雷达红外诱饵弹对抗反辐射导弹技术研究

2012-06-28徐远根李建东苏五星

舰船电子对抗 2012年5期

徐远根，李建东，唐涛，苏五星

（空军预警学院，武汉430019）

0 引言

随着红外技术的不断发展，反辐射导弹（ARM）已经由单一制导发展为多模制导，仅靠雷达电磁诱饵不能诱偏复合制导的ARM，因此有效对抗加装红外制导导引头的ARM，已经成为当前提高雷达装备生存能力的重要手段［1－2］。利用红外诱饵弹对抗具有红外制导能力的ARM是一种既经济、效果又好的手段［3］，本文将加以研究。

1 雷达红外诱饵弹工作原理

目前装备的红外制导导弹多数仍是被动点源探测、比例导引的制导机制。当在其寻的头视场内出现多个目标时，它将跟踪等效辐射中心（又称矩心），如图1所示。

图1 雷达红外诱饵弹工作原理图

导弹导引头锁定目标雷达后，跟踪目标雷达（见图1中的1）。当红外诱饵和雷达同时出现在导引头视场内时，导引头跟踪二者的等效辐射中心，即能量质心（见图1中的2）。红外诱饵弹的辐射强度远远大于雷达，所以能量质心偏向诱饵弹一方，而红外诱饵和雷达在空间上是逐步分离的，而且与雷达的分离越来越远（见图1中的3）。导弹的瞄准点一步步被诱饵弹吸引，直到雷达从导引头的视场内消失，这时导引头就只跟踪辐射强度大的诱饵弹了（见图1中的4）。

红外诱饵弹抗ARM效能依其使导弹产生的脱靶量的大小来衡量，抗ARM成功的判据是使导弹的脱靶量大于导弹的杀伤半径，并且要保证一定的安全系数即产生安全脱靶量。其实现条件是红外诱饵弹与其所保护的雷达相比有足够大的红外辐射强度（一般是目标辐射强度的2倍以上），并有一定的相对分离速度［4］。

2 红外诱饵弹对抗ARM效能模型

对于点源式红外导引头，诱饵弹对其干扰形式是质心干扰，即当燃烧的红外诱饵弹和雷达同处在导引头瞬时视场内时，导引头将跟踪红外诱饵弹与雷达目标的红外辐射能量中心，或称质心。因此分析红外诱饵弹抗ARM效能时，分以下几个步骤：

（1）判断导引头瞬时视场内的红外辐射源

如图2所示，A点为导弹所处位置，AO方向是导引头光轴方向，P点为红外辐射源，图中虚线表示导引头的瞬时视场，q为AO和AP 的夹角，θ为导引头瞬时视场角。当时，辐射源P位于导引头瞬时视场内；否则，辐射源P不在导引头跟踪范围内。

图2 红外导引头与红外辐射源几何关系图

判断结果：①瞬时视场内仅有雷达辐射源，此时导引头跟踪雷达；②瞬时视场内仅有红外诱饵弹辐射源，此时导引头跟踪红外诱饵弹；③瞬时视场内既有雷达辐射源又有红外诱饵弹辐射源，此时导引头跟踪二者的能量质心；④瞬时视场内没有任何红外辐射源，此时导引头将搜索框架视场范围内的目标，结果可能重新捕获目标辐射源，也可能捕获不到任何辐射源。

（2）确定视场内红外辐射源的能量质心

如果瞬时视场内的辐射源不止一个，则需要计算多个辐射源的能量中心，作为导引头跟踪的目标。当瞬时视场内有n个红外辐射源时，每一时刻导引头跟踪质心位置可以由式（2）确定［5－7］：

式中：Ii为第i个辐射源的红外辐射强度；Ri为第i个辐射源距离导弹的直线距离；（xi，yi，zi）为第i个红外辐射源的位置坐标。

（3）经过1个时间步进后，再次判断导引头瞬时视场内的红外辐射源目标。如果视场内有雷达和红外诱饵弹，依据式（1）～式（3）确定新的跟踪点；如果视场内只有红外诱饵弹，则导弹将攻击诱饵，并且修正航线，直至落地；如果视场内只有雷达，则导弹将攻击雷达，并且修正航线。

（4）确定导弹的脱靶量，评估系统抗 ARM效能。

3 效能仿真分析

设ARM攻击方位角Ω在0°～360°内均匀分布，攻击角δ在0°～90°内均匀分布。

3.1 红外诱饵弹辐射强度（Idecoy）对抗ARM效能的影响

图3的仿真条件为：导弹末端速度Vrel＝600m／s，导弹过载系数nx＝9，雷达红外辐射强度Iradar＝665W／sr，红外诱饵弹辐射强度Idecoy＝200W／sr，导弹瞬时视场角Δθ＝2°，诱饵弹距离雷达的距离r＝100m。红外诱饵弹辐射强度对抗ARM效能的影响如图3所示。

对于目前尚未开通的航线，建议深圳港以适当密度开通与钦州、北海、清远、贵港、南宁地区的水上“巴士”航线；与东莞水上“巴士”航线的经济性较差，短期内开通水上“巴士”的必要不大.

图4的仿真条件为：Vrel＝600m／s，nx＝9，Iradar＝665W／sr，Idecoy＝665W／sr，Δθ＝2°，r＝100m。红外诱饵弹辐射强度对抗ARM效能的影响如图4所示。

图5的仿真条件为：Vrel＝600m／s，nx＝9，Iradar＝665W／sr，Idecoy＝2 000W／sr，Δθ＝2°，r＝100m。红外诱饵弹辐射强度对抗ARM效能的影响如图5所示。

从以上仿真结果可以看到：

图3 Idecoy＝200W／sr时，红外诱饵弹辐射强度对抗ARM效能的影响图

图4 Idecoy＝665W／sr时，红外诱饵弹辐射强度对抗ARM效能的影响图

图5 Idecoy＝2 000W／sr时，红外诱饵弹辐射强度对抗ARM效能的影响图

（1）当红外诱饵弹发射时导弹距离雷达的距离过小（2 000m以内）时，导弹脱靶量为0m，这是因为发射距离过小时，诱饵弹不在导弹红外导引头瞬时视场内，亦起不到抗ARM的作用。

（2）当红外诱饵弹发射时导弹距离雷达的距离介于2 000～6 000m之间时，导弹脱靶量呈现上升态势，这是由于此时导引头开始跟踪雷达和诱饵弹能量质心，并随着发射距离的增大，导弹脱靶量增大，特别在5 000～6 000m之间，脱靶量增大趋势最强。

（3）当红外诱饵弹发射时导弹距离雷达的距离介于6 000～10 000m之间时，脱靶量呈现定值状态，这是由于随着发射距离的增大，导引头开始分辨2个红外辐射源的位置由导引头的瞬时视场角决定，不依赖于诱饵弹的发射距离。

（4）当红外诱饵弹的红外辐射强度小于雷达的辐射强度时，导弹落点偏向雷达，最大脱靶量较小；当红外诱饵弹的红外辐射强度大于雷达红外辐射强度后，导弹脱靶量大，落点偏向红外诱饵弹，而且，脱靶量基本上不随Idecoy的变化而有大的变化。

3.2 红外诱饵弹燃烧点对抗ARM效能的影响

图6的仿真条件为：Vrel＝600m／s，nx＝9，Iradar＝665W／sr，Idecoy＝2000W／sr，Δθ＝2°，r＝50m。

图6 r＝50m时，红外诱饵弹燃烧点对抗ARM效能的影响图

图7的仿真条件为：Vrel＝600m／s，nx＝9，Iradar＝665W／sr，Idecoy＝2 000W／sr，Δθ＝2°，r＝100m。

图8的仿真条件为：Vrel＝600m／s，nx＝9，Iradar＝665W／sr，Idecoy＝2 000W／sr，Δθ＝2°，r＝150m。

从以上仿真结果可以看到：

（1）当r＝50m、诱饵弹发射距离介于0～1 000m时，导弹脱靶量为0m；当r＝100m、诱饵弹发射距离介于0～2 000m时，导弹脱靶量为0m；当r＝150m、诱饵弹发射距离介于0～3 000m之间时，导弹脱靶量为0m，这是因为诱饵弹发射距离（诱饵弹发射时，导弹距离雷达的距离）越小，导引头瞬时视场内发现诱饵弹的可能性越小。