雷达“副瓣”这点事儿~

[导读]从副瓣干扰一部雷达系统也可以使雷达失效，让雷达显示屏上的目标模糊不清。因此，降低副瓣电平可以使电子支援系统和电子情报系统，更难探测、定位和干扰雷达系统，从而有助于减小防区外或防区内干扰机的干信比，使雷达不易受到电子攻击。图1 副瓣隔离与峰值孔径增益和副瓣平均增益不同如图1所示，这...

从副瓣干扰一部雷达系统也可以使雷达失效，让雷达显示屏上的目标模糊不清。因此，降低副瓣电平可以使电子支援系统和电子情报系统，更难探测、定位和干扰雷达系统，从而有助于减小防区外或防区内干扰机的干信比，使雷达不易受到电子攻击。

图1 副瓣隔离与峰值孔径增益和副瓣平均增益不同

如图1所示，这是雷达天线的副瓣平均电平。需要注意的是，与波峰的宽度相比，副瓣之间的零值宽度非常窄，可以有效提高副瓣平均电平。副瓣隔离可以定义为，减小与主瓣波束孔径增益相关的副瓣平均增益。图2说明了降低副瓣电平对烧穿距离的影响。

图2 副瓣增益减小12dB，目标的烧穿距离翻倍

表2列出了常规副瓣、低副瓣和超低副瓣天线平均增益的某些典型值。表中还列出了与雷达天线孔径增益有关的副瓣隔离数值。

通过降低干扰信号角度离散范围内的副瓣，可以进一步实施电子防护。这些技术称为副瓣相消和副瓣匿影。

表2 降低副瓣的等级

等级	副瓣平均增益	副瓣平均隔离度
常规副瓣	大于-3dBi	大于30dB
低副瓣	-3至-10dBi	35-45dB
甚低副瓣	-10至-20dBi	45-55dB
超低副瓣	低于-20dBi	大于55dB

相参副瓣相消器

相参副瓣相消器可以植入雷达系统中，对窄带副瓣干扰信号特别有效。最常见的窄带副瓣干扰调制是连续波噪声。

为了对消每个副瓣信号，除了主天线外，还需要安装一个辅助天线。如图3所示，辅助天线副瓣方向的增益必须大于主雷达天线副瓣方向的增益。
图3 相参副瓣相消器有多部辅助天线，可以在副瓣方向获得比主瓣天线更多的增益
如果辅助天线接收的信号比主天线接收的信号强，那么就可以确定这个信号是副瓣干扰信号。副瓣干扰信号用于生成一个新信号，该信号延迟了半波长或者180°相位。
当这个相位延迟信号传输到主天线的输出端时(如图4所示)，可以对消进入主天线副瓣的信号。换句话说，这样非常有效，在主天线角度上形成了一个零值，从而使主天线不受干扰信号的影响。
图4 如果辅助天线接收的信号比主天线接收的信号强，对信号进行180°相移并加载到主天线输出端，可以对消副瓣响应
相位相消取决于波长，因此这个过程只对窄带信号有效(比如噪声调制的FM信号)。对消每一个干扰信号都需要一个独立的相位相消器(安装在一个独立的辅助天线输出端)。脉冲信号的频谱包括多个频谱分量，看起来像窄带信号。因此，一个单脉冲信号可以占用多个相参相消器(采取FM噪声＋脉冲干扰信号是对抗相参副瓣相消器的一种方法)，这样副瓣相消器的工作效能会受到影响。
副瓣匿影器

副瓣匿影的目的是消除雷达接收机输入的脉冲干扰信号。副瓣匿影使用与副瓣对消相同类型的辅助天线(如图4所示)。不同的是，副瓣匿影只需要一个辅助天线就可以应对多部干扰机。
当辅助天线接收的信号比主天线接收的信号强时，可以确认该信号为副瓣信号。雷达接收机输入端可以在副瓣脉冲期间匿影(如图5所示)。如果有多个脉冲信号从多个方向进入副瓣，单个匿影器就可以处理所有脉冲信号。
图5 如果副瓣匿影辅助天线接收的信号比主天线接收的信号强，证明这个信号是干扰信号，接收该信号期间主雷达天线是匿影的
如果一部干扰机在雷达脉冲上产生压制式脉冲，副瓣匿影器将关闭雷达，使雷达不发射脉冲。这就需要跟踪威胁雷达的脉冲重复频率(PRF)，并在干扰机远离目标的情况下仔细定时干扰脉冲。如果压制式脉冲太宽，相参副瓣相消器(如果雷达有一个)可能会起作用。