随机捷变频雷达抗干扰性能分析与仿真

第２５卷第６期

２０１１年ｌ２月

文章编号：１６７３．８６９１（２０１１）０６．０４１２．０３

空军雷达学院学报

Ｊｏｕｒｎａｌ Ｏｆ Ａｉｒ Ｆｏｒｃｅ Ｒａｄａｒ Ａｃａｄｅｍ

Ｖ＿０１．２５ Ｎｏ．６

Ｄｅｃ．２０１１

随机捷变频雷达抗干扰性能分析与仿真

杨春山， 刘 捷， 杨建华

（空军雷达学院三系，武汉４３００１９）

摘要：为合理评估雷达频率捷变抗干扰性能，基于反电子对抗改善因子ＥＩＦ模型，引入雷达被干扰概率，改

进了干扰频率捷变雷达的有效频带函数，推导了随机频率捷变雷达抗宽带压制干扰、窄带扫频干扰和窄带瞄准干

扰的改善因子；并采用计算机动态仿真技术，开发雷达频率捷变抗干扰仿真分析软件，进行干扰与抗干扰动态仿

真分析．仿真结果验证了雷达被干扰概率和抗干扰改善因子理论公式的正确性．

关键词：雷达抗干扰；捷变频；抗干扰性能；动态仿真

中图分类号：ＴＮ９５８ 文献标志码：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｉ．ｉｓｓｎ．１６７３—８６９１．２０１１．０６．００６

在雷达对抗中，频率捷变（ＦＡ）是雷达抗干扰

的有效措施之一．ＦＡ有脉内ＦＡ、脉间ＦＡ、脉组

ＦＡ ３种方式．在评估其抗干扰性能的过程中，

有许多不确定因素，而在实际考虑问题时，往往

（Ｓ／Ｊ）ｋ－ ＋

式中，尸ｌ为雷达的发射功率；Ｇ 为雷达天线增

益；仃为目标的雷达截面积； 为雷达的工作波

长；Ｒ 为目标距雷达的距离；Ｐ 为干扰机的发

进行了简化．例如在考虑干扰机和频率捷变雷

达的带宽时，真正有效的干扰带宽只是与雷达带

宽相重叠的部分，这是一个动态的过程，但为了

分析问题的方便，往往只考虑与干扰机和雷达固

射功率；Ｇ ）为干扰机天线在雷达方向的增益；

Ｇ 为雷达天线在干扰机方向的增益；Ｒ 为干

扰机距雷达的距离；Ｌ为雷达系统损耗， 为雷

有带宽之间的关系，从而使其评估结果的可信度

大大降低．几十年来，人们为了寻求一种准确度

量雷达抗干扰效果的方法做了大量工作 ，至

今尚未形成统一的度量标准．为了更深入地研

达接收支路损耗；Ｂ 为干扰信号带宽， 为雷

达接收机带宽；Ｐ 为接收机等效输入噪声，强干

扰时可以忽略，则此时Ｄ为各种抗干扰技术措

施改善因子．

究频率捷变雷达的抗干扰性能，通过现有的评估

准则，利用先进的计算机动态仿真技术，对频率

捷变雷达与干扰机的动态抗干扰性能评估过程

进行研究是一个值得考虑的研究方向 ．本文

基于反电子对抗改善因子ＥＩＦ准则 ，研究随机

捷变频雷达抗干扰性能，并利用计算机动态仿真

在雷达频率捷变的情况下，干扰机的带宽

和雷达捷变信号带宽都比较大，所以只有落在雷

达信号的捷变带宽之内的那一段才有效．文献

［４】定义干扰频率捷变雷达时的有效频带函数为

厂 ＇，Ｒ， 熹 （４）

技术进行仿真分析． 式中 为干扰中心频率， 为雷达中心频率，

ＢｊＡ为干扰机带宽， ＦＡ为雷达捷变频带宽，

ＢＪＡｎＢ 表示雷达捷变频带宽与干扰机干扰带

宽重叠的频带宽度．

对宽带压制干扰，干扰机带宽是干扰信号

带宽；对窄带瞄准和窄带扫频等动态干扰，干扰

１干扰有效频带函数

文献［５］提出系统反电子对抗措施（ＥＣＣＭ）评

估的概念，即引入到雷达对抗作战的反电子对抗

改善因子为

ＥＩＦ：

（Ｓ ／Ｊ）ｋ （１）

机带宽不等于干扰信号带宽．因此，式（４）只能

描述宽带压制干扰时的情况．为了便于统一分

式中（ｓ／Ｊ）。和（ｓ／Ｊ）ｋ分别为未采用抗干扰措施和

采用抗干扰措施时雷达输出信干比，分别为

（Ｓ／Ｊ）ｏ－ 十

收稿日期：２０１１ ０６ ０５

析雷达抗宽带压制、窄带扫频和窄带瞄准干扰的

性能，将式ｆ４）改写为

／ ， ，ＢＲ，ＢＦＡ，ＢｊＡ） 厂Ｐ Ｒ Ｊｓ （５）

．

式中

厂Ｐ表示雷达被干扰概率．显然，对宽带压

作者简介：杨春山（１９７２－），男，博士，讲师，主要从事雷达目标特性及雷达系统效能评估研究

第６期 杨春山，等：随机捷变频雷达抗干扰性能分析与仿真４１３

２．３ ＦＡ抗窄带扫频干扰

制干扰，式（５）与式（４）相等．

忽略接收机等效输入噪声，式（２）和式（３）可

改写为

雷达采用ＦＡ抗扫频式干扰也是１个动态抗

干扰过程．扫频式干扰兼具窄带瞄准干扰和宽

（ ＝丽ＰｔＧ２ｔＴ￣２／［ ］（６）

（Ｓ／Ｊ）ｋ－丽ｐｔＧｔ２ｏ－２２／［ ］（７）

带阻塞干扰的特点，通过动态扫描干扰频带，达

到干扰对方雷达的目的．这样，就可以以较窄的

频带干扰宽带工作的雷达，提高了干扰机的功率

通过分析雷达采取抗干扰措施前后的被干

扰概率，可得出相应雷达随机频率捷变抗干扰改

善因子．

２随机频率捷变抗干扰性能分析

２．１ ＦＡ抗宽带压制干扰

此时干扰信号带宽等于干扰机带宽．雷达

不采取ＦＡ措施时，被干扰概率等于１（假设已被

干扰）．雷达采用ＦＡ措施后，此时被干扰概率为

：

（８）

忽略雷达变频后对目标回波信号、雷达性能参数

等的影响，则可得出此时ＦＡ抗宽带压制干扰改

善因子为

Ｄ （９）

２．２ ＦＡ抗窄带瞄准干扰

雷达采用ＦＡ抗窄带瞄准式干扰是一个动态

抗干扰过程，文献［４］建议采用相对捷变因子代

替捷变因子来反映捷变频雷达的动态抗干扰过

程．相对捷变因子定义是：捷变频雷达的捷变带

宽 ＦＡ与捷变周期 的比除以干扰机的干扰

带宽 队与跳频周期 的比，即

ＳＲＦＡ－－ ＢＦＡ ／ＴＦ Ａ（１０）

式（１０）能较好地描述ＦＡ抗窄带瞄准式干扰

的能力，但不能反映雷达采用ＦＡ措施前后的信

干比，需要进行修正．当雷达受窄带瞄准式干扰

时，被干扰概率等于１．雷达采用ＦＡ抗窄带瞄

准式干扰后，雷达被干扰概率为

ｆ，－ —— 一— — （１１ＬｌＪ）Ｊ

式中 为干扰机干扰雷达所需时间，是干扰机

跳频周期与干扰信号到达雷达的延迟时间之

和．显然，当雷达跳频周期小于干扰雷达所需时

间（即干扰机跟不上雷达跳频速度）时，雷达被干

扰概率为０．忽略雷达变频后对目标回波信号、

雷达性能参数等的影响，雷达抗干扰改善因子为

Ｄ （１２）

利用率．扫频干扰虽然以窄带扫描来达到干扰

宽带雷达的效果，但是它仅能干扰频率扫过的区

域，因此仍需具备较宽的干扰带宽；同时，扫频

速度应考虑到雷达系统的反应时间，不能过快．

设干扰机扫频速率为 ，当雷达当前工作

频率处于干扰扫频区域时，干扰滞留于雷达接收

机的时间为

ｆ＝ 丽ＢＲ＋Ｂｓｓ （１３）

式中 为干扰机扫频周期（即完成所有干扰带

宽干扰需要的时间）．

一

般雷达接收机的响应时间为ｔ。＝１／Ｂ ．

为了有效地干扰，干扰频带扫过接收机的时间应

大于或等于雷达接收机的响应时间，且扫频频率

大于雷达的脉冲重复频率．当雷达频率处于干

扰扫过的频率区域时，形成干扰的条件是ｆ ｔ。，

即 ≤ （ ＋ Ｊｓ）．如果满足该干扰条件，则在

１个扫频周期内，雷达被干扰概率为

＝ ＝

ｔ

ＢＲ＋Ｂｊｓ （１４）

雷达采取ＦＡ抗干扰措施后，雷达被干扰概率为

．，Ｐ一—— —一 — （１５）Ｌ１＇）

：

于是得雷达抗窄带扫频干扰改善因子为

Ｄ （１６）

３仿真分析

雷达频率捷变抗干扰是一个动态的过程，为

验证上述理论分析结果的可信度，本文采用计算

机动态仿真技术、开发相关软件平台对雷达频率

捷变抗干扰进行了分析．利用该平台，仿真了随

机捷变频雷达与宽带压制干扰、窄带扫频干扰和

窄带瞄准干扰的动态对抗过程，图１给出了对应

的某次仿真结果．由此可知，理论与仿真结果在

误差范围内是一致的．当改变雷达参数（如跳频

点数、跳频带宽）和干扰参数并进行多次仿真时，

理论与仿真结果仍一致．

经分析可得：①对宽带压制 干扰，雷达被干

扰概率与雷达捷变频带宽以及干扰机与雷达频

带重叠带宽有关，而与雷达跳频点数（假设干扰

４ｌ４ 空军雷达学院学报 ２０１１免

≤ 羹 干带达宽雷扰瞄频达、干性被准带脉扰能干重冲机改扰叠重干善性概带复扰不能率宽周带大与比期、雷宽较，、采达脉有用接间效捷关脉收．变，间而机组③频随与带跳对机雷宽频窄达方带、干率跳式扫扰捷频、信变机干点抗号扰与数雷带窄扫，、

频速率（在形成有效干扰条件下）等无关；采取随

机频率捷变对抗窄带扫频干扰基本无效．

４结束语

基于反电子对抗改善因子ＥＩＦ准则研究了

随机捷变频雷达抗干扰性能，提出了便于统一描

述雷达抗干扰性能的干扰有效频带函数，得出了

雷达随机频率捷变抗宽带压制、窄带瞄准和窄带

扫频干扰的改善因子表达式．采用计算机动态

仿真技术，通过开发相关软件平台进行的仿真分

析，验证了改善因子理论公式的有效性，得出了

一

些有益于雷达抗干扰作战的结论．

参考文献：

［１］黄洪旭，徐晖，张巨泉．动态对抗下捷变频对雷达检测

性能的影响及其抗干扰性能度量研究［Ｊ］．现代雷达，

２００１，２３（５）：１８—２１．

［２］ 黄洪旭，徐晖．雷达捷变频抗干扰性能分析及其评估研

究［Ｊ】＿航天电子对抗，２００１，１７（１）：２１－２４．

［３］李潮，张巨泉，黄炜．干扰频率捷变雷达技术及其效果

度量［Ｊ］．现代雷达，２００４，２６（１）：１０—１３．

［４］ 张巨泉，李潮．频率捷变雷达抗干扰效能评估研究【Ｊ】 ＿

航天电子对抗，２００３，１９（５）：２３．２５．

［５】 Ｊ０ＨＮＳＴｏＮｓ Ｓ Ｌ．ＥＣＣＭ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｆａｃｔｏｒｓ（ＥＩＦ）［Ｊ］．

Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｗａｒｆａｒｅ，１９７４（３）：４１—４５．

Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｎｔｉ－ｊａｍｍｉｎｇ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ

ｏｆ Ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ａｇｉｌｅ Ｒａｄａｒ

ＹＡＮＧ Ｃｈｕｎ—ｓｈａｎ，ＬＩＵ Ｊｉｅ，ＹＡＮＧ Ｊｉａｎ—ｈｕａ

（Ｎｏ．３ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，ＡＦＲＡ，Ｗｕｈａｎ ４３００１９，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒａｄａｒ ａｎｔｉ－ｊａｍｍｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｉｎｄｅｘ ｆｏｒ ｒａｄａｒ ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｅｖａｌｕａ－

ｔｉｏｎ，ａｎｄ ｔｈｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｇｉｌｉｔｙ ｉｓ ａ ｐｒｉｍａｒｙ ａｎｔｉ－ｊａｍｍｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｒａｄａｒ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｆｏｒ ｅｖａｌｕａｔｉｎｇ ｒｅａｓｏｎａｂｌｙ

ｔｈｅ ａｎｔｉ－ｊａｍｍｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｒａｄａｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｇｉｌｉｙｔ，ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ＥＣＣＭ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｆａｃｔｏｒｓ（ＥＩＦ）ｍｏｄｅｌ，

ｔｈｅ ｒａｄａｒ ｊａｍｍｅｄ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｙ ｉｔｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｂａｎｄ ｉｆｍｃｔｉｏｎ ｏｆｊａｍｍｉｎｇ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｇｉｌｅ ｒａｄａｒ ｉｓ

ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ａｎｔｉ－ｗｉｄｅｂａｎｄ ｏｐｐｒｅｓｓｉｖｅ ｊａｍｍｉｎｇ，ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ

ｓｗｅｅｐ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｊａｍｍｉｎｇ ａｎｄ ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ ｓｐｏｔ ｊａｍｍｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｇｉｌｅ ｒａｄａｒ ａｒｅ ｄｅｄｕｃｅｄ．Ｂｙ

ｔａｋｉｎｇ ｈｅ ｔｃｏｍｐｕｔｅｒ ｄｙｎａｍｉｃ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｏｆｒａｄａｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｇｉｌｉｙ ｔａｎｔｉ－ｊａｍｍｉｎｇ

ｉｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｔｏ ｐｅｒｆｏｒｍ ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｊａｍｍｉｎｇ ａｎｄ ａｎｔｉ－ｊａｍｍｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ

ｒｅｓｕｌｔｓ ｖｅｒｉｆｙ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｆｏｒｍｕｌａｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｒａｄａｒ ｊａｍｍｅｄ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｙ ｔｎｄ ａｎｔａｉ－ｊａｍｍｉｎｇ

ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｆａｃｔｏｒｓ．

ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒａｄａｒ ａｎｔｉ－ｊａｍｍｉｎｇ；ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｇｉｌｉｙ；ａｔｎｔｉ－ｊａｍｍｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；ｄｙｎａｍｉｃ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ