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的。欺騙性干擾則是一種改進形式,從技術角度來講,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干擾脈沖(又稱覆蓋脈沖)的功率電平調節自動增益控制(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變為零,因此等式中的分母將變為零,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,通常使用信號發生器進行模擬。第二個通道測量干擾技術。兩個通道的相關測量可以揭示J/S何時實現以及何時變為無窮大。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兩個通道(觸發設置見后文描述)。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,則將時基設為50 μs。使用具有足夠分段的快速分段功能捕獲干擾技術,然后通過歷史功能進行查看。附加的跨通道相關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:相關功能測量干擾技術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變為無窮大。
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(EW)工程師自動測量干擾技術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。使用觸發菜單將VSE觸發設為“Manual”(手動)。
在測量受干擾雷達的示波器通道中設置邊沿觸發。本例中使用通道1進行測量。確保所設置的觸發電平遠高于示波器的底噪,以防止噪聲觸發測量。
為邊沿觸發添加一個略長于受干擾雷達脈沖的觸發抑制。本例中受干擾雷達的脈沖寬度為10 μs。
最后,將觸發模式設為“Normal”(正常),這樣,示波器會根據觸發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。可以滾動脈沖結果表(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延時。
將數據導出到電子表格,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。
結果顯示在下方的RGPO一列中。可以使用相同的代碼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,結合VSE-K6A相控陣測量應用軟件內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(例如距離門拖引)和自動化干擾機測試,這套工具你可以有!
關于羅德與施瓦茨
羅德與施瓦茨是測試與測量、系統與方案、網絡與網絡安全領域的領先供應商。公司成立已超過85年,總部設在德國慕尼黑,在全球70多個國家設有子公司。作為一家獨立的科技集團,羅德與施瓦茨創新性的產品和解決方案為全球工業及政府客戶提供了一個更安全與互聯的世界。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。
原文標題:分析欺騙性干擾技術和自動化干擾機測試,這套工具你可以有!
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