在现代空袭和防空作战中，警戒雷达起着至关重要的作用，其主要用于探测对方的飞机、导弹，及时将空情信息汇总到情报指挥系统。而随着干扰技术的不断发展，干扰对地面警戒雷达造成了较严重威胁，因此，分析了解各种干扰对地面警戒雷达效能的影响就非常重要。本雷达情报模拟系统建立了不同干扰条件下的警戒雷达功能仿真模型，向C3I系统提供更符合作战实际的雷达模拟情报，方便部队训练和系统测试。同时也可作为整个C3I仿真系统的一部分。

1 警戒雷达功能仿真

1.1 功能仿真概述

警戒雷达的功能仿真注重于雷达功能的仿真实现，它不要求模拟雷达内部对信号的处理过程，不涉及信号的幅度、相位信息，而是模拟雷达对目标检测的统计过程。如图1所示，根据雷达方程，目标类型，系统损耗和干扰功率计算出信噪比，然后由信噪比等计算检测概率，即可得出在给定的虚警概率下，本次探测雷达所能发现目标的检测概率Pd，利用蒙特卡罗法判断本次检测是否发现目标。具体方法为，产生一个[0，1]均匀分布的随机数μ，当μ≤Pd时，认为本次探测发现了目标；否则，认为本次探测没有发现目标。

1.2 数学模型建立

1.2.1 信噪比计算

在没有干扰情况下，接收机输出的信噪比为：

式中：Pt为雷达发射的平均功率；Gt为雷达发射和接收天线增益；σ为目标的雷达反射截面积；λ为雷达发射波长；Rt为雷达与目标之间的斜距；K为波而兹曼常数；T为绝对温度；Fn为接收机噪声系数；Br为接收机等效噪声带宽；L为损耗因子。

1.2.2 最大探测范围

无干扰条件下，警戒雷达的探测范围是一个圆的内部，圆心是警戒雷达的位置，半径Rmax为：

式中：(SN)min为最小检测信噪比。

1.2.3 检测概率

在虚警概率一定的条件下，雷达的检测概率Pd为：

1.2.4 目标有效反射面积RCS模型

在复杂目标(如飞机)仿真试验中，对应于第1，2类Swerling类型，雷达目标瞬时RCS服从负指数分布，仿真数学模型为：

式中：x为服从[0，1]均匀分布的随机数；σ为目标瞬时RCS；σ0为目标平均RCS。

2 干扰条件下的警戒雷达性能分析

2.1 雷达干扰的分类

对警戒雷达的干扰按照产生原理分为有源干扰和无源干扰，按干扰的性质分为压制性干扰和欺骗性干扰。有源压制性干扰按照对雷达实施干扰的战术方式分为：

远距离支援式干扰(SOJ)干扰机远离被掩护目标，以远距离实施干扰来掩护目标，此类方式常用于机载干扰机对空中目标的掩护；

随队干扰(ESJ)干扰机与被掩护目标在同一距离附近，它对雷达干扰的目的是形成雷达主瓣干扰和尽可能的副瓣干扰；

自卫式干扰(SSJ)干扰机装载在目标上，主要用于掩护自身载体目标，它对雷达干扰的目的是形成雷达主瓣干扰。

2.2 有源压制性干扰功率数学模型

当雷达遭受有源压制性干扰时，雷达接收机线性部分输入端不仅存在热噪声功率，而且存在电子干扰机人为发射的干扰信号功率，根据干扰方程，可得到到达雷达接收机的干扰信号功率为：

式中：PJ为干扰机的发射功率；GJ为干扰机天线对雷达方向的增益；GI为雷达天线在干扰机方向上的增益；RJ为雷达与干扰机之间的距离；L1为干扰信号的传输损耗；Br为雷达接收机带宽；BJ为干扰机干扰信号带宽。则接收机线性部分输出端的信干比SN为：

以上讨论的是发射一个脉冲信号时雷达接收机的信噪比，而在雷达的实际工作中，天线波束扫过目标时，可以接收到的回波脉冲数为n，通过回波脉冲信号的迭加，可能使噪声相互抵消。理想的中频积累可使信噪比提高到原来的n倍。但实践中由于检波器的非线性作用，会影响积累的作用，所以信噪比只能提高到原来的倍。

2.3 远距离支援干扰时的压制区

警戒雷达受到远距离支援干扰时，若假定远距离干扰机固定在某一空域，雷达、干扰机和目标飞机的空间关系如图2所示，则警戒雷达的探测区将变为以干扰机和雷达连线的水平投影为轴对称的一个心形曲线的内部，压制区为该心形曲线以外的区域，心形曲线以内的区域为暴露区，如图3所示，飞至暴露区内的运动目标将被雷达发现。压制区是使雷达不能发现目标(Pd<0.1)的空间，它反映了空间距离上的战术效能指标。

式中：R0为雷达最大有效作用距离(烧穿距离)；K为与天线特征有关的常数，取0.04～0.10；θ为干扰信号偏离雷达天线最大方向的角度；H为目标高度。可以看出，最大暴露半径在90°≤∣θ∣≤180°的范围内；最小暴露半径在∣θ∣≤θ0.5／2的范围内。暴露半径受RJ影响很大，RJ越小，暴露半径Dt∝。目标高度H对Dt也略有影响，当高度增加时，压制区增大。

2.4 干扰走廊条件下警戒雷达探测效能分析

干扰走廊是无源干扰的一种重要形式，多由投放箔条形成，其使用目的是在突防飞机预期飞行路线上，大空间范围投放箔条，用箔条来充满雷达分辨单元。其主要作用是防止雷达探测或跟踪进入干扰走廊的飞机。由于箔条干扰走廊能干扰各种体制雷达，干扰空域大、频域宽，制造简单、使用方便、干扰可靠、研制周期短等优点，使得其在历次战争中广泛应用。

当雷达照射到箔条云中的目标时，雷达接收到的信噪比SN等于雷达接收到的目标反射截面的回波功率与雷达的一个分辨单元内箔条反射的回波功率比，也就是目标的雷达截面积与一个分辨单元内的雷达反射截面积之比，即：

在式(3)中，令Pd=0.1，可求得雷达发现目标所需的最小信噪比：

将(SN)min代入式(11)，可求得雷达对干扰走廊的最大发现距离为：

3 仿真

设某对空警戒雷达主要性能参数：天线转速为15 r／min；水平波瓣宽度为1.5°；垂直波瓣宽度为7°；天线增益为29.5 dB；第一副瓣增益为6.5 dB；峰值功率为260 kW；脉冲重复频率为700 Hz；接收机噪声系数为5 dB，目标σ=5 m2；虚警概率PF=10-6；波长λ=0.056 cm；脉冲宽度τ=15μs；L=2.5。假设敌方对警戒雷达实施远距离支援干扰时，其干扰机的主要参数：PJ=2×103W，GJ=7，GI=60，BJ=106Hz，RJ=106km，L1=4。假设敌方对警戒雷达释放干扰走廊时，箔条云和飞机到雷达距离R=200 km，单位体积内的箔条数N1=9根／m3。代人参数后，经过仿真计算的结果如表1所示。从仿真结果可以看出，当目标距离为200 km，无干扰时的雷达检测概率为0.882 0；远距离支援干扰时，雷达检测概率为0.251 7，箔条干扰下的雷达检测概率为0.093 5。可见，在受到干扰时警戒雷达检测概率明显减小，探测性能受到很大影响，该模型的计算结果与实际相符合。

4 结语

经测试，该警戒雷达仿真系统可以应用于野战防空C3I系统的系统调试功能检测、性能评估和部队的模拟训练等方面，具有一定的通用性、准确性和简单实用性。同时，实际工作环境下的雷达检测与诸多因素有关，如多路径干涉，地形条件，天气条件等，在系统模型的建立时也应加入这些因素，使系统更加贴合实际。