地空导弹武器系统抗干扰性能试验与评估

赵兴录

(中国人民解放军95899部队，北京 100085)

地空导弹武器系统抗干扰性能试验与评估

赵兴录

(中国人民解放军95899部队，北京 100085)

简要分析面临的战场电磁威胁环境，提出地空导弹武器系统抗干扰性能体系的结构，论述复杂电磁环境模拟要求，提出了地空导弹武器系统抗干扰性能试验与评估的方法，并就几个抗干扰的难点问题进行了探讨。

地空导弹；抗干扰；试验评估

0 引言

地空导弹武器系统电磁敏感设备可分地面和弹上设备两大部分，地面设备包括制导雷达、目标指示雷达、武器系统内部无线通信系统，弹上设备有导引头、指令(无控仪)线、引信等。

作为直接作战装备，与其他作战支援保障装备相比，地空导弹武器系统抗干扰性能要求高、指标体系复杂；且其作为大型、复杂、多任务系统的作战装备，除了对武器系统内单项设备的抗干扰性能提出要求外，更要求在复杂电磁威胁环境条件下有效实现空中拒止、拦击来袭之敌，后者是衡量地空导弹武器系统抗干扰性能优劣的最终落脚点。本文从面临的战场电磁威胁环境分析出发，就地空导弹武器系统抗干扰能力需求与指标体系分析、战场电磁威胁环境模拟、抗干扰评估方法及抗干扰难点问题进行探讨。

1 面临的战场电磁威胁环境分析

地空导弹武器系统应对威胁环境的基本出发点是基于对武器系统装备部队后可能面临的威胁环境的预估和判断，是对当前已有威胁环境的深度掌握和对未来可能发展的合理预测。

地面防空作战面临的有源电子干扰环境从战术运用角度可分为远距支援(SOJ)、随队干扰(ESJ)、自卫干扰(SSJ)等；从干扰效果角度可分为欺骗、压制和复合干扰。干扰样式主要有距离拖引、速度拖引、距离速度复合拖引、密集假目标等欺骗干扰，噪声调频、扫频，间断、连续等压制干扰及包括以上数种干扰样式的复合干扰等。

美军现役电子战飞机主要有EA-6B电子战飞机和EA-18G“咆哮者”电子攻击飞机等。前者主要用于远距离支援干扰，而EA-18G作为EA-6B的替代和升级装备，既可用于远距离支援干扰又可用作随队掩护干扰飞机。

此外美军还大量装备了各种用途的自卫式和随队掩护吊舱，如AN/ALQ-165及AN/ALQ-184等。

电子干扰装备和技术有以下发展趋势：

1)干扰机受机载平台限制，在发射机总功率变化不大的情况下，现役电子干扰设备不断得到改进。如美军EA-6B电子战飞机的持续改进项目，目前完成改进能力型-3( ICAP III)阶段，改进后干扰能量利用将更为集中，等效辐射功率会更大。

2)随着数字储频技术等先进技术的不断发展，干扰样式更加灵活。新的灵巧式干扰能根据目标雷达特征进行针对性特强的干扰，复合欺骗干扰(噪声+多假目标+距离速度拖引)、密集假目标干扰、相参干扰能有效破坏雷达对目标的发现和跟踪，且有效干扰的雷达数量增多。

3)电子战飞机及各种机载干扰设备更加重视一体化侦察干扰能力，普遍装备一体化侦察干扰系统，将侦察告警设备、有源干扰设备、箔条/红外投射设备、拖曳式诱饵等机载电子对抗资源进行统一调度管理，大幅提高了干扰灵活性和干扰效率。如2013年美国对台湾F-16A/B飞机的升级中，最大改进项目之一就是对其干扰吊舱AN/ALQ-184进行数字储频技术和侦察干扰一体化改造。

4)多手段。微型空射诱饵、拖曳式诱饵、先进反辐射导弹构成对地空导弹生存的更大威胁。

2 抗干扰能力需求与指标体系研究

2.1 持续迭代性

电子干扰与反干扰在不断博弈中“此起彼涨”，是攻与防、矛与盾的关系，地空导弹装备抗干扰能力需求与电子干扰技术发展和应用密切相关，抗干扰指标体系应随干扰战术技术的拓展而迭代完善。

2.2 层次性

对防空体系及武器系统抗干扰性能进行试验与评估，应首先对抗干扰性能指标进行分级和分类、分层试验验证和评估。

地空导弹武器装备抗干扰指标体系可分解为四级：地面防空装备体系、武器系统、分系统抗干扰指标和抗干扰措施技术指标。

1)地空导弹装备体系抗干扰能力

地空导弹装备体系抗干扰能力表征为在特定干扰场景下装备体系完成整体防空任务的能力，体现为武器系统间的抗干扰协调性、配合性和互补性等。

可分为三个层次描述：

一是从信息获取和应用的层面：如武器系统间的信息(包括目标指示信息、制导信息等)支援能力，接力制导，异地制导等组网抗干扰作战能力。

二是从装备体系内各装备用频和制导体制层面：如利用干扰带宽有限等弱点，多用频装备获得干扰密度降低、不同制导体制抗干扰能力互补等体系抗干扰得益。

三是从多武器系统空间部署层面：多武器系统混合部署，针对敌干扰在各方向上干扰强度有差异，采取灵活的抗干扰战术如近快战法、近距射击、侧面射击和尾追射击等战法以提供支撑手段及实施有效射击。

2)武器系统抗干扰能力

武器系统抗干扰能力作为二级指标体系，综合考虑作战能力需求和面临的电磁威胁环境，表征为在特定干扰场景下，武器系统的杀伤空域、杀伤概率、电磁兼容性、干扰环境引导能力、生存能力等。

3)武器系统分系统抗干扰指标

武器系统分系统在特定干扰环境下的抗干扰指标，主要涵盖雷达、导引头、引信、指令传输、通信等电磁敏感分系统的抗干扰指标。其中：

制导雷达和目标指示雷达表征为探测空域、跟踪空域、测量精度、截获概率、敌我识别距离和概率、目标识别能力等；

导引头表征为作用范围、跟踪精度和稳定性等；

引信表征为作用范围、启动概率、引战配合性能等；

指令传输表征为指令传输距离、误码率和误组率等；

通信与导航表征为通信距离、误码率和误组率等。

干扰环境引导能力一般需要配置电子对抗设备或主动抗干扰设备，积极引导干扰环境，使之趋向利于己方发展的能力，干扰环境引导能力可表现在雷达具备欺骗敌方干扰侦察能力或武器系统具备杀伤敌方干扰源能力。

4)抗干扰措施技术指标

抗干扰措施技术指标为四级指标，主要指武器分系统(设备)的具体抗干扰技术措施为系统或分系统带来的得益。其中：

制导雷达和目标指示雷达抗干扰技术指标表征为体制得益、天线增益、副瓣电平(旁瓣对消和匿影、DBF技术等作为改善副瓣电平的措施)、波束宽度、天线位置、波形设计得益、接收滤波匹配得益、频段选择得益、工作带宽、变频得益、频率分集和多波束得益、平均功率、峰值功率、占空比、功率稳定度得益、传输损耗、接收机动态范围、恒虚警、信号处理得益、探测和稳定跟踪所需信干噪比、极化滤波得益、变极化得益、极化分辨得益、波形调度得益、时空频自适应得益、抗干扰措施应用自适应得益、反侦察得益、干扰欺骗措施得益、导弹截获措施得益、假目标剔除能力、优化欺骗干扰下目标的发现距离和识别距离的得益等。

导引头抗干扰技术指标在雷达指标体系上，增加主动、半主动、被动等体制得益，雷达/光电多模工作得益，工作方式切换得益等。

引信抗干扰指标在雷达指标基础上，增加利用敌方干扰源的得益等。

通信与导航抗干扰指标表征为天线增益、波束宽度、编码设计得益、编码选择调度得益、接收滤波匹配得益、频段选择得益、工作带宽、变频得益、功率、极化滤波得益、接收机动态范围、抗干扰措施应用自适应得益、反侦察频段得益、干扰欺骗措施得益等。

指令线作为通信中特殊一类，指标体系同通信系统，抗干扰要求更高。

3 战场电磁威胁环境模拟

3.1 电子战进攻设备和典型作战应用场景分析

典型电子战场景分析和设置的原则为：瞄准强敌。

针对由多个干扰设备且与战术结合构成的威胁场景，地空导弹装备体系或武器系统应在基于对抗单干扰设备能力基础上，从“远距支援+自卫干扰”、“远距支援+随队+自卫干扰”、“远距支援+自卫干扰+箔条弹+机动”、“箔条走廊+自卫干扰”、“(通信干扰+远距支援干扰+随队干扰+自卫干扰+战术动作+火力打击)×多架”等方面以及未来可能存在的实战场景，评估装备贴近实战的复杂电磁环境适应能力。其中，“(通信干扰+远距支援+随队干扰+自卫干扰+战术动作+火力摧毁)×多架”模式下，应考虑攻击方利用前期侦测情报、实时侦察、数据链、高速信号处理、无线接入等技术对其综合电子战能力的提升作用。

电子战作战中电子进攻装备应用的规模与空袭作战的目的密切相关，即模拟战场电子战环境应包含干扰装备的战术运用、规模场景、干扰样式，在武器系统抗干扰性能的考核中应对典型电子战进攻场景进行抽象和提炼。

3.2 电磁环境模拟相似性分析

在干扰源选择上，比照美军EA-6B、EA-18G、EC-130H等电子战飞机以及AN/ALQ-99F(V)、AN/ALQ-184、AN/ALQ-165等干扰吊舱的性能，在充分调研基础上，在干扰频段、干扰样式、干扰功率密度等方面用国内现有电子战实装，用模拟装备进行模拟等效，通过典型作战应用场景设置，构建典型威胁环境，对国内空导弹武器系统进行复杂电磁环境适应性能的测试和试验验证。

对某大型系统试验构建环境的相似性分析结论为：在传统的噪声压制干扰，箔条弹、箔条走廊干扰方面具有高度的相似性；在以数字储频为基础的复合干扰方面有一定的相似性和未知性(为一交集)。

4 抗干扰性能考核与评估

4.1 遵循的原则

一是先易后难、先简后全。

按照先内场、后外场，先仿真、后实装，先设备、后系统，先地面、后空中，先检飞、后靶试，先单项、后综合的顺序，通过将技术与战术相结合的方式开展试验，确保试验考核的全面、科学、量化、有效。

二是定量考核与定性评估结合。

以定量为主、定性为辅的模式，综合评定武器系统在复杂电磁环境下的作战性能。

4.2 考核层次

抗干扰性能实装试验的层次可分为4个层次：实验室、地面外场、检飞和拦击试验。在此基础上进行总体性能仿真和评估。

实验室试验主要检验各分系统单项抗干扰技术指标。

地面试验主要检验相控阵雷达旁瓣对消/消隐、通信系统抗干扰、武器系统电磁兼容性能。

检飞试验主要检验相控阵雷达和导引头在特定干扰场景下(远距支援、随队噪声、自卫噪声和欺骗类干扰、箔条弹和箔条走廊等)的抗干扰性能，检验诱偏系统时/频/空域掩护性能、武器系统组网性能等。

检飞试验重点检验武器系统相控阵雷达和导引头在特定干扰场景下(自卫+远距支援复合干扰、自卫多假目标、多普勒阻塞、多样式组合等欺骗类)的抗干扰性能，检验抗多方向远距支援干扰等性能。

拦截试验检验武器系统在特定干扰场景下(如远距支援干扰+自卫干扰)对目标的射击性能，检验在外部信息支援制导条件下的组网作战性能。

4.3 评估

由实装试验结果+数字仿真和半实物仿真结果综合给出。

4.3.1 定量结果

对分系统单项性能给出定量结果，目前技术比较成熟。

武器系统在给定边界条件下的定量结果,如远距离支援干扰条件下(主瓣外)对被掩护飞机的发现距离；数字储频间断干扰一定占空比条件下的跟踪能力；对欺骗干扰条件下的正确跟踪概率等。

4.3.2 定性结论

1)制导雷达抗干扰有效性评估

有效：制导雷达能够稳定主动跟踪，不影响制导精度，符合指标要求；

基本有效：制导雷达能够稳定被动跟踪(或主被动切换)，测角精度符合制导要求，同时武器系统能够通过三角定位或外部信息支援等进行射击；

无效：制导雷达不能稳定跟踪，或者丢失目标，构不成射击条件。

2)目标指示雷达抗干扰有效性评估

有效：目标指示雷达能够稳定给出目标航迹；

基本有效：目标指示雷达可形成目标航迹，偶有丢点或间断，除干扰方向外能给出稳定航迹；

无效：目标指示雷达无法形成目标航迹。

3)导引头抗干扰有效性评估

有效：导引头能稳定主/被动跟踪目标，不丢失目标；

基本有效：导引头能主/被动跟踪目标，丢失目标后，可根据雷达引导及时重新截获跟踪；

无效：导引头不能稳定跟踪目标，或无法及时截获跟踪目标。

5 抗干扰难点问题及思考

5.1 主瓣干扰掩护下目标突防问题及思考

多部干扰载机的远距离支援干扰，通过载机间的战术配合，可使被掩护的突防飞机始终处于制导雷达的主瓣。

抗主瓣干扰是雷达领域的难题之一，对单套地空导弹武器系统而言，对于远距离主瓣支援掩护下的突防目标机，目前装备的烧穿距离非常有限，对应拦击斜距严重不足，无法完成其作战使命。

对单装而言，在制导雷达工作频段确定条件下，提高其烧穿距离的有效途径主要有：一是加大有效发射功率，进行功率对抗；二是采用相参积累等信号处理措施，增强目标机的等效回波强度；三是采用DBF技术在偏离主瓣一定角度(如0.5半波宽度)形成零点，抑制干扰。但上述措施的效果非常有限。

思考：应对单装不可能在短期内有较大突破的现状，是否可转换思路，通过体系弥补，从体系作战的角度出发，从多频段、多型武器系统混编组网作战的角度进行对抗，从前期组网试验结论来看，这方面还有很大的潜力可挖掘。

5.2 密集干扰条件下低空机动突防问题及思考

采用随队掩护干扰、自卫式干扰和多机低空、超低空机动突防是空袭常用的主要战法之一。

低空防空武器系统，受地球曲率的影响，对无干扰、无机动低空、超低空目标的射击远界都非常有限，如果有拦击干扰+机动目标，则按目前的技术水平，更是胜算无几。

思考：加快飞艇、气球、直升机等升空制导雷达及武器系统的研制步伐，力争有所突破。

5.3 抗拖曳式诱饵问题及思考

拖曳式诱饵对现代地空导弹尤其是对单脉冲体制主动、半自动雷达导引头和跟踪雷达提出了严峻挑战。拖曳式诱饵作为一种自卫式电子干扰手段，通过拖曳线与载机配置在一起，根据探测的雷达信号特征发射回波，与目标散射回波共同构成对雷达的两点源态势，使两者同处于雷达的瞬时波束范围内，且拖曳线长度小于雷达的距离分辨率，使一般雷达和跟踪系统无法通过速度、角度、距离来对目标进行区分，从而实现雷达、导引头的诱偏，达到保护载机的目的。

据报道，美国海军和空军的已装备ALE-50拖曳式雷达有源诱饵的主战飞机包括F/A-18E/F、F-16、B-1B、EA-6B、F-15、B-2、P-3C、C-130E、U-2及“全球鹰”无人机(UAV)，2009年第11批次生产合约于同年10月签订后，美军累计的总订购数量达23565枚，从装备数量上看，几乎所有的作战飞机都可能装备了该拖曳式干扰诱饵系统。

目前，美军正在研发新一代的拖曳式诱饵系统AN/ALE-55。ALE-55是采用一体化防御电子对抗(IDECM)系统的拖曳式诱饵，包括载机上系统和载机外系统，它使用载机上的威胁告警接收系统来辨认威胁并把信息传至技术发生器(ALQ-214)，让其产生调制干扰信号并通过光纤拖曳线传送至AN/ALE-55诱饵，诱饵本身只包括发射设备，即一个电源和辐射器天线。

导弹导引头与拖曳式干扰载机和诱饵的空间关系如图1所示。拖曳式诱饵的拖曳线长度L一般为75～200m，如美波音767军用运输机拖曳线长度为91～122m，其他战斗机的拖曳线长度也在100m左右。当载机由远及近，一般脉冲雷达和导引头很难从角度上对诱饵和载机进行分辨。要进行在抗拖曳式诱饵目标机动较小条件下的有效拦击，导引头必须具备：

1)距离高分辨，以区分载机和诱饵；

2)脉冲前沿角跟踪，以消除拖曳式诱饵的距离拖引干扰；

3)脉间频率或波形捷变，以抗跨周期拖曳式干扰(原理见图2)。

5.4 抗空射诱饵问题及思考

5.4.1 美微型空射诱饵基本情况

1996年，美国防高级研究设计局(DARPA)设立微型空射诱饵研发项目，旨在开发一种能在战场上起到干扰作用，产生所谓“战争之雾”的诱饵系统，以便通过欺骗、干扰敌方陆基和机载雷达，提高飞机的生存能力，帮助建立空中优势。目前，美军已成功研发或正在研发的微型空射诱饵共有4种型号。

1)基本型平台参数

基本型即ADM-160A美微型空射诱饵，其基本参数为：最大飞行高度为12200m；最大飞行速度Ma数为0.93；最大航程为926km；机动能力大于2G；导航系统为GPS/半自动惯导；续航时间为 45min(10000m)，20min(900m)；采用TJ-150微型涡喷发动机。其外形如图3所示。

2)改进发展的三种型号

发展型(ADM-160B)：2010年3月，美空军正式接收首批该型诱饵，至2011年已装备大约650枚。

干扰型(ADM-160C)MALD-J：功能为“欺骗+干扰”，即在发展型的基础上增加对雷达的干扰能力。

通用型(MALD-V)：主要功能是“欺骗+干扰/侦察/打击等”。

3)使用特点

一是用于欺骗、干扰敌防空系统；二是用于情报侦察和火力打击。

通用型微型空射诱饵可加载探测传感器或其它侦察监视设备，使其在高危地区上空巡弋飞行，截获低功率电子信号和通信信号，获取敌方的电子情报，充当无人侦察平台。此外，美军还计划为该型诱饵加装改进型“阿尔法”反辐射导弹，使其成为低成本的巡航导弹(MALI)，也可加装小型战斗部等设备，在完成其他任务后再充当巡航导弹对目标实施打击，使其同时具备欺骗干扰和火力打击能力。

5.4.2 关于应对空射诱饵的思考

虽然对美国空射诱饵尚无其相关实战的报道，但可以大致估计其用于实战的情景。

B-52、F-16载机在较远的防区外，这个距离可以是一般地面雷达视在距离以外，如在8000m高度、400km以外，形成较大规模辐射空射诱饵，有的带干扰有的不带干扰，加装龙伯球后其RCS、飞行包线与一般作战飞机无异，问题在于地空导弹武器系统如何应对，拦击的成本和代价多大。

单枚空射诱饵的价格仅数十万、不到一百万人民币，而无论哪型地空导弹单发价格大都远高于此数，就算平均两枚地空导弹拦击一枚空射诱饵，那么也会造成经济消耗的严重不对等。

若用高炮拦击，一是高炮射程有限，够不着；二是不能保证来袭的目标中没有远距离进攻能力(具备攻击能力是以后发展的趋势和必然)。

等到把防区内的地空导弹消耗殆尽，真正的作战飞机来临，防守方就基本没还手能力。

对抗空射诱饵LAMD，拦击的经济效率非常低，如同识别TBM的伴飞诱饵一样，如何有效识别空射诱饵是地空导弹武器系统面临的新挑战。这个课题既古老又新颖，急需发展包括成像识别在内的综合目标识别技术，提高对目标的感知能力。

5.5 抗新型ARM问题及思考

据报道，美国的高速反辐射导弹(HAM)AGM-88A-D，其工作频率范围最低为800MHz，其最新型号AGM-88E增加了主动毫米波雷达成像末制导系统，且被动雷达制导系统的最低工作频率下降到100MHz，但该指标可能有所夸大。

具备极化分选功能的ARM对诱骗系统和制导雷达构成严重威胁。

新型ARM可能采用的新技术为极化分选、信号谱估计、强信号记忆跟踪等，特别是极化分选对全向诱骗系统的威胁很大。

究其原因，主要是制导雷达在扫描过程中，在某一固定方向(如ARM方向)其极化为变极化过程，而不随制导雷达相扫的诱骗系统为固定极化，两者的信号特征具有明显区别，具备极化分选功能的ARM将对此诱骗系统构成严重威胁。应特别引起关注，尽早开展此类对抗技术的研制。

6 结束语

本文在简要分析面临的战场威胁环境的基础上，提出地空导弹武器系统抗干扰性能体系的结构，论述了抗干扰性能考核中复杂电磁环境模拟的要求，提出了地空导弹武器抗干扰性能考核与评估的原则层次和方法，最后就几个抗干扰难点问题进行了探讨。■

[1] 赵兴录，项春望，李秋生.地空导弹武器系统抗拖曳式干扰方法研究[J].现代雷达，2013，35(3)：1-4.

[2] 许雄，汪连栋，曾勇虎，等.装备复杂电磁环境适应性试验问题探讨[J].航天电子对抗，2014，30(4):30-32.

[3] 戎建刚，王鑫，张衡，等.复杂电磁环境的指标体系[J].航天电子对抗，2013，29(3)：39-50.

Performance experimental verification and evaluation method of ground-to-air missile weapon system ECCM

Zhao Xinglu

(Unit 95899 of PLA，Beijing 100085，China)

The complex electromagnetic threat environment is briefly introduced. The system structure of ground-to-air missile weapon system ECCM performance is presented. The general demand of stimulating and setting up for complex electromagnetic is stated. The performance experimental verification and evaluation method of ground-to-air missile weapon system ECCM is set up, and lastly the several difficult problem are discussed.

ground-to-air missile;ECCM;experimental and evaluation

2016-12-08；2017-01-05修回。

赵兴录(1956-)，男，教授，主要研究方向为雷达对抗、地空导弹武器系统等。

TN973;TJ962.1+3

A