无人机载SAR干扰效果分析

无人机载SAR 在军用和民用都有着广泛的应用前景，在军事上执行侦察作用很大，也就必然引起对它实施有效干扰的特别关注。对无人机载SAR 的干扰有一定的难度，主要是对它的侦察需要有较高的侦察接收机灵敏度和较宽的接收机瞬时带宽，由高接收机灵敏度引起的收发天线隔离度要求也较高，因此，给研制无人机载SAR 干扰机带来一定困难。但是，根据现有的技术水平，还是可以实现对无人机载SAR 有效干扰的。

无人机载SAR 的飞行图如图9.25 （a）所示，地面投影图如图9.25 （b）所示。

图9.25　机载SAR 飞行航线和干扰机配置示意图

（a）飞行图；（b）地面投影图

根据图9.25 可以列出下列方程：

无人机载SAR 的主要参数：频段为X 波段，发射机功率Pt=3 kW，天线增益Gt=28 dB，平均副瓣电平为-30～-25 dB，发射脉冲宽度为10～25 μs，重频10 kHz，距离分辨力为0.5 m，接收机灵敏度为-82 dBm，极化VH，天线极化隔离度为35 dB，接收机瞬时带宽为300 MHz，天线仰角为20°～70°，飞行高度为10 km，Rtmin=10.6 km。

需要的干扰等效功率为

将参数代入上式中，得

按照工程计算的经验公式，有

例9.3　PjGj=65 dBW，PtGt= 63 dBW，对机载SAR 的干扰有效区进行分析。

若di=0 时，β=20°，Rtmin=10.6 km，H=10 km，ri=r0，此时的θi=θ0=55.3°，如图9.26 所示。

图9.26　机载SAR 投影图

D—机载SAR 投影点；C—机载SAR 测像中心；A—干扰机位置。

根据图9.26，r0= dtan θ0= Htan βtan θ0，β= 20°，θ0= 55.3°，则H=10 km，r0=13 km。

测向距离分别为

则测向带宽为

干扰最远距离分析：

如图9.27 所示，ri=0，Rji=d +di，=H2 +（d +di）2，tan βA=。

图9.27　在ri=0 时，机载SAR 侧向图

B—机载SAR；D—机载SAR 投影点；C—机载SAR 测像中心；d—测像中心与投影点距离；di—干扰机与测像中心距离。

式中　Rtmin——雷达最小探测距离，Rtmin=10.6 km；

　　　βB——SAR 天线波束仰角半功率点宽度，为8°；

　　　PjGj——干扰机等效功率，PjGj=65 dBW；

　　　Kj∑——干扰压制系数，Kj∑=140；

　　　PtGt——SAR 等效辐射功率，PtGt=63 dBW；(www.xing528.com)

　　　H——载机高度，H=10 km；

　　　d——测像带与投影线距离，d=3.6 km；

　　　σt——SAR 主瓣照射区等效RCS，σt=104 m2；

　　　K——雷达天线的副瓣系数，K=0.5 （一般为0.5～1.0）。

　　　γjLj/（LaKf）中，γj为干扰极化损耗，γj= 0.5；Lj为干扰机馈线损耗，Lj=0.6；La为雷达馈线损耗，La=0.3；Kf为干扰频谱宽与雷达接收机带宽比，Kf=2，则=0.5。

将式（9.34）代入式（9.36），得

在式中，除βA外，全是已知数，而βA是个隐函数，不易解得。因此，用式（9.38）和式（9.34）画曲线求解更方便一些。

将上述有关参数和表9.6 中的di值代入式（9.34）和式（9.38），得出对应的βA值，见表9.6。

表9.6　在不同di距离时，算得的βA数据（β=20°）

根据表9.6 中的数据绘制图9.28 所示的βA- di曲线，两曲线的交点即为βA（di）的解，di0=35 km。

图9.28　βA-di函数曲线 （β=20°）

根据求得的r0、di0、d 的数值，可绘制在βA时对该机载SAR 的干扰有效区，如图9.28 所示。

在图9.28 所示的干扰机的配置位置A 与SAR 测向带中的配置距离di的关系曲线中，干扰机仰角为90°。在此种情况下，把di（1）取d 值，r0= 13 km，di0=35 km，干扰有效区的中间数值ri主要与SAR 天线的副瓣特性、SAR 等效辐射功率、载机高度、干扰等效功率等因素有关。

当β=60°时，其他参数不变，求其机载SAR 的干扰有效区。

当β=60°时，d=Htan β=17 km，Rt+（d2 +H2）1/2=20 km，k=0.8，r0=dtan θ0=17 ×1.4=23.8 （km）。

将上述有关参数和表9.6 中的di值代入式（9.34）和式（9.38），得对应的βA值，列在表9.7 中。

表9.7　由不同di算得的β A数据 （β=60°）

根据表9.7 中的数据可绘制图9.29 所示的βA- di曲线，由曲线交点求得di0值。

图9.29　βA-di函数曲线 （β=60°）

根据表9.7 中的数据绘制干扰有效区示意图，如图9.30 所示。

例9.4　假设PjGj=55 dBW，其他参数同例9.3，对机载SAR 有效区进行分析。

根据干扰方程计算，Gt/Gt（θ）=-30 dB 时，得PjGj=65 dBW，其他参数同例9.3。已知PjGj=55 dBW 时，Gt/Gt（θ）=10-2。

由=10-2，K=0.5，αB=5°，得

按图9.25，可求得r0= Htan βtan θ= 10 × tan 20°tan 25°= 1.7 （km），Rtmin=10.6 km，d=Htan β=3.7 km。

图9.30　机载SAR 仰角分别为20°和60°时 （PjGj=65 dBW）干扰有效区示意图（β A（di））

假设机载SAR 仰角副瓣特性如图9.31 所示。

将上述参数代入式 （9.34）、式 （9.35）、式 （9.36），可算得干扰有效区数据，并绘制干扰区示意图，如图9.32 所示。

从抗干扰的角度而言，增大SAR 的等效辐射功率，或增大发射脉冲宽度，或降低天线的副瓣电平，都会将干扰的有效区降低。现在雷达大力发展相控阵雷达，它比较方便地增大雷达的等效辐射功率，增大发射脉冲宽度，降低天线副瓣电平。干扰机要想达到预定的干扰有效区，增大干扰等效功率和采用干扰机组阵配置，是有效的干扰措施。