雷達自誕生之日起,就開始了與干擾作斗爭的漫長歷程。
而欺騙性雷達干擾,是模擬目標的回波特性,使雷達獲得虛假目標信息,作出錯誤判斷或增大雷達自動跟蹤系統(tǒng)的誤差。
距離波門拖引干擾是應用最多的一種距離欺騙干擾,主要用于破壞雷達距離跟蹤系統(tǒng)的工作。
干擾機是怎么騙過雷達的
干擾是通過增加干擾機相對于雷達的功率比實現(xiàn)的。欺騙性干擾則是一種改進形式,從技術(shù)角度來講,它的主要目的是將受干擾雷達的干信比(J/S)逐漸增加到無窮大:
首先,在雷達測得的目標回波上,干擾機逐步提高干擾脈沖的功率,從而截獲雷達的距離波門和速度波門。這將導致雷達會根據(jù)干擾脈沖(又稱覆蓋脈沖)的功率電平調(diào)節(jié)自動增益控制(AGC)。
其次,截獲AGC之后,干擾機開始改變干擾脈沖的頻率和延時,使其不同于干擾飛行器的距離和速度(多普勒)。當受干擾雷達從干擾飛行器的距離和速度門“分離”時,由于受干擾雷達不再測得來自干擾飛行器的任何目標回波,因此J/S無窮大。
這可以從Neri 1) 導出的針對相干雷達的欺騙性自我保護干擾的J/S等式中看出:
其中,Pj 和Gj 表示干擾機的功率和增益,Pt,r 和Gr 表示受干擾雷達的發(fā)射功率和增益,σ表示干擾飛行器的雷達散射截面積(RCS),R表示干擾機和受干擾雷達之間的距離。當受干擾雷達被拖到干擾機以外的其他距離門或多普勒門時,RCS變?yōu)榱?,因此等式中的分母將變?yōu)榱?,J/S增加到無窮大。
示波器+相控陣測量選件,破解測量難題
在射頻條件下驗證欺騙性干擾技術(shù)需要使用支持功率和時間測量的雙通道測量接收機。第一個通道測量受干擾雷達,通常使用信號發(fā)生器進行模擬。第二個通道測量干擾技術(shù)。兩個通道的相關(guān)測量可以揭示J/S何時實現(xiàn)以及何時變?yōu)闊o窮大。示波器是用于雙通道比較測量的理想接收機,也是進行定時測量的黃金標準。
羅德與施瓦茨(以下簡稱“R&S”公司)為測量距離門拖引配備了一套高性能的測試裝置,主要包括:
SMW200A矢量信號發(fā)生器:用來模擬受干擾雷達并在干擾機中引起干擾響應;
RTP高性能示波器:用來測量并比較受干擾雷達和干擾響應。
VSE-K6A相控陣測量選件的VSE矢量信號分析軟件。
為了使用基礎(chǔ)的示波器測量距離門拖引(RGPO),需要使用雷達的第一個脈沖來觸發(fā)兩個通道(觸發(fā)設(shè)置見后文描述)。增大示波器時基以覆蓋整個拖引范圍。換言之,如果受干擾雷達受到的總拖引為50 μs,則將時基設(shè)為50 μs。使用具有足夠分段的快速分段功能捕獲干擾技術(shù),然后通過歷史功能進行查看。附加的跨通道相關(guān)測量能夠精確識別每個時刻每個脈沖之間的時間偏移。
使用示波器的RGPO測量:相關(guān)功能測量干擾技術(shù)和受干擾雷達之間的延時。當延時超出干擾飛行器的距離范圍時,J/S變?yōu)闊o窮大。
VSE矢量信號分析軟件和VSE-K6A相控陣測量選件還可以測量射頻脈沖。軟件和選件內(nèi)置包含脈沖寬度、脈沖幅度、脈沖重復間隔和脈沖頻率的脈沖測量功能,這些功能難以使用示波器的基本功能直接測量。同時測量兩個射頻通道時(例如測量RGPO),VSE-K6A選件更便于電子戰(zhàn)(EW)工程師自動測量干擾技術(shù)并精確掌握相對定時和幅度情況。
測量過程是這樣的
啟用VSE的脈沖測量通道,并將其連接到RTP高性能示波器。
首先,針對受干擾雷達的脈沖配置觸發(fā)。使用觸發(fā)菜單將VSE觸發(fā)設(shè)為“Manual”(手動)。
在測量受干擾雷達的示波器通道中設(shè)置邊沿觸發(fā)。本例中使用通道1進行測量。確保所設(shè)置的觸發(fā)電平遠高于示波器的底噪,以防止噪聲觸發(fā)測量。
為邊沿觸發(fā)添加一個略長于受干擾雷達脈沖的觸發(fā)抑制。本例中受干擾雷達的脈沖寬度為10 μs。
最后,將觸發(fā)模式設(shè)為“Normal”(正常),這樣,示波器會根據(jù)觸發(fā)條件捕獲符合條件的一個波形或一組波形。
完成捕獲后,如下所示的脈沖測量中將顯示捕獲的波形段??梢詽L動脈沖結(jié)果表(右上方)查看每個波形段。本例顯示來自示波器通道1和通道3的波形段52。脈沖幅度顯示(底部)顯示受干擾雷達脈沖(黃色)和干擾脈沖(藍色)。 干擾脈沖的功率更大,并相對于受干擾雷達出現(xiàn)延時。
將數(shù)據(jù)導出到電子表格,并運行Visual Basic子程序來計算通道1和通道3中脈沖之間的時間戳或脈沖幅度差,進而自動進行RGPO測量。
結(jié)果顯示在下方的RGPO一列中??梢允褂孟嗤拇a來計算受干擾雷達和干擾機之間的幅度或頻率差。
RTP高性能示波器,結(jié)合VSE-K6A相控陣測量應用軟件內(nèi)置的多通道射頻脈沖測量功能,可以進行高達16 GHz的測量。分析欺騙性干擾技術(shù)(例如距離門拖引)和自動化干擾機測試,這套工具你可以有!
關(guān)于羅德與施瓦茨
羅德與施瓦茨是測試與測量、系統(tǒng)與方案、網(wǎng)絡與網(wǎng)絡安全領(lǐng)域的領(lǐng)先供應商。公司成立已超過85年,總部設(shè)在德國慕尼黑,在全球70多個國家設(shè)有子公司。作為一家獨立的科技集團,羅德與施瓦茨創(chuàng)新性的產(chǎn)品和解決方案為全球工業(yè)及政府客戶提供了一個更安全與互聯(lián)的世界。截至2021年6月30日,羅德與施瓦茨公司在全球擁有約13000名員工。
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