复杂电磁环境中雷达目标识别

　
1.1　复杂电磁环境的定义以及与信息化条件的关系信息化作战背景主要是指复杂电磁干扰环境下的作战环境,即所谓的复杂电磁环境。对复杂电磁环境的严格定义目前还没有统一,但各种非学术性的刊物上出现了不少对复杂电磁环境的定义。所谓复杂电磁环境,概括的说,就是在一定的作战时期内人为电磁发射和多种电磁现象的总和。构成复杂电磁环境的主要因素主要有敌、我双方的电子对抗,各种武器装备所释放的高密度、高强度、多频谱的电磁波,民用电磁设备的辐射和自然界产生的电磁波等。具体地说,所谓的复杂电磁环境是指信息化战场上在交战双方激烈对抗条件下所产生的多类型、全频谱、高密度的电磁辐射信号,以及己方大量使用电子设备引起的相互影响和干扰,从而造成在时域上突发多变、空域上纵横交错、频域上拥挤重叠,严重影响武器装备效能、作战指挥和部队作战行动的无形战场环境。复杂电磁环境主要包括军用装备电磁辐射及侦搜环境、民用电子设备电磁辐射环境、自然电磁辐射环境。
1.2　复杂电磁环境的特点
电磁环境的复杂化是随着电子技术的发展和电子技术在武器装备的不断运用而随之产生的。复杂化主要体现在军用、民用的电磁使用活动增多;交战双方对电磁频谱的依赖使得双方为争夺制电磁权而使用的干扰和反干扰的装备和技术手段增多;电磁频谱波段增多,几乎涵盖了整个电磁频谱波段等等。

除了这些人为的电磁活动以外,还存在自然电磁活动,主要有太阳系和星际电磁辐射,地球和大气层电磁场,雷电及其电磁脉冲等。所有这些共同构成了复杂的电磁环境,其中人为的有意干扰造成的电磁环境是主要部分,也是对信息化条件下作战影响最大的部分。其主要特征是:
(1)广泛性
交战双方为削弱对方电子战能力、降低或破坏对方电子设备的使用效能,同时保障己方设备效能的正常发挥,将会采取各种措施,在陆地、海上、空中乃至太空等多维空间展开争夺电磁频谱主导权的斗争,对象涉及无线电通信、雷达、制导、导航、声纳和电信、广播、电视等各种电子设备,范围遍及整个电
磁频谱空间。
(2)密集性
在一定的空域、时域、频域上,军地大量电子设备同时集中使用,电磁波十分密集,工作频率非常集中,导致作战区域内的电磁环境十分复杂。
(3)动态性
在信息化战场上,交战双方为保持通信联络畅通和作战指挥的不间断,必将不断使用新体制雷达、电台和新的通信频率,致使战场电磁频谱环境随双
方在电磁频谱领域斗争态势不断变化而变化。
(4)对抗性
在未来战争中,为准确掌握敌方的作战行动,交战双方将加强对电子设备的侦察监视,并对指挥、通信、雷达等系统实施软硬打击,侦察与反侦察、干扰
与反干扰、压制与反压制、摧毁与反摧毁的斗争将十分激烈,电子信息系统将工作在激烈对抗的电磁环境中。
1.3　复杂电磁环境对作战行动的影响
在信息化战场上,电磁环境已经渗透于战场感知、指挥控制、作战协同等方方面面,对判断决策的正确、作战效能的发挥,甚至战场建设等都产生了十分广泛而深刻的影响。总起来说,这些影响主要表现在以下几个方面:
(1)复杂电磁环境增强了战场感知的困难;
(2)复杂电磁环境制约了指挥控制的效率;
(3)复杂电磁环境增加了作战保障的难度;
(4)复杂电磁环境影响了作战效能的发挥。
其中,最直接最先受到的影响就是复杂电磁环境对己方对战场环境感知和把握能力的制约。敌方的电子干扰使雷达丧失战斗力将使我方成为"瞎子",无法对己方目标进行指挥;无法区分敌我目标

2.2　低旁瓣和超低旁瓣天线技术
当波束足够窄,旁瓣足够低时,雷达将只接收目标回波信号,而将目标周围空间的各种干扰抑制掉,能够提高雷达接收的信干比。要想使雷达能在严重地物干扰和电子干扰环境中有效工作,必须尽可能采用低旁瓣的天线。低旁瓣和超低旁瓣天线还能有效避免雷达遭反辐射导弹的袭击。
2.3　旁瓣消隐和旁瓣对消技术
雷达天线旁瓣的存在,使敌方能够实施旁瓣干扰,而且很强的干扰甚至能形成全方位的干扰扇面。为了消除从旁瓣进入的干扰,可采用旁瓣消隐和自适应旁瓣对消技术。
2.4　天线自适应抗干扰技术
天线自适应抗干扰技术就是根据信号与干扰的具体环境,自动地控制天线波束形状,使波束主瓣最大方向始终指向目标而零值方向指向干扰源,以便能最多地接收回波能量和最少地接收干扰能量,使信干比最大。
2.5　功率对抗技术
在电子防卫中,功率对抗是抗有源干扰特别是抗主瓣干扰的一个重要措施。通过增大雷达的发射功率、延长在目标上的波束驻留时间或增加天线增益,都可增大回波信号功率、提高接收信干比,有利于发现和跟踪目标。功率对抗的基本方法包括:增大单管的峰值功率;采用脉冲压缩体制;功率合成;波束合成;提高脉冲重复频率。
2.6　频率选择技术
频率选择就是利用雷达信号与干扰信号频域特征的差别来滤除干扰。当雷达迅速地改变工作频率,跳出干扰频率范围时,就可以避开干扰。常用频率选择的方法有: 选择靠近敌雷达载频的频率工作;开辟新频段;快速调频;频率捷变;频率分集。
2.7　恒虚警处理技术
恒虚警处理是指在噪声和外界干扰强度变化时使雷达虚警概率保持恒定的一种技术措施。在自动检测系统中,采用恒虚警处理技术可使计算机不致因干扰太强而出现饱和;在人工检测雷达中,恒虚警处理技术能在强杂波干扰下,实现显示器画面清晰、便于观测。目前常用的恒虚警率处理方法可分为慢门限恒虚警率处理和快门限恒虚警处理两大类。
虽然雷达抗干扰技术已经得到飞速的发展,但是日益复杂的电磁环境干扰技术及对雷达的抗干扰能力提出了更高的要求,迫切要求研究新的技术、新的体制来增强雷达的生存能力与作战能力。
3　发展中的新技术、新体制用于提高雷达目标识别的能力
近几年来我国加大了电子抗干扰技术科研的投入力度,使我国在雷达新技术上有了一些突破,相继出现了一些新技术、新体制,这些技术体制部分已经得到应用,大大提高了我军装备的信息化水平和在复杂电磁环境下的生存能力。主要有:
3.1　无源雷达探测技术
无源雷达又称为被动雷达,无源雷达本身不辐射信号,而是利用敌方目标上的雷达、通信、导航、干扰等设备辐射的电磁波实现对目标的识别、定位和跟踪。由于无源雷达不辐射信号所以能够很好地隐蔽,具有较强地抗反辐射导弹的能力,对隐身目标也有很好的发现能力。
3.2　合成孔径雷达技术
合成孔径雷达是一种利用相干成像原理对目标进行成像来检测识别目标的雷达。合成孔径雷达能够对目标进行成像,利用目标的形状来对目标直接进行识别,提高了抗欺骗干扰的能力。
3.3　雷达组网技术
由于不同雷达的工作体制、频率、极化、信号参数等都不同,并且占据了较大的空域,因而不可能同时受到敌方严重的干扰。将这些雷达合理地组成雷达网,高低空域、远中近程合理搭配,可以利用网内不受干扰或只受到轻微干扰的雷达提供的数据来发现、跟踪目标,以此实现强干扰下对敌方目标的识别、跟踪和攻击。显然, 雷达网中必须配备有可靠的通讯设备、精确的坐标转换系统和高效的指挥控制系统。
3.4　双(多)基地雷达技术
双(多)基地雷达采用收、发基地分置,利用接收基地接收目标对发射信号的侧向散射来确定目标的位置。由于接收基地不辐射电磁波,处于隐蔽位置,通常不会受到强烈的电磁干扰,同时也能有效抗反辐射导弹的攻击,此外还能识别隐形目标。
4　结束语
综上所述,复杂电磁环境对雷达目标识别影响非常大。在复杂电磁环境方面的研究我国与发达国家的差距还很大。发达国家对复杂电磁环境下的作战、训练、装备、技术、人才的研究起步较早,现在已经取得了一大批成果,其中大部分已经运用到实际装备上。在这方面我国已经处于落后的局面,只有调动一切积极因素迎头赶上,不断缩小差距,才能在未来信息化条件下的局部战争中立于不败之地。