反辐射导弹告警技术效能分析*

宋伟，何俊，伍晓华

（电子工程学院，合肥230037）

反辐射导弹告警技术效能分析*

宋伟，何俊，伍晓华

（电子工程学院，合肥230037）

基于反辐射导弹告警技术的原理，分析了反辐射导弹雷达告警技术和光电告警技术的可行性。定义了告警设备的抗电子摧毁因子，并给出了分析过程和计算模型。以命中概率为指标，对反辐射导弹告警技术的作战效能进行了分析研究。仿真得出反辐射导弹命中概率与告警设备告警距离、发现概率等参数的关系，可为反辐射导弹告警技术的研究提供一定的参考。

反辐射导弹，告警，效能分析，抗摧毁因子，命中概率

0 引言

反辐射导弹（ARM）是一种利用敌方雷达辐射的电磁波自动发现、跟踪并直接摧毁雷达系统及杀伤工作人员的硬杀伤武器，又称反雷达导弹［1］。

反辐射导弹，自20世纪60年代投入实战使用以来，一直是雷达系统（尤其是地面防空雷达系统）的主要威胁之一，并给操纵人员造成极大的心理压力，以致严重削弱其作战能力。因此，在ARM威胁日益严重的情况下，研究对抗ARM的技战术措施，具有十分重要的意义，反辐射导弹告警技术就是一种有效的对抗措施。

1 反辐射导弹告警技术原理分析［1-2］

反辐射导弹告警技术，是利用反辐射武器飞行速度大，且沿径向飞向雷达运动的特点，来对ARM的攻击发出告警的一项技术。ARM的径向速度一般大于2 MHz，因此，可采用多普勒雷达或成像雷达等手段识别出ARM的回波或图像，从而发现ARM并发出告警信号，引导干扰系统实施有效干扰。反辐射导弹告警装置，则是根据测得的数据和预定的判断准则发现和识别来袭的威胁目标，确定其方位并及时告警，以便采取有效对抗措施的装置。

反辐射导弹告警技术包括雷达告警和光电告警。在光电告警中，可采用红外、激光、紫外及可见光等告警技术。

红外告警：反辐射导弹本身是一个很强的红外辐射源，其红外辐射特性为：来袭导弹在飞行过程中不仅弹体被自身推进系统加热，而且将羽状炽热气体喷射到空气中。弹体和气体尾羽的温度远高于环境温度，并向外辐射大量的红外线。红外告警系统通过探测弹体和尾羽发出的红外辐射来识别导弹，确定威胁导弹的详细特征，并向所保护的平台发出告警。

激光告警：激光告警针对战场上机载激光测距机、激光制导武器等激光威胁源，以被动的方式及时准确地探测敌方激光辐射，确定其来袭方向，发出警报，以便对其进行干扰或摧毁。同微波雷达相比，激光雷达有更高的分辨率、更远的作用距离和良好的抗电磁干扰能力，因此，它是反辐射导弹告警的重要技术手段。

紫外告警：反辐射导弹大多采用固体推进剂，当ARM从载机发射后就必然有尾焰排出，产生羽烟紫外辐射。其实，无论使用何种燃料，尾焰中都含有近紫外、中紫外辐射，这就成为捕获目标的紫外辐射源。因此，可以采用紫外告警技术对抗反辐射导弹。

光电告警设备角分辨率高（可达微弧量级）、体积小、质量轻、成本低，且无源工作，可准确引导干扰系统（特别是激光武器）实施干扰，所以能辅助雷达告警设备，是反辐射导弹告警的重要技术手段。

2 反辐射导弹告警技术效能分析

衡量反辐射导弹作战效能的一个重要指标就是命中概率，因此，反辐射导弹告警技术的效能可以通过采取反辐射导弹告警技术前后，反辐射导弹命中概率的降低程度来衡量。命中概率的计算模型为［3］：

式中，r为被保护圆形目标的半径，δ为ARM的散布误差。

采用ARM告警技术，对雷达抗ARM摧毁的贡献是间接产生的，在此，为了衡量ARM告警技术的贡献，定义告警设备的抗电子摧毁因子，简称抗摧毁因子。

抗摧毁因子的定义准则包括以下几个方面：

（1）抗摧毁因子的取值范围在0～1之间，取值越大，说明对抗摧毁的贡献越大。

（2）抗摧毁因子的取值与告警距离有关，告警距离越大，抗摧毁因子就越大。告警距离是指告警设备发出告警时，反辐射导弹与告警设备之间的距离。

（3）抗摧毁因子的取值与警戒视场有关，警戒视场范围越大，抗摧毁因子的取值就越大。

（4）抗摧毁因子的取值与告警设备对来袭反辐射武器的发现概率有关系，发现概率越大，抗摧毁因子的取值越大。

根据上面的准则，定义抗摧毁因子的计算模型如下：

式中，ICD为告警设备的抗摧毁因子；RW为告警设备对来袭反辐射武器的告警距离；RS为作战所需的最小告警距离，即最小必须告警距离；PdWS为告警设备在最小告警距离RS上对来袭目标的发现概率；Ω为告警设备的警戒视场范围，单位为弧度。

设配属的告警设备有n套，且告警设备中既有雷达告警设备，又有光电告警设备，则：

式中，RW1，RW2，…，RWn分别代表每一套告警设备的告警距离。

对于发现概率有：

式中，PdWS-1，PdWS-2，…，PdWS-n分别代表每一套告警设备在最小必须告警距离RS上对来袭目标的发现概率。

对于警戒视场范围Ω，要根据实际情况求并集运算。

下面给出告警设备告警距离和发现概率的计算模型。

对于雷达告警设备，告警距离实际上就是雷达对反辐射武器的探测距离，其计算模型为：

式中，σ为反辐射导弹对告警雷达的雷达反射截面积。下页图1为反辐射导弹的雷达反射截面积与入射角的关系图［4］。

对于雷达告警设备，对反辐射武器的发现概率计算模型为［6］：

式中，m为目标回波脉冲积累数；SN为雷达接收到的功率信噪比。

图1 反辐射导弹雷达散射截面与入射角的关系

对于光电告警（以红外为例）设备，告警距离计算模型为［7］：

式中：R为系统的作用距离；Iλ1～λ2为λ1～λ2波段内目标的红外辐射强度为波段内大气的平均透过率，与距离有关；A0为光学系统有效入射孔径面积；为光学系统透过率；D*为探测器的波段探测率；△f为电路等效噪声带宽；Ad为敏感元件的有效敏感面积；K为修正因子，系统由于波形、调制度等不同而引起的差别；SNRmin为探测系统门限信噪比。

发现概率计算模型为［8］：

式中，SNR为告警系统接收到的信噪比；TNR为告警系统的门限阈噪比，即SNRmin。

信噪比计算模型为：

根据上面的模型，就可以计算抗摧毁因子。有了抗摧毁因子后，就可以计算告警设备对降低反辐射导弹作战效能的影响，这种影响可以通过反辐射导弹命中概率的变化来体现。为了更切合实际，定义以下原则：

（1）命中概率应是抗摧毁因子的减函数。

（2）抗摧毁因子对命中概率的影响不是决定性的，只能在一定程度上降低。

（3）抗摧毁因子等于0时，ARM的命中概率应保持不变。

（4）抗摧毁因子等于1时，ARM的命中概率都有很大程度的下降，但不等于0。

根据上面的原则，可知抗摧毁因子对截获概率和命中概率的影响，不能通过简单的加减乘除进行，所以在此，建立指数模型来描述反辐射导弹告警技术对雷达抗ARM摧毁的贡献。

引入抗摧毁因子后，ARM对雷达辐射源的命中概率为：

式（12）即为反辐射导弹告警技术的效能分析模型。

3 仿真分析

根据上述所建立的模型，可分别得到ARM对雷达辐射源的命中概率，与告警设备相关技战术参数的关系，下面进行具体分析。

图2 不同告警因子条件下ARM命中概率与目标尺寸的关系

由图2可看出，被保卫目标的尺寸越大，ARM对其的命中概率也就越大；对于同一目标，有告警设备时，告警因子越大，目标被命中的概率就越小。由式（12）可以看出，当抗摧毁因子等于0时，命中概率保持不变，当告警设备的抗摧毁因子等于1时，ARM的命中概率被降低的百分比为：1-exp（-1）≈63%。

图3 命中概率与告警距离的关系

图4 命中概率与告警设备对ARM发现概率的关系

由上面两图可以看出，告警设备的告警距离越大，告警设备对ARM的发现概率越高，ARM的命中概率下降的就越多。

4 结束语

反辐射导弹告警技术，是一种有效对抗反辐射导弹的措施，但关于反辐射导弹告警技术的研究主要集中在原理和技术层面的分析，关于反辐射导弹告警技术的效能却缺少定量的分析与研究。为此，本文提出了告警设备抗电子摧毁因子的概念，用来评估反辐射导弹告警技术的作战效能，并根据实际情况，给出了告警设备抗电子摧毁因子的计算模型，为反辐射导弹告警技术的研究提供了一定的参考。

［1］罗建明，杨建军.反辐射导弹告警技术研究［J］.飞航导弹，2007，37（12）：38-43.

［2］涂志文，杨建军，左文博.空地ARM红外辐射特性研究［J］.火力与指挥控制，2011，36（1）：71-73.

［3］常虹.反辐射导弹对地面噪声干扰机的命中概率分析［D］.太原：中北大学，2006.

［4］陆波.反辐射导弹/雷达对抗训练仿真技术研究［D］.长沙：国防科学技术大学，2002.

［5］蔡文新，方洋旺.诱偏条件下反辐射导弹毁伤能力研究［J］.火力与指挥控制，2010，35（1）：32-34.

［6］邵国培.电子对抗作战效能分析原理［M］.北京：军事科学出版社，2013.

［7］石晓光，王彬.红外系统［M］.北京：兵器工业出版社，2005.

［8］孙晓泉，吕跃广.激光对抗原理与技术［M］.北京：解放军出版社，2000.

Research on Effectiveness of Anti-radiation MissileWarning Techniques

SONG Wei，HE Jun，WU Xiao-hua
（Electronic Engineering Institute，Hefei 230037，China）

Based on the theory of anti-radiation missile warning techniques，the feasibility of radar warning and optical warning techniques are analyzed.Warning device Counter Electronic Destruction factor is defined and calculation model is given.The effectiveness of ARM Warning Techniques is analyzed based on the index of hit probability.Through the simulation，the relationship between the hit probability，warning range，and detecting probability is established;it can provide some references for the analysis of anti-radiation missile warning techniques.

ARM，warning，effectiveness analysis，counter electronic destruction factor，hit probability

TN974

A

1002-0640（2015）02-0074-03

2013-12-05

2014-01-13

宋伟（1987-），男，安徽阜阳人，博士。研究方向：效能评估。