1、引言

電子對抗在現代戰爭中的作用日趨重要，沒有雷達抗干擾技術的雷達完全失去其發現測定敵人目標的功能。從降低天線旁瓣干擾方面考慮，雷達抗干擾技術主要包括旁瓣對消技術和旁瓣消隱技術，旁瓣對消器在有一個輔助天線的情況下抑制一個干擾源的效果非常好，但是不能抑制虛目標轉發式干擾。因此，需要用另外一種電子反干擾(ECCM)技術對抗不同的干擾，也就是雷達旁瓣消隱技術。

2、雷達旁瓣消隱的實現

2. 1 雷達旁瓣消隱實現的目的

設計超低旁瓣天線是為了使雷達在旁瓣方向上被探測的概率為最小。采用超低旁瓣天線的雷達可實行空間選擇，將干擾限制在主瓣區間;在其他角度范圍內，雷達可正常工作，并可測定干擾機的角度信息，進而利用多站交叉定位技術來測出干擾機的距離數據。

2. 2 雷達旁瓣消隱實現原理

旁瓣消隱也是一種對付旁瓣干擾的技術。它使用一部增益小于主天線主瓣增益而大于主天線旁瓣增益的輔助天線(圖1)。雷達旁瓣消隱(SLB) 采用主通道和副通道兩通道系統，與副瓣對消技術相類似，只是信號處理的方式不同。旁瓣消隱技術的工作原理是每個通道由收發天線、接收機、檢波器和比較器組成，兩路主、輔通道回波信號相減的原理進行幅度比較，然后再選通的原理來消除干擾的，以確定是否消隱主通道信號。主通道天線掃描雷達的天線連續掃描360 度的方位角，通常有一個高增益的主瓣和許多增益遞減的旁瓣。目標回波信號由主通道主瓣進入，一般主瓣最大增益比第一旁瓣最大增益大十幾分貝到幾十分貝，這主要是為了減少副瓣檢測到目標的可能性，同時也減少通過副瓣到達的干擾信號。副天線通常采用弱方向性的全向天線，其增益大于主天線旁瓣的增益，但小于主天線主瓣的增益。如果不考慮噪聲和波程差，主天線副瓣進入的干擾信號可以完全屏蔽掉，但由于存在噪聲和主副天線的波程差，干擾信號往往不能完全屏蔽掉，但已經在很大程度上降低虛警概率。如圖1 所示，A 天線主瓣中信號增益比在B 天線中的增益大。對于主天線旁瓣中任一處信號，B 天線的增益比A 天線的大。

圖1

圖2

圖2中，A、B 天線均與自己的接收機連接，主、輔通道接收到的回波信號同時送給比較器，在接收機的輸出端比較兩路信號的幅度電平。如果A 路接收機中的回波信號的視頻幅度大于B 路接收機中的信號幅度，則雷達會正確得出如下結論：信號進入天線對準目標的接收機，爾后信號經過選通進入信號分析電路：如果A 路接收機中回波信號視頻幅度小于B 路接收機中回波信號視頻幅度，則產生一消隱觸發脈沖加到消隱脈沖產生器，并由消隱脈沖產生器產生一具有適當寬度的副瓣消隱脈沖加到選通器，當消隱脈沖出現時，即表示雷達受到從副瓣進入的干擾，這時選通器被關閉，則副瓣干擾被消隱掉，否則消隱脈沖不出現，則選通器始終被打開，主信道接收到的回波信號被送去正常的檢測和顯示。當采用這種雷達抗干擾技術時，即當雷達A 天線即主天線接收弱小回波信號的幅度可能小于輔助天線接收到的干擾信號的幅度時，則選通器被關閉，雷達丟失掉對小目標檢測顯示的機會。旁瓣的脈沖信號的幅度比B 路接收機中信號幅度小，于是到不了信號分析電路和雷達顯示器。

在這種情況下，對主波束目標探測的唯一危害是當旁瓣產生的一個脈沖與主波束中一個真實目標信號同時刻到達雷達時，但發生這種情況的可能性很小。因為相對于雷達來說，主波束目標和旁瓣產生源在兩處不同的位置上。

3、旁瓣消隱工程實現

低副瓣天線和旁瓣消隱技術是新體制雷達的一項抗干擾措施，為降低發射波束的副瓣，在仰角方向上采取了加權，這樣可以更有效地對付反輻射導彈；采用了相干多普勒處理和自適應數字動目標顯示技術，低波束覆蓋用動目標顯示，下視用多普勒濾波，高波束位置用邊瓣零值消除地雜波。

圖3

圖3為旁瓣消隱在信號處理系統中的工程實現框圖。圖中波束形成插件主要完成30 路接收通道的數字波束形成功能，形成10 個波束覆蓋35 度的仰角范圍。由于通道的不一致性，影響波束形成的性能，嚴重時導致波束無法形成，因而需要進行雷達系統的接收校正和發射校正，這項工作也是在波束形成插件完成。多路接收機進行波束合成之前，首先需要對各個通道數據的幅度和相位進行校準，這個校準的計算工作由通用DSP 器件完成。通用DSP 器件在校準期間將各個接收機輸出的幅度和相位記錄下來，經過一定計算后形成各個接收通道校正需要的系數。DSP 將波束指向和加權系數等系數合成，形成波束形成的系數，供數字波束形成實時處理采用。輔助通道包括幅相監測、旁瓣匿影等處理的通道。通用DSP 主要作通道校正處理，對校正系數、自適應對消權系數求解處理等內容。DBF 基本處理數學模型如式（1）

（1）

式中，X為多路陣元通道回波信號；C為通道校正系數；W為加權系數，一般系數對稱且為實數；S為波束指向系數；B為DBF 合成以后的各波束數據。最后將旁瓣消隱通道和主通道一起進行合成后送到后續脈沖壓縮處理單元。

4、目標顯示雷達與SLB 兼容問題

在動目標顯示(MTI) 雷達中，假定雜波抑制濾波器采用二次對消(即三脈沖對消)，則MTI 雜波抑制濾波器輸出信號可寫為U=A-2B+C ；式中C為當前雷達發射脈沖周期某個距離單元的回波信號幅值，B為前一個雷達發射脈沖周期同一個距離單元的回波信號幅值，A為前二個雷達發射脈沖周期同一個距離單元的回波信號幅值。顯然，只要這三個周期同一個距離單元的回波信號都到達，且幅值相等(即為固定雜波干擾信號)，則經過MTI 雜波抑制濾波后，輸出為零，即將固定雜波干擾抑制掉。如果在這三個周期中，正好某個周期的此距離單元出現旁瓣消隱脈沖，則雷達主接收通道被關閉，于是就丟掉一個周期的回波信號。這時非但不能抑制掉固定雜波干擾，而且還會有輸出，即產生一個假目標。普通脈沖雷達探測和跟蹤低空、超低空入侵的目標較為困難，這是雷達“四大對抗”中的一個重大課題。為此需要研制全相參雷達。對全相參雷達而言，其發射信號和本振信號均是由同一個頻率綜合器產生的，而信號之間保持著嚴格的相位關系，只有這樣，才能保證全相參。旁瓣消隱是抗從副瓣進入干擾的有效技術，而MTI技術則是全相參MTI雷達抑制固定雜波干擾的有效技術。因此，要想同時使用，就必須解決二者的兼容問題。在進行旁瓣消隱與MTI 兼容設計時，必須解決兩個問題：一是當產生旁瓣消隱脈沖時，應連續產生n+1 (n為對消次數)個周期的消隱脈沖，閉鎖n+1個周期回波的輸出。二是消隱脈沖出現時，對應的那個距離單元才被連續閉鎖n+1個周期，其它距離單元不受影響。

5、結束語

旁瓣消隱系統防止從雷達天線副瓣進入的干擾信號效果明顯，而且如果副天線的增益選擇得當也不會降低主瓣檢測目標的能力，但它并不能消隱主瓣進入的干擾信號。在存在噪聲和波程差的情況下，只能消隱部分干擾信號，改善的效果可以由改善因子體現出來。信噪比和固定相移對改善因子有影響。旁瓣消隱技術無法對付連續波或噪聲干擾，這時就需要采用旁瓣對消技術。雷達之所以具有很強的抗干擾和抗雜波的能力，是因為其天線具有很低的旁瓣電平且裝有旁瓣消隱或旁瓣對消的附加通道以及對干擾源的跟蹤可實現天線方向圖自適應調零。由于相控陣天線由獨立輻射單元或子陣列所組成，所以它在電子對抗環境下可得到最佳的自適應天線方向圖。相控陣雷達的數字波束形成接收機是采用數字技術實現瞬時多波束及實時自適應處理的裝置。它在形成瞬時多波束的同時，能對干擾源自適應調零并得到超高分辨率和超低旁瓣的性能，因而能非常有效地對付先進的綜合性電子干擾。此外，相控陣雷達的波形和閉鎖時間可以根據雜波環境要求進行調整。因此，相控陣無疑是一種極為優良的雷達反對抗體制。

作者：胡可欣 胡愛明，中國電子科技集團公司第38研究所總體部