交叉眼干扰浅析

根据前一期单脉冲雷达的知识可知，单脉冲雷达不再采用顺序波束而是同时多波束，因此从理论上讲振幅随时间的波动不会影响跟踪精度。另外，单脉冲雷达在受到噪声千扰时会切换至被动跟踪干扰源的模式（也称干扰源寻的，homing on jamming ,HOJ，这将在后面几期进行科普），在这种模式下雷达不再发射信号，而是转向被动侦察，在这种模式下同时多波束也能够实现对干扰源的精确跟踪。所以，单脉冲雷达对传统的干扰具有很强的抗干扰能力，因而对现代军事系统造成重大的威胁。交叉眼干扰能够重构出闪烁干扰产生最有效的角度偏差的情况，是针对单脉冲雷达有效的对抗技术之一。1953年，Delano在一次会议上发表了第一篇关于闪烁干扰的文章“Theory of target glint or angular scintillation in radar tracking”. 尽管这篇文章广受争议，但对后来相关干扰技术的发展起到了非常大的推动作用。1958年Sperry Rand公司的Peter K. Shizume申请了第一个交叉眼的专利“ANGULAR DECEPTION COUNTERMEASURE SYSTEM”。当然，这个专利直到1978年才得以公开。基本概念 交叉眼干扰是一种能够欺骗跟踪雷达的角度测量，使得其指向错误目标位置的干扰技术，主要应用于对末制导雷达进行自卫式干扰，对单脉冲体制的末制导雷达干扰效果更明显。交叉眼干扰还有其他叫法：双源干扰，相位波前畸变，弯曲的相位波前，人工闪烁，合成闪烁，相位波前变形，二点交叉眼，三点交叉眼等。交叉眼干扰可以理解为人为地重构对雷达产生最大角度误差的闪烁干扰，使用两个天线发射信号，理想情况下，在被干扰雷达的阵面处形成两个相位差为180度的信号。 交叉眼干扰机的结构如下图所示，位于右机翼的天线所接收到的信号被放大20-40dB并从左机翼的天线转发，同理，位于左机翼的天线所接收到的信号被放大并从右机翼的天线转发，但在该电路中存在180度的相移。为了使干扰更有效，这两个电缆通道必须保持180度的相位差（误差在1到2度）

跟踪的雷达(不管是单脉冲还是圆锥扫描雷达)，在进行目标跟踪时，总是要把它自己对准从目标反射回来的电磁波相位波前的法线方向。因为交叉眼干扰使用两个反相的干扰源，所以干涉现象所产生的相位波前畸变将使得单脉冲雷达的和响应小于差响应，即差-和方程的符号将改变。从而导致雷达将其跟踪角校正到远离目标而不是靠近目标。

基本模型

上图所示的交叉眼干扰可以抽象为电磁场里面的哑铃模型，因此可以得到两个幅度幅度相等而相位相反的干扰源形成的干涉图形如下图所示。由图可以看出，信号幅度在相位波前扭曲最大的地方取值最小。这是因为相位波前扭曲最大的方向即为两个散射源相位相差最大（180度）的方向，此时两个散射源的信号相位相反，在此方向上两个散射源发射的信号叠加时信号基本完全抵消，信号幅度趋于零。

更清晰的波前扭曲见下图。

由于相移信号和无相移信号同时到达单脉冲雷达，因此产生一个零点，从而迫使寻的器远离目标。

国外研究情况意大利Elettronica公司从1988到2000年一直在持续开展“交叉眼干扰”的研究,并在舰载、机载等平台开展了试验研究，具体见下图。Elettronica公司认为机载平台的研究已经成熟，舰载的仍需做相关改进。从Elettronica公司官网及相关网站可以得知交叉眼相关设备已经装备在台风和阵风等战斗机上。

下图为2000年，Elettronica公司资深专家Neri.F 等人在2000年老乌鸦协会会议上所做的关于交叉眼试验的报告题目。

Elettronica公司在交叉眼干扰技术研究的经验总结如下：

Elettronica公司的Nettuno-4100舰载干扰机具备交叉眼干扰的能力。

瑞典国防研究局也开展了大量的交叉眼的研究，据报道瑞典的战斗机也装备了相关设备。

此外，南非的Warrendu Plessi也一直在进行相关的研究工作，并开展了大量实验, 不过他的研究主要还是偏学术研究。

Warrendu Plessi在内场进行了大量测试，测试图片如下：

此外，Warrendu Plessi也进行了外场测试，干扰效果如下：

美国的研究情况报道的较少，但从相关专利和报告可以看出，诺格、ITT等公司一直在开展相关的研究。

另外，据报道，俄罗斯的部分战斗机也已经装备了相关设备。

交叉眼干扰在工程实践中存在的主要问题是难以获得相位和幅度的匹配以及进行快速开关切换，而数字射频存储技术和纳秒开关等技术的出现使得交叉眼干扰的工程应用成为可能。下图为一种基于纳秒开关的解决电缆长度匹配问题的方案：

当然交叉眼干扰同样存在一些缺点和不足，例如：交叉眼干扰信号在雷达阵面处趋向于完全抵消，则需要干扰信号发射端具有高增益和高功率；布置成稳定的交叉眼干扰特别是需要调制变化的情况，系统内的相位和幅度匹配是其中难点和挑战；交叉眼干扰系统需要对信号进行收发，其中收发隔离问题也是其中的难点。因此，在此借用网友“流星”对交叉眼干扰的评论：理论很性感，实现很骨感。交叉眼干扰的使用考虑(付孝龙《交叉眼干扰分析及实施方法 》)：如果交叉眼干扰在实施刚开始时就使欺骗角度保持在要求的状态，那么此时干扰信号功率会比较小，不能够很好的掩盖目标回波，捕获雷达的波门，因此在交叉眼干扰实施刚开始时应该让功率因素占优，这样可以容易掩盖目标捕获雷达的波门，然后才是稳定因素占优，有规律的将交叉眼干扰的状态调整到要求的状态。由于交叉眼干扰处理的威胁信号可能是多个信号，而且它们之间往往是不同频率的，所以进行移相操作时比较困难，需要一定的计算和调整时间，如果在使用时经常调整相位差，那么干扰的稳定性和有效性将无法保证，因此不易经常进行调整。从交叉眼干扰的分析中得出，相位差保持在180度时可以通过调整振幅比达到交叉眼干扰的任何状态，相位差保持在180度时其波动范围最大，而且调整信号的功率更加容易也更加迅速。所以，交叉眼干扰在运用时的合理方法应该是一种功率“拖引”方法，首先是只使用一路天线转发高功率180度移相的干扰信号，此时高功率信号捕获雷达波门，然后按照一定的方式增大另一路信号的功率，并不对这一路信号做移相操作，直至将功率增加到交叉眼干扰所需要的状态，也就是欺骗角度的容限中心。如果同时配合距离和速度波门拖引，那么雷达将会被逼真的从真目标位置上诱骗到一个假目标的位置上，也可以通过这样的方式来释放多假目标干扰。 电波之矛

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