1.1 復(fù)雜電磁環(huán)境的定義以及與信息化條件的關(guān)系信息化作戰(zhàn)背景主要是指復(fù)雜電磁干擾環(huán)境下的作戰(zhàn)環(huán)境,即所謂的復(fù)雜電磁環(huán)境。對復(fù)雜電磁環(huán)境的嚴格定義目前還沒有統(tǒng)一,但各種非學(xué)術(shù)性的刊物上出現(xiàn)了不少對復(fù)雜電磁環(huán)境的定義。所謂復(fù)雜電磁環(huán)境,概括的說,就是在一定的作戰(zhàn)時期內(nèi)人為電磁發(fā)射和多種電磁現(xiàn)象的總和。構(gòu)成復(fù)雜電磁環(huán)境的主要因素主要有敵、我雙方的電子對抗,各種武器裝備所釋放的高密度、高強度、多頻譜的電磁波,民用電磁設(shè)備的輻射和自然界產(chǎn)生的電磁波等。具體地說,所謂的復(fù)雜電磁環(huán)境是指信息化戰(zhàn)場上在交戰(zhàn)雙方激烈對抗條件下所產(chǎn)生的多類型、全頻譜、高密度的電磁輻射信號,以及己方大量使用電子設(shè)備引起的相互影響和干擾,從而造成在時域上突發(fā)多變、空域上縱橫交錯、頻域上擁擠重疊,嚴重影響武器裝備效能、作戰(zhàn)指揮和部隊作戰(zhàn)行動的無形戰(zhàn)場環(huán)境。復(fù)雜電磁環(huán)境主要包括軍用裝備電磁輻射及偵搜環(huán)境、民用電子設(shè)備電磁輻射環(huán)境、自然電磁輻射環(huán)境。
1.2 復(fù)雜電磁環(huán)境的特點
電磁環(huán)境的復(fù)雜化是隨著電子技術(shù)的發(fā)展和電子技術(shù)在武器裝備的不斷運用而隨之產(chǎn)生的。復(fù)雜化主要體現(xiàn)在軍用、民用的電磁使用活動增多;交戰(zhàn)雙方對電磁頻譜的依賴使得雙方為爭奪制電磁權(quán)而使用的干擾和反干擾的裝備和技術(shù)手段增多;電磁頻譜波段增多,幾乎涵蓋了整個電磁頻譜波段等等。
除了這些人為的電磁活動以外,還存在自然電磁活動,主要有太陽系和星際電磁輻射,地球和大氣層電磁場,雷電及其電磁脈沖等。所有這些共同構(gòu)成了復(fù)雜的電磁環(huán)境,其中人為的有意干擾造成的電磁環(huán)境是主要部分,也是對信息化條件下作戰(zhàn)影響最大的部分。其主要特征是:
(1)廣泛性
交戰(zhàn)雙方為削弱對方電子戰(zhàn)能力、降低或破壞對方電子設(shè)備的使用效能,同時保障己方設(shè)備效能的正常發(fā)揮,將會采取各種措施,在陸地、海上、空中乃至太空等多維空間展開爭奪電磁頻譜主導(dǎo)權(quán)的斗爭,對象涉及無線電通信、雷達、制導(dǎo)、導(dǎo)航、聲納和電信、廣播、電視等各種電子設(shè)備,范圍遍及整個電
磁頻譜空間。
(2)密集性
在一定的空域、時域、頻域上,軍地大量電子設(shè)備同時集中使用,電磁波十分密集,工作頻率非常集中,導(dǎo)致作戰(zhàn)區(qū)域內(nèi)的電磁環(huán)境十分復(fù)雜。
(3)動態(tài)性
在信息化戰(zhàn)場上,交戰(zhàn)雙方為保持通信聯(lián)絡(luò)暢通和作戰(zhàn)指揮的不間斷,必將不斷使用新體制雷達、電臺和新的通信頻率,致使戰(zhàn)場電磁頻譜環(huán)境隨雙
方在電磁頻譜領(lǐng)域斗爭態(tài)勢不斷變化而變化。
(4)對抗性
在未來戰(zhàn)爭中,為準確掌握敵方的作戰(zhàn)行動,交戰(zhàn)雙方將加強對電子設(shè)備的偵察監(jiān)視,并對指揮、通信、雷達等系統(tǒng)實施軟硬打擊,偵察與反偵察、干擾
與反干擾、壓制與反壓制、摧毀與反摧毀的斗爭將十分激烈,電子信息系統(tǒng)將工作在激烈對抗的電磁環(huán)境中。
1.3 復(fù)雜電磁環(huán)境對作戰(zhàn)行動的影響
在信息化戰(zhàn)場上,電磁環(huán)境已經(jīng)滲透于戰(zhàn)場感知、指揮控制、作戰(zhàn)協(xié)同等方方面面,對判斷決策的正確、作戰(zhàn)效能的發(fā)揮,甚至戰(zhàn)場建設(shè)等都產(chǎn)生了十分廣泛而深刻的影響。總起來說,這些影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)復(fù)雜電磁環(huán)境增強了戰(zhàn)場感知的困難;
(2)復(fù)雜電磁環(huán)境制約了指揮控制的效率;
(3)復(fù)雜電磁環(huán)境增加了作戰(zhàn)保障的難度;
(4)復(fù)雜電磁環(huán)境影響了作戰(zhàn)效能的發(fā)揮。
其中,最直接最先受到的影響就是復(fù)雜電磁環(huán)境對己方對戰(zhàn)場環(huán)境感知和把握能力的制約。敵方的電子干擾使雷達喪失戰(zhàn)斗力將使我方成為“瞎子”,無法對己方目標進行指揮;無法區(qū)分敵我目標
2.2 低旁瓣和超低旁瓣天線技術(shù)
當波束足夠窄,旁瓣足夠低時,雷達將只接收目標回波信號,而將目標周圍空間的各種干擾抑制掉,能夠提高雷達接收的信干比。要想使雷達能在嚴重地物干擾和電子干擾環(huán)境中有效工作,必須盡可能采用低旁瓣的天線。低旁瓣和超低旁瓣天線還能有效避免雷達遭反輻射導(dǎo)彈的襲擊。
2.3 旁瓣消隱和旁瓣對消技術(shù)
雷達天線旁瓣的存在,使敵方能夠?qū)嵤┡园旮蓴_,而且很強的干擾甚至能形成全方位的干擾扇面。為了消除從旁瓣進入的干擾,可采用旁瓣消隱和自適應(yīng)旁瓣對消技術(shù)。
2.4 天線自適應(yīng)抗干擾技術(shù)
天線自適應(yīng)抗干擾技術(shù)就是根據(jù)信號與干擾的具體環(huán)境,自動地控制天線波束形狀,使波束主瓣最大方向始終指向目標而零值方向指向干擾源,以便能最多地接收回波能量和最少地接收干擾能量,使信干比最大。
2.5 功率對抗技術(shù)
在電子防衛(wèi)中,功率對抗是抗有源干擾特別是抗主瓣干擾的一個重要措施。通過增大雷達的發(fā)射功率、延長在目標上的波束駐留時間或增加天線增益,都可增大回波信號功率、提高接收信干比,有利于發(fā)現(xiàn)和跟蹤目標。功率對抗的基本方法包括:增大單管的峰值功率;采用脈沖壓縮體制;功率合成;波束合成;提高脈沖重復(fù)頻率。
2.6 頻率選擇技術(shù)
頻率選擇就是利用雷達信號與干擾信號頻域特征的差別來濾除干擾。當雷達迅速地改變工作頻率,跳出干擾頻率范圍時,就可以避開干擾。常用頻率選擇的方法有: 選擇靠近敵雷達載頻的頻率工作;開辟新頻段;快速調(diào)頻;頻率捷變;頻率分集。
2.7 恒虛警處理技術(shù)
恒虛警處理是指在噪聲和外界干擾強度變化時使雷達虛警概率保持恒定的一種技術(shù)措施。在自動檢測系統(tǒng)中,采用恒虛警處理技術(shù)可使計算機不致因干擾太強而出現(xiàn)飽和;在人工檢測雷達中,恒虛警處理技術(shù)能在強雜波干擾下,實現(xiàn)顯示器畫面清晰、便于觀測。目前常用的恒虛警率處理方法可分為慢門限恒虛警率處理和快門限恒虛警處理兩大類。
雖然雷達抗干擾技術(shù)已經(jīng)得到飛速的發(fā)展,但是日益復(fù)雜的電磁環(huán)境干擾技術(shù)及對雷達的抗干擾能力提出了更高的要求,迫切要求研究新的技術(shù)、新的體制來增強雷達的生存能力與作戰(zhàn)能力。
3 發(fā)展中的新技術(shù)、新體制用于提高雷達目標識別的能力
近幾年來我國加大了電子抗干擾技術(shù)科研的投入力度,使我國在雷達新技術(shù)上有了一些突破,相繼出現(xiàn)了一些新技術(shù)、新體制,這些技術(shù)體制部分已經(jīng)得到應(yīng)用,大大提高了我軍裝備的信息化水平和在復(fù)雜電磁環(huán)境下的生存能力。主要有:
3.1 無源雷達探測技術(shù)
無源雷達又稱為被動雷達,無源雷達本身不輻射信號,而是利用敵方目標上的雷達、通信、導(dǎo)航、干擾等設(shè)備輻射的電磁波實現(xiàn)對目標的識別、定位和跟蹤。由于無源雷達不輻射信號所以能夠很好地隱蔽,具有較強地抗反輻射導(dǎo)彈的能力,對隱身目標也有很好的發(fā)現(xiàn)能力。
3.2 合成孔徑雷達技術(shù)
合成孔徑雷達是一種利用相干成像原理對目標進行成像來檢測識別目標的雷達。合成孔徑雷達能夠?qū)δ繕诉M行成像,利用目標的形狀來對目標直接進行識別,提高了抗欺騙干擾的能力。
3.3 雷達組網(wǎng)技術(shù)
由于不同雷達的工作體制、頻率、極化、信號參數(shù)等都不同,并且占據(jù)了較大的空域,因而不可能同時受到敵方嚴重的干擾。將這些雷達合理地組成雷達網(wǎng),高低空域、遠中近程合理搭配,可以利用網(wǎng)內(nèi)不受干擾或只受到輕微干擾的雷達提供的數(shù)據(jù)來發(fā)現(xiàn)、跟蹤目標,以此實現(xiàn)強干擾下對敵方目標的識別、跟蹤和攻擊。顯然, 雷達網(wǎng)中必須配備有可靠的通訊設(shè)備、精確的坐標轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和高效的指揮控制系統(tǒng)。
3.4 雙(多)基地雷達技術(shù)
雙(多)基地雷達采用收、發(fā)基地分置,利用接收基地接收目標對發(fā)射信號的側(cè)向散射來確定目標的位置。由于接收基地不輻射電磁波,處于隱蔽位置,通常不會受到強烈的電磁干擾,同時也能有效抗反輻射導(dǎo)彈的攻擊,此外還能識別隱形目標。
4 結(jié)束語
綜上所述,復(fù)雜電磁環(huán)境對雷達目標識別影響非常大。在復(fù)雜電磁環(huán)境方面的研究我國與發(fā)達國家的差距還很大。發(fā)達國家對復(fù)雜電磁環(huán)境下的作戰(zhàn)、訓(xùn)練、裝備、技術(shù)、人才的研究起步較早,現(xiàn)在已經(jīng)取得了一大批成果,其中大部分已經(jīng)運用到實際裝備上。在這方面我國已經(jīng)處于落后的局面,只有調(diào)動一切積極因素迎頭趕上,不斷縮小差距,才能在未來信息化條件下的局部戰(zhàn)爭中立于不敗之地。