舷外雷达有源诱饵干扰反舰导弹仿真建模与分析

赖中安，王彩英

（解放军91404部队，秦皇岛066000）

0 引 言

近年来，随着电子对抗技术的发展，舷外雷达有源诱饵作为水面舰艇对抗现代反舰导弹的一种有效方式，逐渐引起大家的高度关注。它接收导弹末制导雷达信号，然后将该信号放大后转发出去，使导弹制导雷达无法区分目标舰船和诱饵，形成对导弹制导雷达的质心干扰，从而将导弹诱离目标。

本文通过分析舷外雷达有源诱饵的干扰机理，对其布放距离、布放角度等关键参数进行数学建模，并仿真分析关键参数的最佳值，寻求最佳方法发挥舷外有源诱饵的干扰效能，为舷外有源诱饵的战场使用和部队训练打下基础。

1 舷外雷达有源诱饵对抗反舰导弹的干扰机理

目前反舰导弹的末制导雷达大多采用了单脉冲雷达体制。单脉冲雷达通过瞬时比较回波信号幅度来完成对目标的定向。对于传统的舷内干扰设备，不论其采用何种干扰样式，在角度上都无法实现真正的干扰。而舷外雷达有源诱饵通过放大转发与目标舰艇回波信号一致的雷达信号，对单脉冲雷达进行非相干双点源干扰，其干扰作用的机理是质心效应，从而实现了真正的角度欺骗[1]。

1.1 雷达有源诱饵干扰方程

有源诱饵能否有效干扰反舰导弹，主要依赖于干扰信号与目标反射信号的相对幅度对导弹角度跟踪系统的影响。

假设反舰导弹、目标舰船和有源诱饵的空间关系如图1所示。反舰导弹的制导雷达以天线主瓣指向目标，干扰机以天线主瓣指向雷达。在一般情况下，干扰机和被掩护的目标没有配置在一起，所以干扰能量会从雷达天线的旁瓣进入雷达。根据图1所示关系，制导雷达接收机同时接收2个信号：目标回波信号Pres和干扰信号Prej。

图1 拖曳式雷达有源诱饵保护舰船示意图

当干扰信号与回波信号的功率比大于压制系数KJ时，可以得到有效干扰：

式中：Pt为制导雷达的脉冲功率；Gt为制导雷达发射／接收天线增益（这里假设发射和接收共用同一天线）；σ为目标舰船的散射截面积；Rt为制导雷达到目标舰船的距离；Pj为干扰机的发射功率；Gj为干扰机发射天线增益；Gt（α）为偏离开雷达天线主瓣最大方向α角的雷达天线接收增益；Rj为干扰机到雷达的距离；rj为干扰信号与雷达信号的极化失配损失系数[2]。

式（1）就是雷达有源干扰方程的一般表达式，它为舷外雷达有源诱饵的技术设计和战术使用提供了理论依据。

1.2 干扰方程分析

若要拖曳式雷达有源诱饵能够有效干扰反舰导弹，需要有源诱饵发射的干扰功率满足：

式中：PD＝PjGj。

由于没有具体的雷达天线参数，对Gt（α）利用经验公式近似表示[3]：

式中：k为与制导雷达天线相关的常数，取0.04～0.10；θ0.5为制导雷达天线主瓣宽度；α为制导雷达与目标连线和制导雷达与诱饵连线之间的夹角。

从图1中的空间关系，应用三角形余弦定理可以得到：

正常情况下，诱饵离目标的距离总是小于目标离导弹的距离，即Rd≤Rt，则有α＜90°。在这种情况下，将式（3）和式（4）代入式（2）中，可得：

1.3 舷外雷达有源诱饵的布放距离仿真分析

在式（5）中，取KJ＝10，Pt＝10kW、Gt＝100，σ＝5 0m2，Lp＝3dB，k＝0.0 5，θ0.5＝1 0°，Rt＝50km（以上数据为虚构，实际应用中应由情报或试验得到），可做出PD～α关系和PD～Rd关系如图2所示。

从以上仿真分析可得到如下结果：

（1）θ和α的值越靠近0°，PD的值越小；当θ＝0°时，α＝0°，此时PD取极小值。该结果表示：在实际使用时，诱饵应该尽量在目标舰船和反舰导弹之间布设，这样可以降低干扰发射功率要求。

（2）RD越大，PD的值越小。该结果表示：在实际使用时，诱饵应该尽量在目标舰船和反舰导弹之间，离被保护目标舰船尽量远一些。

前面的分析没有考虑导弹末制导雷达的距离分辨率因素。如果舷外雷达有源诱饵与目标舰船的距离大于距离分辨率，则被制导雷达分辨为2个目标，无法形成质心干扰。因此，考虑到这个因素，还需要

诱饵与目标舰船的距离小于距离分辨率。

图2 雷达有源诱饵干扰发射功率PD与α和Rd的关系图

2 舷外雷达有源诱饵质心干扰效果分析

2.1 舷外雷达有源诱饵质心干扰方程

雷达有源诱饵通过放大和转发敌方雷达的信号，与水面舰艇的真实回波信号共同作用来完成导弹诱骗。其干扰作用的机理是质心效应[4]。如图3所示，很明显，为了引诱导弹远离目标舰，应该让θ2越大越好。

图3 舷外雷达有源诱饵质心干扰过程

由质心原理可知：

从而可得：

在α变化、其他条件不变的情况下，KJ与α的关系为：

当的情况，即式（9）可进一步简化得到：

图4 舷外雷达有源诱饵布放角度示意图

2.2 舷外雷达有源诱饵布放角度数学模型

假定反舰导弹对准目标舰船，雷达有源诱饵与目标舰对导弹的张角为α；目标舰与导弹的距离为Rt；雷达有源诱饵与导弹的距离为Rj；导弹与目标舰对雷达有源诱饵的张角为γ；有源诱饵的布放角度为β；导弹制导雷达的距离分辨率为Dj；导弹制导雷达的角度分辨率为J；主波束角度为θ0.5。对于导弹制导雷达，一般角度分辨率小于半波束角，即J

从图4中的空间关系，根据三角形正弦定理有：

则可得到有源诱饵的布放角度β为：

在上面的讨论中，没有考虑反舰导弹导引头的距离分辨率和角度分辨率。在实际雷达有源干扰过程中，有源诱饵与目标舰对导弹的张角α在角度分辨率内才能形成质心干扰。同时由于制导雷达的距离分辨率限制，雷达有源诱饵并不能无限制布放。因此，在实际舷外雷达有源诱饵的布放中，这2个因素是必须要考虑的重要方面[5]。

下面分2种情况进行讨论。

（1）受导弹制导雷达的距离分辨率Dj的限制，有源诱饵与目标舰对导弹的张角α小于制导雷达角度分辨率J。

由于因此有源诱饵一定在主波束内。此时，有源诱饵的最佳布放角度β为：

此时需要满足条件：Rd≤Dj≤RtsinJ，且引偏角度，其中

（2）有源诱饵不受导弹制导雷达的距离分辨率Dj限制，但受制导雷达角度分辨率J限制。

此时，为了达到最佳干扰效果，应该选择α＝J。则有源诱饵的最佳布放角度β为：

此时需要满足条件：Dj≥Rd＞RtsinJ，且引偏角度，其中

2.3 舷外雷达有源诱饵布放角度仿真分析

根据以上分析，取PD＝100kW，Pt＝10kW，（以上数据为虚构，实际应用中应由情报或试验得到），可做出Rt从12km到2km范围内，最佳布放角度β和Rt的关系如图5所示。

图5 雷达有源诱饵最佳布放角度β与Rt关系图

从图5可以看出，当导弹距离目标舰船比较远时，舷外雷达有源诱饵的最佳布放角度比较大，接近于90°；随着导弹不断接近目标舰船，最佳布放角度越来越小[6]。其布放位置变化趋势如图6所示。

图6 雷达有源诱饵布放位置变化趋势图

3 结论

以上理论分析和仿真实验表明：

（1）对于布放距离来说，舷外雷达有源诱饵距离目标舰艇越远越好，距离反舰导弹越近越好，且小于等于制导雷达的距离分辨率Dj。即其应尽量在目标舰船和反舰导弹之间，向导弹方向投放诱饵。

（2）对于布放角度来说，舷外雷达有源诱饵的布放角度与导弹到目标舰船的距离、导弹制导雷达的角度分辨率和距离分辨率相关。其对应关系为：

式中：β为最佳布放角度；Dj为导弹制导雷达的距离分辨率；Rt为导弹到目标舰船的距离；J为导弹制导雷达的角度分辨率；Rd为布放距离。

[1]王万通.投掷式有源雷达诱饵技术分析[J].电子对抗技术，1997（3）：1－3.

[2]王万通，庞国荣.拖曳式有源雷达诱饵[J].电子对抗技术，1998，13（3）：21－25.

[3]于兵，高东华.舷外诱饵对抗单脉冲雷达体制反舰导弹的研究[J].舰船电子工程，2003（2）：51－54.

[4]朱炳贤译.舷外有源诱饵对付反舰导弹的有效性[J].水雷战与舰船防护，2003（4）：1－17.

[5]石长安.舷外诱饵及其战术使用方式分析[J].飞航导弹，2004（11）：59－62.

[6]许海龙.舰载舷外雷达有源诱饵作战应用和效能分析[J].电子信息对抗技术，2007（4）：50－53.