電子防護(hù)是使雷達(dá)和通信系統(tǒng)不易受電子戰(zhàn)技術(shù)(特別是電子干擾)影響的技術(shù)和方法。本文將介紹和探討雷達(dá)系統(tǒng)的電子防護(hù)問(wèn)題。

電子戰(zhàn)的主要技術(shù)和對(duì)抗措施如表1所示。需要注意的是，表中列出的三種“技術(shù)”(單脈沖、脈沖壓縮和脈沖多普勒)是雷達(dá)實(shí)現(xiàn)其他目的而采用的技術(shù)，但是也可以進(jìn)行電子防護(hù)。當(dāng)波束通過(guò)目標(biāo)時(shí)，會(huì)突然反射一連串脈沖，這就是“回波信號(hào)”。目標(biāo)的角位置取決于探測(cè)到回波信號(hào)的時(shí)間。另一種方法是采用多個(gè)角度偏移的天線饋源(通常3-4個(gè)饋源)感知回波信號(hào)的角度。這種技術(shù)稱為“單脈沖”，通過(guò)比較每個(gè)接收脈沖的多個(gè)饋源輸出可以確定目標(biāo)的角度和高度。如下文所示，這種角度測(cè)量技術(shù)可以對(duì)抗某些類型的干擾。

表1  電子防護(hù)特征與電子戰(zhàn)技術(shù)和對(duì)抗措施

脈沖多普勒雷達(dá)具有相參性，可以確定每個(gè)接收脈沖的頻率。如下文所示，脈沖多普勒技術(shù)不僅可以提高雷達(dá)性能，還可以降低某些電子攻擊(EA)技術(shù)的效能。

脈沖壓縮可以提高距離分辨率。在這個(gè)距離間隔內(nèi)，雷達(dá)不能探測(cè)多個(gè)目標(biāo)。由于施放某些類型干擾的前提是雷達(dá)無(wú)法探測(cè)多個(gè)目標(biāo)，所以減小分辨率單元的間距(脈沖壓縮)，也可以降低誘餌和其他類型干擾的效能。

電子防護(hù)可以采取多種方式降低干擾機(jī)的效能。有些技術(shù)設(shè)計(jì)直接用于減小特定干擾技術(shù)(針對(duì)特定結(jié)構(gòu))的干信比。其他技術(shù)設(shè)計(jì)用于不同的使用目的，但也有降低干擾效能的作用。電子防護(hù)使信號(hào)探測(cè)和識(shí)別更加困難，可以對(duì)抗反輻射導(dǎo)彈，也可以降低電子支援的效能。

超低副瓣

從副瓣干擾一部雷達(dá)系統(tǒng)可以使雷達(dá)失效，使雷達(dá)顯示屏上所有可能的目標(biāo)模糊不清。因此，降低副瓣電平可以使電子支援系統(tǒng)和電子情報(bào)系統(tǒng)，更難探測(cè)、定位和干擾雷達(dá)系統(tǒng)。這有助于減小防區(qū)外或防區(qū)內(nèi)干擾機(jī)的干信比，使雷達(dá)不易受到電子攻擊。

圖1  副瓣隔離與峰值孔徑增益和副瓣平均增益不同

如圖1所示，這是雷達(dá)天線的副瓣平均電平。需要注意的是，與波峰的寬度相比，副瓣之間的零值寬度非常窄，可以有效提高副瓣平均電平。副瓣隔離可以定義為，減小與主瓣波束孔徑增益相關(guān)的副瓣平均增益。圖2說(shuō)明了降低副瓣電平對(duì)燒穿距離的影響。 

圖2  副瓣增益減小12dB，目標(biāo)的燒穿距離翻倍

表2列出了常規(guī)副瓣、低副瓣和超低副瓣天線平均增益的某些典型值。表中還列出了與雷達(dá)天線孔徑增益有關(guān)的副瓣隔離數(shù)值。

通過(guò)降低干擾信號(hào)角度離散范圍內(nèi)的副瓣，可以進(jìn)一步實(shí)施電子防護(hù)。這些技術(shù)稱為副瓣相消和副瓣匿影。

 表2  降低副瓣的等級(jí)

相參副瓣相消器

相參副瓣相消器可以植入雷達(dá)系統(tǒng)中，對(duì)窄帶副瓣干擾信號(hào)特別有效。最常見的窄帶副瓣干擾調(diào)制是連續(xù)波噪聲。

為了對(duì)消每個(gè)副瓣信號(hào)，除了主天線外，還需要安裝一個(gè)輔助天線。如圖3所示，輔助天線副瓣方向的增益必須大于主雷達(dá)天線副瓣方向的增益。 

圖3  相參副瓣相消器有多部輔助天線，可以在副瓣方向獲得比主瓣天線更多的增益

如果輔助天線接收的信號(hào)比主天線接收的信號(hào)強(qiáng)，那么就可以確定這個(gè)信號(hào)是副瓣干擾信號(hào)。副瓣干擾信號(hào)用于生成一個(gè)新信號(hào)，該信號(hào)延遲了半波長(zhǎng)或者180°相位。

當(dāng)這個(gè)相位延遲信號(hào)傳輸?shù)街魈炀€的輸出端時(shí)(如圖4所示)，可以對(duì)消進(jìn)入主天線副瓣的信號(hào)。換句話說(shuō)，這樣非常有效，在主天線角度上形成了一個(gè)零值，從而使主天線不受干擾信號(hào)的影響。 

圖4  如果輔助天線接收的信號(hào)比主天線接收的信號(hào)強(qiáng)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行180°相移并加載到主天線輸出端，可以對(duì)消副瓣響應(yīng)

相位相消取決于波長(zhǎng)，因此這個(gè)過(guò)程只對(duì)窄帶信號(hào)有效(比如噪聲調(diào)制的FM信號(hào))。對(duì)消每一個(gè)干擾信號(hào)都需要一個(gè)獨(dú)立的相位相消器(安裝在一個(gè)獨(dú)立的輔助天線輸出端)。

脈沖信號(hào)的頻譜包括多個(gè)頻譜分量，看起來(lái)像窄帶信號(hào)。因此，一個(gè)單脈沖信號(hào)可以占用多個(gè)相參相消器(采取FM噪聲＋脈沖干擾信號(hào)是對(duì)抗相參副瓣相消器的一種方法)，這樣副瓣相消器的工作效能會(huì)受到影響。

副瓣匿影器

副瓣匿影的目的是消除雷達(dá)接收機(jī)輸入的脈沖干擾信號(hào)。副瓣匿影使用與副瓣對(duì)消相同類型的輔助天線(如圖4所示)。不同的是，副瓣匿影只需要一個(gè)輔助天線就可以應(yīng)對(duì)多部干擾機(jī)。

當(dāng)輔助天線接收的信號(hào)比主天線接收的信號(hào)強(qiáng)時(shí)，可以確認(rèn)該信號(hào)為副瓣信號(hào)。雷達(dá)接收機(jī)輸入端可以在副瓣脈沖期間匿影(如圖5所示)。如果有多個(gè)脈沖信號(hào)從多個(gè)方向進(jìn)入副瓣，單個(gè)匿影器就可以處理所有脈沖信號(hào)。 

圖5  如果副瓣匿影輔助天線接收的信號(hào)比主天線接收的信號(hào)強(qiáng)，證明這個(gè)信號(hào)是干擾信號(hào)，接收該信號(hào)期間主雷達(dá)天線是匿影的

如果一部干擾機(jī)在雷達(dá)脈沖上產(chǎn)生壓制式脈沖，副瓣匿影器將關(guān)閉雷達(dá)，使雷達(dá)不發(fā)射脈沖。這就需要跟蹤威脅雷達(dá)的脈沖重復(fù)頻率(PRF)，并在干擾機(jī)遠(yuǎn)離目標(biāo)的情況下仔細(xì)定時(shí)干擾脈沖。如果壓制式脈沖太寬，相參副瓣相消器(如果雷達(dá)有一個(gè))可能會(huì)起作用。