[科普中国]-干扰机

干扰机指的是发射或转发电子干扰信号的电子设备，用于扰乱或欺骗敌方电子设备，使其效能降低甚至失效。

简介干扰机（jammer）

发射电磁波以扰乱、破坏敌方通信和雷达设备正常工作的电子设备。

干扰机分为：以发射纯杂波或杂波调制信号来压制敌方电子设备，使通信信号模糊中断或使雷达目标回波被遮蔽而丧失检测信号能力的杂波干扰机，以接收敌方信号后经适当加工转发，用假信号欺骗、迷惑、破坏敌方电子设备的正常工作的欺骗式干扰机和兼有上述两类功能的综合干扰机。

干扰机可配置于地面、车辆、船舶、飞机和导弹上。按使用情况分为多次使用和一次使用（投掷式）干扰机。干扰机的工作频段已从厘米波、毫米波扩展到红外和激光频段，并向提高发射功率、增创有效干扰样式、使用计算机自适应控制和相控阵技术等方向发展。1

干扰机的一般组成有源干扰按干扰样式分类，可以分为压制式干扰和欺骗式干扰两大干扰样式，但是现代舰船装备的舰载有源干扰机或舷外有源干扰机可以随时在这两种干扰样式之间转换。

（1）干扰机的一般组成结构。干扰机的一般组成结构如图所示。雷达信号经过接收天线，进入侦察接收机被放大，经过分析，找出要干扰的威胁雷达，并确定干扰参数。引导控制系统控制干扰信号产生器选定适当的干扰样式和干扰频率，同时也控制干扰发射机工作，产生带有噪声调制的大功率干扰信号，经发射天线辐射出去。由于干扰功率很大，发射的信号会经接收天线进入接收机，严重时将影响侦察引导，所以常常是干扰和侦察引导分时工作，在侦察的时候就关闭大功率发射机。

阻塞式压制干扰机可以没有侦察引导部分。但在条件许可的情况下，使用侦察系统来分析电磁威胁，做到有的放矢，实施有针对性的干扰还是必要的。

（2）发射机功率放大器。压制干扰机的核心是大功率干扰发射机，发射机的关键器件是功率放大器。为了使干扰机能覆盖雷达的各个工作频段，要求功率放大器具有比雷达设备宽得多的工作带宽，这也是电子战设备的最显著特点。

适合用于现代干扰机功率放大器的器件主要有行波管放大器和场效应管放大器。行波管放大器利用强磁场来形成电子束，电子束与输入信号的行波相互作用，使信号功率得到放大。行波管放大器输出功率高、工作频带宽，容易进行杂波频率调制，因此自20世纪70年代以来被广泛地用于现代电子干扰系统之中。现在，一只行波管放大器可以覆盖2～8GHz或8～18GHz的频率范围，产生1kW以上的功率。行波管放大器是大功率干扰机不可替代的功率放大器件。但是它体积、质量稍大，而且需要一个几百甚至上千伏的高电压电源，不利于在小型携载平台上使用。场效应管放大器由砷化镓半导体材料制成，它不需要高压电源，而且由于是固态器件，因而体积小、质量轻、可靠性高。因此，尽管其目前价格还比较昂贵，但近年来已有大量应用。在目前的技术水平条件下，场效应管放大器在较低频段上可以获得较大功率，但在较高频段上，还难以做到几十瓦以上的输出功率，无法达到行波管放大器的水平。但场效应管放大器的水平仍然在不断向前发展，因此将来一定会有更多的干扰机采用这种功率放大器件。2

（3）多波束干扰发射机。多波束干扰发射机具有多个发射机，多个天线排列成一定的阵面，各功率放大器之前有一罗特曼透镜。罗特曼透镜的恒定光程长原理：利用时间滞后效应进行相位补偿，使得从透镜的某一焦点（波束口）到相应辐射波前的所有路径都具有相同的光程长，从而可实现该相应波前的功率叠加。

如图所示，多波束干扰发射机的工作原理是：在透镜的不同输入端口馈人的射频信号至各支路发射通道有不同的延迟时间，这些信号经放大辐射后在空间可形成不同的等相面，即不同指向的发射波束。当用高速开关在透镜不同输入端之间切换时，使得天线窄波束在空间不同方向转换。显然，该多波束天线系统要求放大器到辐射阵元之间的幅度、相位特性完全一致。多波束天线有两个明显的优点：一是天线波束在空间变换速度极快，其转换时间只有千万分之几秒；二是可用小功率放大器获得高的有效辐射功率，且其有效辐射功率与天线的辐射元数量成正比。假设阵元为35，阵元增益为10dB，行波管放大器的输出功率为50W，则有效辐射功率高达612.5kW，比单管输出功率增大了1.2万倍。正是由于这两个优点，使得干扰机可在大的空间范围内对多批目标实施干扰，且有效辐射功率大，因而其具有很强的干扰能力，是现代雷达干扰系统采用的一种先进干扰机体制。

（4）数字射频存储器。随着现代雷达理论的日趋成熟，以及其他相关电子技术特别是数字信号处理（DSP）技术、超大规模集成（VLSI）电路技术、计算机技术等的高速发展，使得雷达的工作频段从单一的波段扩展到整个微波波段，雷达的工作体制也从简单的脉冲雷达发展到频率捷变、相参等新体制。脉内和脉间相参技术在雷达中的应用不仅改善了雷达性能，而且对于噪声信号具有非常大的处理增益，再加上雷达采用超低旁瓣天线、相干旁瓣对消等技术，使得传统的噪声干扰机对现代雷达已难以进行干扰。基于数字射频存储器（DRFM）的干扰设备是利用数字射频存储器将截获的雷达信号存储于数字存储器中，经过适当的时间延迟和干扰调制形成干扰信号，发射后作用于雷达的目标检测和跟踪系统，使其不能准确地检测目标或不能正确地测量目标的参数信息。由于DRFM具有储频精度高、储存信号相干性好、可重复输出等优点，已成为对抗现代雷达的一项关键技术。2

干扰机种类及各自工作原理引导式干扰机引导式干扰机由测频接收机、测向接收机、预处理器、主处理器、干扰式样控制、发射机、干扰波控制等部分组成（见下图）。它实现与被干扰目标进行方向上对准、频率对准、给出合适的式样和足够的功率，对目标进行干扰。

引导式干扰机的主要干扰样式是压制性的噪声干扰。通常还在噪声的基础上进行附加的调制。这样既有噪声干扰对雷达接收显示系统的压制性干扰效果，又有附加调制对雷达自动跟踪系统产生的欺骗性干扰的功能。引导式干扰机施放脉冲干扰时，根据其调制参数不同，其干扰可以是压制性的，也可以是欺骗性的。

现在电子战的主要任务之一是设计更先进的现代电子干扰系统，专门用来对付脉冲和连续波雷达。由于这些类型的威胁辐射源密度很大，要求电子干扰系统必须在计算机控制下工作。计算机的作用是以有效的方式分配干扰资源。

这种电子干扰系统用来干扰地空导弹、防空武器。以及空空导弹、火控雷达。并且还可通过噪声干扰来降低预警雷达和地面控制截击雷达的作用。系统的没计目的是对敌方雷达进行检测、分选和识别，并根据这些威胁的优先级及时（在几毫秒内）自动引导干扰。电子干扰系统的作用如下：①电子干扰系统对威胁进行截获并分析其特性（如脉冲描述符）；②信号处理器对威胁数据进行分选，以确定每一个威胁的特性；③数字计算机将威肋，数据与预存储的威胁数据库相比较，然后按威胁等级对每个威胁做出响应；④技术产生器将优先级响应变为适用于干扰发射机的凋制信号；⑤干扰机逻辑的作用相当于一个控制开关矩阵，选择适当的干扰发射机，将可控天线（如相控阵天线）指向威胁，或选择适当的固定天线扇面；⑥干扰发射机及其天线覆盖所关心的频带。3

回答式干扰机回答式干扰机的工作方式是每收到一个雷达脉冲才能发射一个干扰信号，所以也称为被动式干扰。

回答式干扰机分转发式干扰机（Repeater）和应答式干扰机（Responder）两种基本体制。

转发式干扰机将接收到的雷达射频脉冲放大（或储频后放大）井进行干扰调制之后再发射回去。它的主要器件是宽频带的行波管，是20世纪50年代后期宽频带大功率行波管研制成功之后才迅速发展起来的干扰机体制。转发式干扰机也称为放大回答式干扰机，其原理图如图（a）所示。

接收天线收到雷达信号后，一路将射频信号经电压放大后送至射频功率放大器，一路将射频信号检波（解调）之后用于干扰控制，以便以所需的干扰样式加至功率放大器对射频信号进行调制，然后经发射天线发射出去。干扰机的接收天线和发射天线的指向一致，保证了干扰在方向上的瞄准。行波管的宽频带性能。保证了把每个雷达信号放大和转发回去，实现了频率上对被干扰雷达的瞄准。

应答式干扰机又称振荡回答式干扰机，其原理图如图（b）所示。这种干扰机的干扰信号是由发射机部分的压控振荡器（VCO）产生的，因而干扰持续时间较长。接收机对雷达信号瞬时测频并将压控振荡调谐到雷达频率上，保证干扰信号的频率瞄准。

回答式干扰机既可施放欺骗性干扰又可施放压制性干扰。但由于现有的回答式干扰机大多属于转发式的，干扰样式都是欺骗性干扰，如距离跟踪欺骗、角度跟踪欺骗、速度跟踪欺骗等，以致不少人把回答式干扰机都叫作欺骗性干扰机。其实，随着电子对抗技术的发展，回答式干扰机也越来越多地施放压制性干扰，如噪声干扰、杂乱脉冲于扰等。

应答式干扰——干扰信号的射频不是对输入信号自动放大产生的，而是用频率记忆器或调谐振荡器的方法间接获得的。发射信号的频率近似等于输入信号频率。

应答式干扰机原理，输入信号经宽带放大后，检出脉冲前沿去启动两个振荡器VCO1和VCO2的调谐装置。当VCO1的频率与输入信号混频后的中频落在中放通带时，调谐装置停止工作，VCO2作为发射机开始工作。如果使VCO2的频率与VCO1差一个中频，则发射频率近似等于输入信号频率。3

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何星 - 副教授 - 上海交通大学