０ ｓ ２
Ｇ （ ）一Ｊ Ｋ Ｇｔ，００．５／２＜Ｉ ｌ≤０ｒ。（７）
ｌ Ｋ（ Ｕ０．５）。Ｇ ，０ ＜１ ０ ｌ≤１８０。 Ｉ ｒ０ 式中，Ｇ 为雷达天线主瓣增益；０ｏ 为雷达天线波
瓣宽度；０为雷达天线与干扰机连线之间的夹角； ２ 为雷达天线主瓣最大宽度；Ｋ为增益系数，取
值为０．０２～０．１０。设Ｇ ＝３０ｄＢ， 。＝２。，０ 一１０。， Ｋ一０．０２。则雷达天线方向图如图３所示。
４４６ 雷达科学与技术 第ｌＯ卷第４期
标在雷达接收机天线主瓣波束内，Ｇ （臼）一Ｇ 。由式
（９）可知，如果ｌ＜Ｂ备，干扰电平小于雷达目标
［口１波信号电平的一定倍数，不能压制目标回波，则 干扰扇面 一２０—０。
如果１≥Ｂ ，干扰电平大于雷达目标回波信
号电平的一定倍数。这就需要分析ｆ扰机对雷达 接收机天线主瓣边缘和副瓣干扰的情况。 （２） ／２＜０＜０ 情况 如果 ／２＜０＜０ ，雷达接收机天线主瓣边 沿接收干扰机发射的噪声，由式（９）和式（７）可得 ＫＧ ［等］ ≥Ｂ譬Ｇ． …）
则干扰扇面０ （０ 一２０）为
０ｊ 一２ ≤２（ ）
（３）０ ＜０≤Ⅱ情况
如果０ ＜０≤ ，雷达接收机天线副瓣接收到
干扰机发射的噪声，由式（１２）可知，Ｇ （ ）与 无 关，再结合式（９）可得出，若Ｋ［辫］。＞Ｂ譬，干扰
电平大于雷达目标回波信号电平的一定倍数干扰
机能对雷达在全方位压制干扰，干扰扇面０ 一２ｒｅ。 （４）有效干扰扇面估算公式
由以上分析可得，有效干扰扇面（ 一２０）估算 公式为 。， 击＜ ｆ 古＜
＝｛２（百Ｋ）ｌ ，￣Ｋ－ ＬＵ一５。≤筹≤古（１６）
鲁［鬻 ＞箸
３．３ 三种运用方式下的有效干扰扇面分析
下面主要针对机载电子干扰装备的三种典型 运用方式展开讨论。
（１）自卫干扰 自卫干扰时，Ｒ 一Ｒ 。代人式（１６）并整理可得 自卫有效干扰扇面（ ＝＝＝２０）估算公式为
ｆ０， Ｒ ＜√Ｂ
一ｊ ２（百Ｋ １／￣Ｒ，０ｏ， ≤尺 ≤√ （１７）
Ｊ ２ ， Ｒ＞√等 ０ ｒ０
（２）远距离支援干扰 远距离支援干扰时，干扰距离是基本不变的，
Ｒ 一Ｒ 。有效干扰扇面随雷达与目标之间的距离和 空间位置而变化。代人式（１６）并整理可得支援于 …… …｝。 ｊ … 。。 一 ．１