雷达旁瓣的基础知识

发布时间：

2024-10-25

我们知道，雷达波束越窄，探测距离越远，系统精确性也越高。但雷达天线并不能将所有功率集中到单个波束中，实际雷达功率常被分成几个部分，也就是常说的雷达主瓣、旁瓣等。基本概念主瓣是最大辐射方向周围的区域，通常是主波束峰值3dB以内的区域，是雷达主要的工作方向…

我们知道，雷达波束越窄，探测距离越远，系统精确性也越高。但雷达天线并不能将所有功率集中到单个波束中，实际雷达功率常被分成几个部分，也就是常说的雷达主瓣、旁瓣等。

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基本概念

主瓣是最大辐射方向周围的区域，通常是主波束峰值3dB以内的区域，是雷达主要的工作方向。旁瓣是主波束周围辐射较小的波束，这些旁瓣通常是不希望的方向的辐射，会带来很多问题。后瓣（背瓣）是指方向和主瓣方向相反的波束，也属于旁瓣。

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半功率波束宽度（-3dB波束宽度）指辐射方向图幅度相对于主瓣峰值降低50%(或-3dB)的角度间隔(如上图所示意)。第一零点波束宽度：指主瓣两侧第一零点间的夹角，也称为主瓣张角，这也是一个较有用的参量。

旁瓣带来的问题

尽管与主波束相比辐射功率弱得多，但从旁瓣进来的功率仍然会降低雷达探测目标的能力，并带来一些问题。

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如上图所示，当主波束指向地平线时，旁瓣的很大一部分指向地面，即使旁瓣功率较弱也会导致很多杂波。这是因为与目标飞机相比，地面更接近雷达，旁瓣的回波强度和目标回波可能相当。
旁瓣的杂波问题不能通过增加雷达发射功率来解决，减少旁瓣杂波问题的一个方法是多普勒处理，然而，旁瓣杂波在检测中仍然引起许多问题。

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由于旁瓣可能仍然指向目标，即使主瓣指向不同的方向，旁瓣也使得雷达更容易被探测到。因此，高功率旁瓣将不仅会警告尚未被主波束探测到的目标，这也给对方ESM/RWR更多的时间来分析雷达发射信号和定位雷达的位置，甚至趁机从旁瓣送入以假乱真的“欺骗”信号进行旁瓣干扰。既然旁瓣存在的问题不少，那就要尽量降低，应对方法并不轻松，有所谓的超低副瓣，这也是一个难题，需要科学的设计、精密的加工和测量校准。

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正常的雷达旁瓣电平比最大主波束增益低13~30dB，而超低旁瓣虽然没有明确定义，但一般认为旁瓣电平要比最大增益处低40dB以上。

超低旁瓣

为了探测尚未截获目标的雷达，电子战接收机或雷达告警接收机需要有足够的灵敏度来接收雷达的旁瓣信号，也就是说需要从雷达旁瓣接收到足够的信号功率才可以确定信号的到达方向，才可以分析信号参数，从而确定雷达的类型及其工作模式。
相对于主瓣截获，旁瓣截获接收到的信号功率下降，下降因子等于雷达的平均旁瓣隔离度，来自于雷达的信号以雷达距离的平方而衰减，雷达20dB的旁瓣隔离度会使得干扰机探测距离下降为原来的1/10，大大降低了探测雷达信号的可能。
另外，旁瓣的降低，雷达从旁瓣接收的干信比(J/S)会下降，这将导致干扰距离的明显下降，20dB的旁瓣隔离会使得干扰距离下降为原来的1/10。超低旁瓣会使得电子支援系统难以探测到雷达信号，即使探测到也难以有足够的功率干扰到雷达。

文章来源：雷达通信电子战

作者：雷达通信电子战

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