提高大型水面舰艇干扰效果的方法研究

王勇军，柯 凯

(解放军91404部队，秦皇岛 066000)



提高大型水面舰艇干扰效果的方法研究

王勇军，柯 凯

(解放军91404部队，秦皇岛 066000)

对大型水面舰艇防御现代反舰导弹来说，舰载有源干扰和传统的箔条质心干扰都遇到了很大困难。讨论了采用吸收型箔条、舷外有源诱饵、复合诱饵3种方法提高大型水面舰艇干扰效果的方法，并进行了应用分析。

大型水面舰艇；吸收型箔条；舷外有源诱饵；复合诱饵

0 引 言

现代反舰导弹普遍采取各种新技术，舰艇反导防御的反应时间变得越来越短。大型水面舰艇的雷达截面积通常很大，一方面，对舰载有源干扰而言，无论是连续波噪声干扰还是脉冲欺骗干扰，宽带大功率发射机的研制在技术上都有相当大的难度[1]；另一方面，对于舷外无源干扰而言，需要的箔条数量和投放空间体积都很大，这不仅增加了投放设备的复杂性和成本，还可能使一些传统干扰方式无效[2]。

如毫米波末制导雷达的分辨单元就比较小，当被保护舰艇很大时，传统质心干扰方式的条件(如投放距离、压制系数和反应时间等)往往难以满足[3]。可见舰载有源干扰和舷外无源干扰都遇到了前所未有的挑战。

下面从吸收型箔条、舷外有源诱饵、复合诱饵3个方面讨论提高大型水面舰艇对末制导雷达干扰成功率的方法。

1 采用吸收型箔条和散射型箔条相结合的复合干扰

1.1 干扰原理

大型水面舰艇本身的雷达截面积(RCS)较大(普遍大于105m2)，在对其施放箔条质心干扰的时候，要求箔条云的雷达截面积较大，在其压制系统为2的情况下，其RCS应大于2×105m2。完全散开后，箔条云占据空间较大，但要起到干扰的作用，需要箔条云和对应舰艇在敌方末制导雷达的相同分辨单元里面，因此其长度应小于末制导雷达的半波门宽度，以毫米波波束角3°、末制导雷达开机距离12km计算，其宽度为314m。而根据多次海上试验箔条云雷达截面积性能测试数据统计结果，实际进入波门内有效箔条云的雷达截面积远远小于2×105m2。施放质心干扰时有一部分箔条云超出跟踪雷达的距离波门，这部分箔条云其实是无效的[4]。为了提高大型水面舰艇箔条质心干扰反导作战的成功率，可采用吸收型箔条和散射型箔条相结合的复合干扰方法。具体应用是：在敌方雷达跟踪我方舰艇后，在敌方雷达波的同侧施放箔条云，作为吸收功能的屏幕，达到减弱、散射雷达波和回波的目的，等效降低了我舰船雷达反射面积；相对地在另一侧施放散射用的箔条云，并使其处于有效单元内。在两方箔条云的同时作用下，成功增大了压制系数，提升作战效率。其作战示意图如图1所示。

图1 复合干扰作战示意图

1.2 应用分析

(1) 吸收型箔条云的吸收和散射系数与箔条丝的长度、施放后的密度和体积相关，在其长度和敌方雷达半波长相等时功效最大。因此在实际应用中要酌情选择箔条丝类型并设计配置。

(2) 我方舰艇的规避要参考环境因素(如风速、风向等)，一般要求舰身横向不要面向敌方雷达，否则会降低作战效能。

2 舷外有源诱饵干扰

对舰载有源干扰而言，无论是连续波噪声干扰还是脉冲欺骗干扰，宽带大功率发射机的研制在技术上都具有相当大的难度。而舰载舷外雷达有源诱饵被认为是对先进体制末制导雷达实施干扰的有效手段，能够复制并转发敌方末制导雷达信号，极大地增强诱饵的RCS，该装备不必满足舰载有源干扰在干扰功率方面的需求，减轻了舷外有源诱饵在功率输出值上的压力，可以确保诱饵发射后不受反应速度的限制，且可以长时间工作，很好地解决了舰载告警和干扰设备的反应速度问题[5]。拖曳式有源诱饵干扰功率比较大，而且造价较低，使用方便，安全可靠，本文以此为例讨论其对大型水面舰艇的防护。

2.1 有源诱饵干扰方程

如图 2，雷达辐射波经过舰艇反射后，雷达收到的辐射回波的功率是：

(1)

图2 有源诱饵保护大型舰艇示意图

若诱饵发射至雷达接收天线的功率比舰艇反射的回波大K倍，则可视为干扰可靠。利用余弦定理，可算得其等效干扰功率：

(2)

应答方式下拖曳式有源诱饵的等效干扰功率：

可以看出，使拖曳式有源诱饵的输出功率在R的全距离段都满足上两式的目的，是为了对寻的导弹导引头造成有效的干扰压制比，从而保证大型水面舰艇的安全。

设需掩护的舰船有效反射面积σ=100 000 m2，跟踪雷达功率是30kW，诱饵增益是0dB，极化系数是0.5，干扰压制系数是5，典型战况下Rd分别是1km、2km、3km时的Pd～R关系曲线如图 3。

图3 诱饵干扰功率与距离关系图

图3所示的诱饵干扰功率和距离的关系是设计诱饵必须考虑的因素，在这种关系里，R、Pd、Rd之间的联系得到限定，并兼顾考虑了技术可行性和使用条件因素。

2.2 应用分析

(1) 根据“舍卒保车”的战术原则，诱饵距离舰艇应该足够远，当导弹在诱饵和载体之间爆炸时，不会伤及舰艇。在有源诱饵的功率和舰艇总反射功率大小相近的情况下，末制导雷达制导是两者连线的质心。在此基础上，提高有源诱饵的功率可相应减小拖曳线长度，达到减小对舰船航线的目的。

(2) 根据拖曳式诱饵的使用规则：①诱饵先于导弹的跟踪雷达投放；②舰船在跟踪雷达开机前的时间内做转向规避，以形成“三角态势”，达到吸引导弹的目的，要求诱饵的实际位置要与舰艇处于末制导雷达的同一个波束内。

3 复合诱饵干扰

舰船雷达对抗系统主要由侦察系统和干扰系统组成，其中干扰系统主要分为有源干扰和无源干扰设备。若舰艇的转发式干扰机向质心箔条云发射干扰信号，再由箔条云散射到末制导雷达就可形成复合式诱饵干扰，有可能以有源干扰的能量加强箔条干扰云的诱饵作用，起到加强质心干扰的作用。当未发射质心箔条干扰时，导弹跟踪O；实施质心干扰后，导弹跟踪O′；实施复合式诱饵干扰后，导弹跟踪O″示意图如图 4所示。

图4 复合诱饵干扰示意图

3.1 干扰原理

末制导雷达通过干扰云散射收到的转发式干扰机发射的干扰信号功率PCJ为：

(4)

式中：PjGj为有源干扰等效辐射功率；Gt为雷达天线增益；σ′为箔条云相对舰艇方向的雷达截面积。

末制导雷达收到干扰云散射的回波信号功率：

(5)

式中：σ为箔条云相对末制导方向的雷达截面积；PtGt为雷达等效辐射功率。

设质心干扰压制系数为K，由此可见用复合诱饵比单纯用箔条云诱饵进行质心干扰时的压制比增大的倍数为：

(6)

若σ′=σ，PjGj=240kW，Pt=40kW，Gt=500，RC=6km，RSC=200m，则有：

3.2 应用分析

(1) 通过计算可以看出，复合诱饵提高的压制系数是比较可观的，应用此方法，使雷达有源干扰天线指向和跟踪箔条云，设备处于转发式干扰，实现有源干扰和无源干扰配合使用，可充分发挥电子战系统的作用。

(3) 施放箔条干扰后，箔条云充分散开需要一定时间，因此在施放后马上实施有源干扰，可以有效提升箔条云的RCS，从而减少反应时间，增强舰艇的防卫能力。

4 结束语

本文介绍并分析了散射型箔条和吸收型箔条相结合的复合干扰、舷外有源诱饵、复合诱饵3种方法，可以提高大型水面舰艇防御反舰导弹的作战成功率，但其有效性还有待试验和实战的进一步检验，希望文中提到的方法能为电子对抗反导技术研究提供一定的借鉴。

[1] 蒋波,曲长文,侯海平.机载箔条质心干扰研究[J].系统仿真学报,2011,23(4):793-797.

[2] 李照顺,孙振华,许锦洲，等.舰艇箔条质心干扰模型与仿真研究[J].系统仿真学报,2009,21(14):4203-4206.

[3] 徐跃,西亚非,张志良,张传勇.雷达干扰效能评估指标体系的构建方法[J].火力与指挥控制,2012,37(5):44-47.

[4] 周建忠,刘静梅,任长虹，等.提高大、中型水面舰艇箔条质心干扰作战成功率的方法和途径[J].光电电子对抗与无源干扰,2001,27(1)：36-39.

[5] 王光辉,滕克难,王宏伟.舰艇对反舰导弹质心干扰效果模型研究[J].现代防御技术,2007,35(2):32-36.

Research into Approaches Improving Jamming Effect of Large Surface Shipsp

WANG Yong-jun,KE Kai

(Unit 91404 of PLA,Qinhuangdao 066000,China)

Shipboard active jamming and traditional chaff centroid jamming are in trouble for large surface ships defending modern anti-ship missiles.This paper discusses 3 approachess improving the jamming effect of large surface ships by means of absorptive chaff,outeboard active decoy,composite decoy,and performs application analysis.

large surface ship;absorptive chaff;outboard active decoy;composite decoy

2014-05-28

TN974

A

CN32-1413(2015)02-0001-03

10.16426/j.cnki.jcdzdk.2015.02.001