利用大功率连续波噪声干扰机一体化技术的优化方法

大功率连续波噪声干扰机的基本组成如图10.29 所示。

图10.29　大功率噪声干扰机基本组成框图

在图10.29 中，包括接收天线（含有侦察接收天线和角跟踪天线）、接收设备（含有侦察接收机、瞄频接收机、角跟踪接收机）、信号分选 （含有信号分选、敌我识别威胁判别、信号参数测量显示、地图背景显示等）和瞄频分系统（含有瞬时瞄频、相干干扰源产生等），干扰信号放大链路是把瞄频好的连续波信号进行噪声调制，变成一个接近于白噪声的干扰信号经激励放大和功率放大加至发射天线。此噪声干扰信号被雷达接收后，就会产生干扰的效果。时分隔控制是为了解决收发天线装在一个平台上产生的自发自收影响而设置的，它的主要功能是确保在发射时间内接收机不接收，在接收时间内发射机不发射。

大功率噪声干扰机已经具备了接收、显示、信号处理测向、伺服跟踪和大功率发射的功能，只要在图10.29 中增加一个分系统，就能把目标反射回来的回波信号检测出来，确定目标回波的距离。这个设备可以对目标定位，构成侦察、干扰、定位“三位一体化”的电子战设备。在图10.29 基础上增加测距功能的组成框图如图10.30 所示。

图10.30　在大功率噪声干扰机上增加噪声相关接收系统可增加测距功能的示意图

在图10.30 中，基本保持了原来的大功率噪声干扰机所具有的接收、显示、信号分选处理和发射放大链路，又增加了一个噪声相关接收系统，用这个分系统可以提取目标反射的噪声回波信号，并从中测出目标的距离。

下面讨论噪声相关接收机的组成和它的测距原理。

噪声相关接收机的组成如图10.31 所示。

图10.31　噪声相关接收机组成原理框图

x（t）—发射信号；τ0—噪声信号从发射天线到达目标后又反射回到接收天线所经历的时间；x（t-τ0）—接收到的回波信号的时间；τ—发射噪声信号延迟时间；x（t-τ）—发射信号的时间x（t-τ）和x（t-τ0）同时加至乘法器。

相关积分后输出距离信号表达式为

距离的测量误差Δτ 取决于噪声信号的频谱宽度ΔF，即

距离的分辨力为

若ΔF=10 MHz 时，则

由此可见噪声测距具有下列优点：

（1）用连续波工作，峰值功率小，对方不容易侦察到；

（2）它发出的信号是一个噪声频谱，对方很难测出信号的参数；

（3）它把位置测量和距离测量有机地结合起来，可以同时测出目标的距离和速度。

当τ=τ0时，R（τ，τ0，T）输出最大，如图10.32 所示。

大功率噪声干扰机涉及的主要技术如下。

图10.32　距离信号最大输出示意图

1.中频信号的延迟技术(www.xing528.com)

若测150 km 内的目标，其延迟时间能在0～1 000 μs 范围内可变，自动延迟搜索目标。当τ=τ0时，又到自动指示τ 的数值（目标的距离）。

2.接收机的高灵敏度运作

由于发射的峰值功率低，要想达到一定的探测距离，就要求接收机有高的灵敏度，通常相关接收机的灵敏度是能在负信噪声比的情况下，获取目标回波的有用信息。据一些资料介绍，国外可以做到在信噪比为-45 dB 的情况下获取有用信息；国内可以做到-35 dB 的水平。以后可以进一步改进，提高接收机的有效灵敏度。

3.收发天线的隔离度

根据接收机高灵敏度的要求，对天线的收发隔离度有比较高的要求。我们以噪声雷达测距的要求为例来具体说明这个问题。

雷达的测距方程为

式中　Pt——雷达发射机连续波功率，Pt=1 kW；

　　　Gt——雷达发射天线增益，Gt=40 dB；

　　　Gr——接收天线增益，Gr=40 dB；

　　　λ——雷达工作波长，λ=0.1 m；

　　　Lt——发射馈线损耗，Lt=0.3；

　　　Lr——接收馈线损耗，Lr=0.3；

　　　σ——目标有效反射面积，σ=10 m2；

　　　Pmin——接收机的实际工作灵敏度。

雷达的内部噪声功率为

式中　k——玻尔兹曼常数，k=1.38 ×10-23；

　　　T——热力学温度，T=290 K。

　　　Δf——接收机通频带宽，Δf=20 MHz；

　　　N——噪声系数，N=3。

将参数代入式（10.27），得

若相关接收机能在-40 dB 信噪比条件下取出有用信号，则

将参数代入式（10.26），得

发射机耦合到接收机的功率应小于2.38 ×10-13 W，则收发天线隔离度为

要求收发隔离度大于156.2 dB。用噪声雷达原理获得“三位一体化”电子设备，原理可行，但是还需要解决一些关键技术才能实现。