1、SAR 在电子战中的发展与分类摘 要现代化战场上,通信指挥和情报越来越重要,它们的实现日益依赖无线电子设备,正是这些电子设备的重要性导致了电子对抗的发展。由于合成孔径雷达(SAR)能够在不同频段和不同极化下全天时得到目标的高分辨率图像,其应用具有重大意义。本文简单介绍了合成孔径雷达的原理,合成孔径雷达在电子战中扮演的角色,并对电子战进行了简单的分类和介绍。 关键词合成孔径雷达 电子战 有源干扰 中图分类号:TP236.14 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)43-0306-01 一、 合成孔径雷达原理简介 信息时代,战场现代化建设越来越重要,通信指挥系统和情报系统的研究和
2、建设变的不可或缺,系统的高度集成化使得无线电子设备的发展越来越快,任何武器平台都对这些电子设备有了很高的依赖性,也正是因为电子设备与日俱增的重要性导致了电子对抗的快速发展。20 世纪50 年代,科学家们第一次通过实验验证的合成孔径雷达(SAR)脱离了雷达监测和跟踪等常规功能,这个实验的重要性在合成孔径雷达发展史上不言而喻,现在为止这还是分类、识别的一个重要的手段,同时也是实施全天候实时侦察的重要方式。SAR 雷达不仅有侦察、测绘的功能,还可以向地质、农业和海洋学提供相关的应用, SAR 在民用和军用方面的地位已经不可替代。 合成孔径雷达属于高分辨力雷达,按搭载平台分为机载 SAR 和星载SAR
3、 两种类型。在雷达作业时,会利用平台的运动实现孔径的合成,获得的雷达图像分辨力很高,类似于被观测目标的光学照片。取得微波成像的前提是提高雷达的空间分辨率,其中又包括了提高距离分辨率和角度分辨率两方面。依靠采用大宽带信号能获得距离分辨力的提高,而角度分辨力的提高关键在于对多普勒分辨率的处理。SAR 技术已经发展了近半个世纪,卡尔威利(Carl Wiley)提出“多普勒波束锐化”标志着 SAR技术的诞生,在以后的几十年里,SAR 技术一跃成为雷达舞台上的明星,并且仍将在雷达的发展史上留下属于自己的烙印。 二、 合成孔径雷达电子战的发展 从问世至今,各种功能的合成孔径雷达不断出现。从机载合成孔径雷达
4、到星载合成孔径雷达,从仅具有距离方位二维分辨能力的合成孔径雷达到具有干涉测高能力的干涉合成孔径雷达,还有极化合成孔径雷达、逆合成孔径成像雷达等等。在实际合成孔径雷达系统中,AIRSAR、TOPSAR、E.SAR、DO.SAR、CV-580SAR 是机载 SAR 的典型代表,1978 年 6 月美国发射的 SEASAT 首创了星载合成孔径雷达的空间微波遥感,而现在美国军用星载合成孔径雷达比较著名的是“长曲棍球”雷达。 星载合成孔径雷达是集航天技术、电子技术、信息技术等为一体的高科技装备,不会受到云雾和日照的限制。多颗合成孔径雷达卫星和光学卫星组网构成的图像情报获取系统,即可以对敌国军事目标进行长
5、期的、大范围战略侦察和军事测绘,又可以根据未来战争的发展,对局部战场进行高分辨率、高重复性的战术侦察和打击效果评估等。 事实上,我国的广大国土和大量军事目标是完全暴露在美国和其它拥有先进合成孔径雷达成像系统国家的监视之下。因此,为了打赢未来的高科技战争,我们一方面要尽快发展我国高性能的合成孔径雷达,以保证自身具有高分辨率高质量的侦察和测绘;另一方面我们还要积极发展合成孔径雷达的电子战技术和对抗系统,在必要的时刻破坏和削弱对方星载合成孔径雷达的性能和优势,同时保护我方的合成孔径雷达。 合成孔径雷达是一种二维相关雷达,雷达的成像处理系统通过对接收的原始回波进行二维相关处理,使处理后的散射回波具有很
6、高的处理增益,通常星载合成孔径雷达的处理增益可以达到 6070dB 以上,主要来自两个方面: 其一是对大时宽、大带宽信号进行的脉冲压缩,合成孔径雷达信号的时宽频带积以千计,可得到约 30dB 的压缩处理增益;其二是横向的多普勒压缩,也可得到约 30dB 的相干积累增益。因而成像雷达具有较强的抗干扰能力,在相同的分辨率下比对传统雷达的干扰要相对困难很多。 三、 合成孔径雷达电子战的分类 针对合成孔径雷达实施有源电子干扰,可以采取相干干扰、部分相干干扰、非相干干扰的方式,不同的干扰方式产生不同的干扰效果。干扰对抗系统可以安装在地面、飞机、卫星等不同的平台上.如果按照干扰目的或者干扰效果来分,针对合
7、成孔径雷达的干扰可以分为压制性干扰和欺骗性干扰1。 压制性的噪声干扰,等效于加大雷达的接收噪声,合成孔径雷达同样会因为信噪比过低而不能正常工作。在噪声压制干扰过程中,干扰方占优的方式是雷达为双程工作,即电波从雷达到目标,再经目标后向散射返回到雷达,而干扰方为单程工作,直接将干扰波从干扰机射向雷达:雷达方占优的是匹配接收方式,它相对于干扰波具有相干处理增益。而对于欺骗性干扰,可用小的干扰功率,在合成孔径雷达所成图像上生成若干假目标,甚至干扰波可以从雷达天线的副瓣进入,因为依靠干扰方电波单程传播的优势,干扰方并不需要太大功率。核心问题在于假目标的生成,在快时间域仿制宽频带的雷达信号,通过信号分析和
8、复制是完全有可能的,难点在于由于载机运动而生成的复杂系统响应函数。雷达安装在载机或者卫星上,依靠惯性导航系统和对回波的处理或者自身轨道的信息,可以测量和估计平台的运动参数,因而可以相当精确地计算出系统响应函数,对目标进行聚焦处理。而对于干扰方而言,要精确估计出雷达平台的运动是相对比较困难的。将假目标按照需要设置在离干扰机较远的任何位置时,在实现上会有较大的困难。如果是自卫式的欺骗性干扰,如果在自身附近近距离处生成假目标,还是相对比较容易实现的。合成孔径雷达干扰对抗系统的有效性和可靠性直接取决于对敌方军用合成孔径雷达基本运作方式和数据资料的掌握程度2为了能够有效地对合成孔径雷达进行干扰,必须准确
9、掌握对方雷达的工作频率、频带宽度、脉内结构、发射功率、重复频率、天线方向图、极化方式以及飞行轨道等参数。许多合成孔径雷达的技术特征和数据资料是非常保密的,已知的部分 SAR 雷达的参数也不一定详尽准确,因此,必须通过长期艰苦的侦察、积累、分析和证实,才有可能比较准确地获得需要干扰的合成孔径雷达的主要技术资料,从而才能在此基础上设计研制出有效的合成孔径雷达对抗系统。为此,开展军用星载合成孔径雷达信号侦察、分析以及对 SAR 准确定位的研究工作是非常必要的。 参考文献 1 花磊,李景文.合成孔径雷达(SAR)干扰技术研究J.遥测遥控,2003(3):14-18. 2 唐波.合成孔径雷达的电子战研究D.中国科学院研究生院博士学位论文,2005.