低截获雷达导引技术的优化方法

低截获概率（LPI）雷达［3］定义为，雷达探测敌方目标的同时，敌方截获到雷达信号的概率最小。对于雷达导引头而言，低截获意味着雷达发射信号不易被敌方干扰机截获，进而无法对导引头探测实施有效干扰，因此，采用低截获雷达体制是提高雷达导引头抗干扰能力的有效途径。

20世纪70年代，施里海尔（Schleher）提出了截获概率因子［4］这一概念，使得低截获概率雷达的低截获性能得到定量的分析。截获因子α是截获接收机能够检测到LPI雷达的最大距离与LPI雷达可检测到目标的最大距离的比值，即

式中，RI为截获接收机的最大作用距离；Rr为LPI雷达的最大作用距离。

由式（1）可知，当α＞1时，截获接收机探测距离大于雷达的探测距离，截获接收机占优势，雷达就有被干扰和摧毁的危险；当α＜1时，截获接收机探测距离小于雷达的探测距离，这时雷达截获接收机不能探测到雷达的存在，而雷达能探测到截获接收机运载平台，雷达占优势，这样的雷达就称为LPI雷达。容易看出，α越小，雷达的反截获能力越强。通过分析雷达导引头作用距离方程［1］与接收机截获方程［4］，可以给出影响截获因子的变量关系式如下式所示：

式中，Pav为雷达导引头发射的平均功率；Pt为峰值功率；Fr和Fi分别为雷达导引头和截获接收机的噪声系数；Br和Bi分别为雷达导引头和截获接收机的带宽；Lr和Li分别为雷达导引头和截获接收机的系统损耗；γr和γi分别为雷达导引头和截获接收机的检测信噪比；Gti为雷达导引头的发射天线在侦察接收机方向上的增益；Gr和Gi分别为雷达导引头和截获接收机天线增益；λ为雷达信号波长；σ为目标的雷达散射截面积。

通过对式（2）的分析可知，雷达导引头实现低截获的途径有以下几种：

（1）降低雷达导引头的峰值功率及峰均功率比。

对于传统的基于峰值功率检测的侦察接收机而言，截获接收机的探测性能取决于雷达信号的峰值功率，而雷达导引头对目标的探测性能取决于信号的平均功率。所以，要想提高雷达导引头的低截获性能，就必须在保证平均功率不变的情况下尽可能降低峰值功率，即降低峰均功率比。当雷达导引头采用大时宽带宽积信号时，它的平均功率接近于其峰值功率，此时这种雷达导引头的抗截获性能是比较好的。(www.xing528.com)

（2）降低天线的旁瓣。

雷达导引头天线的旁瓣辐射为敌方截获雷达信号提供了有利的条件，即使旁瓣辐射的能量很微弱，敌方的截获侦察接收机也能侦察到信号，雷达导引头就有被截获的危险，并且敌方的截获接收机也能从旁瓣进行干扰。因此，降低雷达天线的旁瓣增益，是实现雷达导引头低截获性能的方法之一。

（3）采用大时宽带宽积信号。

由上面的分析可知，截获因子在发射信号时宽一定的情况下，与时宽带宽积成反比。雷达导引头发射的信号时宽带宽积越大，敌方的截获侦察接收机要想截获到信号，必须具备更大的带宽。如果截获侦察接收机的信号时宽带宽较小，在对雷达信号进行截获的过程中，会出现失配，截获侦察接收机就很难截获到雷达信号。因此，增大雷达导引头发射信号的时宽带宽积，可以避免雷达导引头信号被截获接收机截获。在实际的应用中，经常选用线性调频、相位编码、频率编码和基于多载波技术与PN调制技术结合的正交频分复用（OFDM）波形等具有大时宽带宽积的信号作为雷达导引头的工作波形［5］。

（4）设计雷达导引头工作波形。

多脉冲相关处理一直是雷达信号处理的优势，在脉冲之间采用不同的编码，使得干扰机难以根据当前脉冲预测下一个脉冲的编码形式，从而不能实施有效的超前欺骗干扰。此外，采用重频抖动或参差模式，可以有效抑制同步干扰信号。因此，脉冲串编码集合设计与重频抖动信号处理方法设计成为LPI波形设计的一部分。