基于非理想天线构型的分布式多源反向交叉眼干扰研究

As one of the effective jamming technique of deceiving the active monopulse radar seeker, cross-eye jamming becomes the research focus in the field of Electronic Warfare (EW) recently. Comparing with two-element cross-eye jamming, multiple-element retrodirective cross-eye jamming (MRCJ) possesses the better superiority in the jamming performance of the angular error and the tolerance of system parameters. However, the antenna array configuration of MRCJ was limited by ideal array configuration in the previous literature, such as linear array, circular array or rectangular array. In fact, these ideal array configuration cannot be laid on the platform whose configuration is irregular. The irregular shape of the platform forces MRCJ to employ a non-ideal antenna configuration which need fit the platform shape. The non-ideal antenna configuration destroys the retrodirective character of the retrodirective array of MRCJ, and further induces severe differences between multiple different jammer loops, but provides the antenna basis to be a distributed coherent jamming. Bursting the restraint of the ideal retrodirective array configuration for MRCJ, the distributed multiple-loop cross-eye jamming via non-ideal antenna configuration is proposed. To make MRCJ effective when it is mounted on a irregular shape platform, two scientific problems on modeling of retrodirective channel for distributed jammer loops and compensating for the differences between multiple jammer loops, need be solved. This work can provide theoretical and technical support for the design of the onboard self-protection jamming systems.

作为对抗主动式单脉冲雷达导引头的有效干扰样式，交叉眼干扰近年来成为电子战领域的研究热点。相比两源交叉眼干扰，多源反向交叉眼干扰在测角误差、参数容限等性能方面更具优势。然而，现有文献中的多源反向交叉眼干扰研究多采用线阵、圆阵以及矩形阵等理想的干扰天线构型。事实上，在几何结构不规则的平台上，干扰天线难以以理想天线构型进行阵元布局，需贴合平台几何以非理想天线构型进行阵元布局。非理想天线构型破坏了干扰天线阵列的反向特性，并引入了严重的干扰环路差异，却为分布式相干干扰与交叉眼干扰的结合提供了天线结构基础。本项目打破以往多源反向交叉眼干扰的理想天线阵列结构束缚，开展基于非理想天线构型的分布式多源反向交叉眼干扰研究，通过解决分布式干扰环路的反向特性建模与干扰环路差异的动态补偿等关键科学问题，在几何结构不规则的平台上实现多源反向交叉眼干扰，为研制舰载/机载自卫干扰系统提供理论和技术支撑。

本项目以对抗主动式雷达导引头为背景，针对面向舰载平台自卫防护问题，在已有的多源反向交叉眼干扰理论研究的基础上，重点围绕非理性天线构型条件下反向通道建模与分布式干扰环路间信号差异动态补偿两个关键科学问题，开展基于非理想天线构型的分布式多源反向交叉眼干扰研究。主要研究内容包括：. （1）在分布式非理想天线构型设计方面，针对舰载平台结构特性，提出了贴合平台构型的分布式短基线干扰天线构型，由多个满足反向天线结构的干扰环路组成，每个干扰环路的基线长度较短（一般为几十米）。干扰环路的分布原则是：每两个干扰天线构成一个干扰环路，多个干扰环路的基线长度、相对转角各不相同，并依据平台结构分布。. （2）在分布式多源反向交叉眼干扰的建模与分析方面，为了使干扰系统能够应对来自360°方向的威胁，基于干扰环路分布原则，提出了多源圆阵反向交叉眼干扰技术（C-MRCJ），在推导交叉眼增益的基础上，分析了C-MRCJ的干扰性能以及与传统交叉眼干扰的测角误差对比；同时，提出了多源反向交叉眼干扰的参数容限求解方法，并针对不同天线构型下的系统参数容限性能进行了对比分析，结果表明采用相等基线长度和均匀角度间隔的天线阵列结构是C-MRCJ的最优天线阵列结构。. （3）在布式干扰环路的信号差异动态补偿方面，重点对干扰环路的传输路径差异进行了数学建模，分析了干扰环路差对干扰距离、干扰环路转角的敏感性，提出了干扰环路差的动态补偿方法，指出百米量级的距离跟踪精度和0.1度量级的角度测量精度可满足对干扰环路差的补偿精度要求。. （4）在干扰原理验证系统搭建与实验验证方面，利用喇叭天线、射频元器件和信号处理板卡，搭建了反向交叉眼干扰原理验证系统，通过多组实验验证了在交叉眼干扰系统满足反向特性的条件下，可造成较大的测角误差，随着干扰基线的增大而增大。. 通过本项目的研究，丰富了分布式干扰理论，更重要的是为解决舰载交叉眼干扰技术的应用难题提供了理论基础和技术支撑。