有源／无源转移干扰条件及协同干扰技术

2012-04-26苗秀梅吴雪峰

舰船电子对抗 2012年4期

苗秀梅，吴雪峰

（海装电子部，北京 100841）

0 引言

雷达检测和分析目标回波能发现目标并确定其性质［1］，而雷达对抗破坏雷达回波的特性，干扰雷达正常工作。雷达和雷达对抗是一对矛与盾的关系。

雷达有源对抗技术中，基本干扰方式为噪声压制和欺骗，即对准雷达方向，发射噪声、欺骗信号，达到干扰雷达的目的［2］。单独采用雷达有源干扰方法，存在一些问题，例如，像雷达信号被对方作为信标利用一样，干扰信号也可能成为对方的信标；单独使用雷达无源干扰技术，虽然也能产生杂乱、虚假回波或减弱目标回波，破坏雷达正常工作，但是，对于目标分辨率强的雷达来说，干扰效果会明显下降。雷达无源干扰技术中，箔条产生的多普勒频谱宽度只有几十赫兹，即使在阵风、旋风作用下，其频谱也只有几百赫兹，对具有多普勒频率处理能力的雷达来说，干扰效果也会明显下降。如果在发射干扰箔条之前，反舰导弹跟踪雷达已跟踪舰船，则要使它转向跟踪诱饵是很困难的，此时，需要雷达有源干扰将雷达跟踪暂时破坏，迫使其转入重新捕获状态，敌跟踪雷达才有可能在再次跟踪时跟踪箔条云。

因此，为了充分发挥电子对抗有源干扰和无源干扰的作战效能，在实际应用中，将无源和有源干扰结合起来，在有源干扰配合下，使雷达不跟踪真实目标，而去跟踪箔条，进而保护作战平台。

1 转移干扰特点及流程

转移干扰用于对抗反舰导弹防御作战，其特点是雷达有源干扰和无源干扰配合使用。当来袭导弹末制导雷达开机并跟踪舰艇时，在被保护目标周围的一定距离、方位、高度上立即发射近程箔条弹，启动有源干扰进行距离波门拖引，将末制导雷达跟踪波门拖离被保护目标，使末制导雷达由跟踪被保护目标转移至跟踪箔条。这种干扰方式的优点是：能摆脱已经被跟踪的敌方导弹跟踪，但是需要有源和无源干扰间的密切协同。

2 转移干扰有效条件分析

为叙述、计算方便，假设导弹参数、有源干扰机参数、箔条发射干扰参数见表1。

表1 导弹参数、有源干扰机参数、箔条发射干扰参数

图1示出了来袭导弹、箔条云以及有源干扰机之间相对布局，以X轴表示导弹来袭方向，箔条弹飞行距离为R，箔条发射角为：导弹来袭方向右φr，仰角φz，图1（a）为干扰场景俯视图，图1（b）为干扰场景侧视图。

图1 导弹来袭方位，箔条云与有源干扰机相对布局

2.1 有效条件1

有效条件1的内容为：箔条云与有源干扰发射平台应处于末制导雷达同一波束内且不在末制导雷达的同一距离分辨单元内。前者为确保箔条云不能被雷达在方位上与目标区分开；后者为配合距离波门拖引，为雷达距离波门被拖离出目标回波距离分辨单元创造条件。

有效条件1的代数表达式为：

式中：θr为末制导雷达天线水平方向3dB带宽／2（单位：°）；θz为末制导雷达天线仰角方向3dB带宽／2（单位：°）；αr为箔条云中心与导弹位置的连线与导弹来袭方向之间的水平角（单位：°）；αz为箔条云中心与导弹位置的连线与导弹来袭方向之间的仰角（单位：°）；R为箔条弹发射距离（单位：m）；φr为箔条弹发射方向与导弹来袭方向之间的水平角（单位：°）；φz为箔条弹发射方向与导弹来袭方向之间的俯仰角（单位：°）；τPW为末制导雷达脉冲宽度（单位：μs）。

从以上分析可以看出：为了实现转移干扰，必须获取末制导雷达的天线方向图（水平3dB带宽和俯仰3dB带宽）、工作频率、脉宽以及末制导雷达开机距离等技术参数，才能根据式（1）确定无源干扰弹发射距离、方位角、仰角等要素。

末制导雷达的工作频率，脉宽可以通过雷达侦察设备获得，天线方向图、雷达开机距离等信息可以通过情报获得。

2.2 有效条件2

距离波门拖引距离R＝箔条弹在导弹运行方向上的投影距离。

结合图1，有效条件2的代数表达式为：

图1示出了距离前拖的情况，也可以根据战术需要执行距离后拖。需要指出的是：前拖适用于雷达重频固定的情况。

2.3 有效条件3

下面通过举例说明有效条件3和有效条件4的内容。

一次距离波门拖引后，采用表1所列参数计算，雷达测量目标的距离向前拖引了150m／s×6s（拖引时间）＝900m，加上导弹本身的飞行距离340m／s×8s＝2 720m，此时，在末制导雷达前方12 000-900-2 720＝8 380m处已经形成箔条云，也可以在第2次距离波门拖引时将距离波门拖引至箔条云上。但箔条弹发射时机有所不同。

结合表1所假定的参数，可以计算出箔条的留空时间＞36s。

图2示出了采用转移干扰时，雷达采用距离波门拖引和无源箔条发射之间的时间和距离关系，图2（b）中给出了2种箔条云下落时的情况，可看出曲线①反应的箔条留空时间较短，不满足战术要求，曲线②反应的箔条留空时间较长，满足战术要求。

图2 雷达有源干扰和箔条发射之间的时间和距离关系

2.4 有效条件4

假设末制导雷达开机时为t＝0时刻，此时，有源干扰设备开始发射距离欺骗干扰信号，按拖引时间6s计算，拖引距离为6×150＝900m，如果在真目标前侧900m左右存在箔条云，关闭雷达有源干扰机，并将目标平台及时规避。如果第1次没有成功，导弹末制导雷达仍然跟踪真目标，则进行第2次拖引，从第1次拖引结束到第2次拖引结束，共计8s，拖引距离仍为900m。依次类推，第2次拖引结束到第3次拖引结束，共计1 0s，拖引距离为900m。拖引次数n是有限的，应满足形成转移干扰有效的第4个必要条件：

式中：n为拖引次数；t1为有源干扰建立时间；t2为有源干扰拖引时间；t3为有源干扰停止时间；v为导弹飞行速度；R为导弹末制导雷达开机距离；ΔR1为距离拖引值。

在末制导雷达开机距离内，拖引次数是有限的，上面的例子中只有3次，因此必须对距离波门拖引成功率提出较高要求。

战时的风向和风速也应作为战术解算的因素，否则，会降低干扰效果。上面所列举的例子里，由于箔条弹的飞行时间为10s（包括箔条云形成时间），则可以在t＝-2s时发射厘米波干扰弹，当距离波门欺骗完成后，末制导雷达将在距离上准确跟踪箔条云，从而保护我方平台。

从上面的分析可以看出：在使用转移干扰时，必须注意以下几个方面：

（1）转移干扰是对付导弹末制导雷达的有效干扰样式之一。一旦成功，能有效保护目标平台，但是其使用条件也比较苛刻，天时地利需要综合考虑。

（2）必须进行精确的发射时间和方位计算，防止延误战机。

（3）必须满足上述4项转移干扰的有效条件。

（4）对距离波门拖引的成功率要求高，因为距离拖引次数是有限的。

（5）应对有源干扰信号发射方向、箔条云形成位置和末制导雷达方位进行综合分析。

3 有源和无源干扰协同技术

3.1 干扰协同流程

为了实施有效的转移干扰战术，除了考虑上述4项基本条件外，还需要从战术使用上考虑有源和无源干扰之间的协同关系。

下面以典型的主动雷达＋红外制导的导弹过程为例，具体说明转移干扰方式中有源和无源干扰流程、具体实施和效果分析。图3为转移干扰流程图。

3.2 具体实现

从图3可以看出，转移干扰具有以下特点：

（1）针对侦察到的高威胁目标，能同时引导给有源干扰设备和无源干扰设备；

（2）有源干扰的距离波门拖引（RGPO）发射信号关闭时刻，能驱动无源干扰发射装置发射箔条弹和红外弹；

（3）无源干扰箔条弹、红外弹设置了2种不同的引信时间，一种为长时间引信，用于第1次发射；另一种为短时间引信，用于第2次发射。

图3 转移干扰流程

图4示出在执行上述干扰样式时，有源干扰、无源干扰之间的动作协同关系，图中具体参数是基于以下假设的：末制导雷达开机距离R＝16km；导弹飞行速度为v＝266m／s；导弹制导模式：主动雷达＋红外；有源距离波门拖引：停止时间为3s，拖引时间为6s，关闭时间为3s，拖引速度为1m／s，干扰弹飞行速度为150m／s，引信时间1为6s，引信时间2为3s，留空时间为60s。

3.3 效果分析

下面结合图4具体说明转移干扰的实际效果。

末制导雷达距我方目标平台16km处开机工作，我方平台上的雷达侦察设备对末制导雷达信号进行侦收，在t＝0时刻，由雷达有源干扰设备执行距离波门拖引，建立时间为3s，拖引时间为6s，在t＝9s时刻，停止干扰机发射干扰信号，此时，由无源干扰设备发射长距离箔条弹和红外弹。其目的是当RGPO拖引成功后，末制导雷达的距离跟踪波门被拖离我方平台所处位置，波门内只有干扰信号，当干扰机停止发射后，会导致末制导雷达距离跟踪波门内没有信号，迫使雷达返回重新捕获目标的状态，此时发射箔条干扰弹（冲淡干扰）和红外干扰弹（冲淡干扰），形成箔条云假目标和红外假目标，以对抗主动雷达和红外复合制导的反舰导弹。

然后干扰机发射干扰噪声，干扰带宽等于末制导雷达的工作带宽，以假乱真，保护舰艇安全。

最后使用无源干扰发射装置发射近距离干扰弹，由于假目标回波大于真实目标的回波强度，可以诱骗导弹寻的头跳过舰艇转向跟踪假目标。