3.2　雷达电子战传感器

雷达电子战传感器的架构不同于通信电子战传感器的架构，它是依据雷达信号波形（通常是周期的窄脉冲）以及传感器完成的主要功能，由于与之相关的武器系统在极短的时间内将成为威胁，因此所执行时间必须很短。相关传感器的功能和分类如下：

① 雷达告警接收机（RWR），在传感器空间和频率覆盖范围内对威胁辐射源的存在发出告警，并指示到达方向，给出其到达方位（DOA）的指示。

② 电子支援措施（ESM）接收机，对传感器空间和频率覆盖范围内的所有雷达辐射源进行测向和分选。

③ 电子情报（ELINT）接收机，对雷达辐射源所有特征（波形和天线方向图）进行持续精确测量，以提供对相关武器的分析和建模，以及用于前两种传感器的辐射源数据库中，对辐射源进行识别。

接下来将在3.2.1节～3.2.3节对这些上一代的传感器类型的典型架构进行讨论，为读者提供关于传感器结构的信息，然后再介绍电子战传感器所面临的主要挑战，它们包括：

① 接收机灵敏度：即传感器能进行信号探测和参数测量的最小信号功率电平。

② 截获概率（POI）：在一个预先确定的时间周期（截获时间，TOI）内，对在传感器空间和频率覆盖范围内出现所有辐射源（或只是威胁辐射源）的截获概率。

③ 鉴别辐射源的能力：在空间和频率覆盖范围内，分辨不同辐射源的能力，从而对雷达辐射源模式（比如，波形的特征参数和天线扫描类型等）进行分类，以便识别辐射源以及与之相关联的武器系统。

3.5.1节将讨论上一代雷达波段电子战传感器的体系结构，然后，本章将详细描述新一代的雷达波段电子战传感器的体系结构。

3.2.1　RWR体系结构

RWR是用于不需要高灵敏度应用的基本电子战无源监视设备的一个代表，其任务是向飞行员或平台指挥员提供周围环境中与辐射源的主瓣照射关联的威胁告警。RWR完成的功能如下：

●探测威胁辐射源；

●对辐射源相对于平台纵轴向的到达方向进行粗测（在单脉冲制式中需要多个定向天线以及相关的单脉冲形式的接收机信道）；

●测量威胁信号的瞬时参数；

●在信号密度不是很密集的环境中，对威胁信号进行去交错和分类；

●通过与预置数据库进行比较，识别威胁信号。

图3.1示出了一种宽开（WO，完全覆盖所需的威胁辐射源频谱）的RWR典型框图，这是一种应用最广泛的RWR体系结构（更多细节见3.4节）。在这种体系结构中，晶体检波器（通常作为平方律检波器）信道能够在整个射频带宽上进行探测，输入射频滤波器对带宽进行了限制，去除与辐射源波形相关的所有频率和相位信息。视频滤波器给出了能够探测从给定（最小）脉宽到较大脉宽脉冲的平滑滤波。晶体检波器通道与设备的每个定向天线相关，对测得的脉冲幅度进行处理，提供下列的瞬时辐射源脉冲参数：

●脉冲幅度（A）；

●脉宽（PW）；

●到达方向（DOA）；

●到达时间（TOA）。

检波前的射频信号也被送到瞬时测频（IFM）设备（参见3.4节），给出对信号频率的估计（频率F）。由于IFM带宽非常大并采用了微波电路，因此通常比较昂贵。大多数早期宽开RWR中没有采用IFM。

所有对瞬时辐射源脉冲参数的测量都集中在一个脉冲描述字（PDW）中，脉冲描述字用于脉冲去交错处理（将所有接收到的环境中属于不同辐射源的PDW进行聚类）和辐射源分选处理，以提供对诸如脉冲重复间隔（PRI）、天线扫描类型（AST）以及相关的天线扫描周期（ASP）等长时间的辐射源信号参数的估计。这两种处理是由处理设备（在图3.1中没有示出）完成的，通过将分选的辐射源数据与任务威胁数据库中得到的威胁辐射源数据进行对比，也能够进行威胁识别。

3.2.2　ESM体系结构

ESM设备的应用，除了提供威胁告警，还需要具有高的灵敏度，检测环境中（有可能是非常密集的信号环境）存在的所有类型辐射源的主瓣和旁瓣，这可以采用超外差接收机或者综合使用超外差加宽开接收机的体系结构。

图3.2所示为采用超外差的ESM体系结构。在这种结构中，整个射频带宽被分为数个子频段，每个子频段被一个本振频率转换为一个固定中频带宽，本振频率由能扫描整个射频带宽的合成器或梳状波发生器产生。由这种架构提供的所需的选择性需要与对环境中所有类型辐射源的非常高的截获概率进行折中，折中的结果通常是采用大的中频带宽（比雷达频率捷变带宽更大）同时采用快速本振开关。这种类型的接收机一般是非常贵的，所以为了降低整个超外差结构的成本，也应用许多基于宽开结构的单脉冲DOA测量通道。

3.2.3　ELINT体系结构

第三种类型的电子战无源监视设备是ELINT接收机。这种设备的任务就是有选择地获取并分析辐射源信号瞬时和长时间的特征，以搜集足够多的数据提供给RWR和ESM设备的数据库，用于目标识别。

ELINT设备是基于超外差接收机结构的，但具有大量可选择的中频带宽，如图3.3所示。中频滤波器，经与高增益的定向天线耦合，能够获得非常高的灵敏度，足以分析雷达天线所有旁瓣发射的信号。还可能通过选择中频带宽去分析特定的脉内和脉间信号调制，提供个体辐射源识别（辐射源指纹识别）。