关于电磁干扰环境构建问题的思考

张振伍，康一丁，陈 飞

(1.北京电子工程总体研究所，北京 100854；2.中国航天科工集团8511研究所，江苏 南京 210007)

关于电磁干扰环境构建问题的思考

张振伍1，康一丁1，陈 飞2

(1.北京电子工程总体研究所，北京 100854；2.中国航天科工集团8511研究所，江苏 南京 210007)

对电磁干扰环境进行逼真构建是武器装备开展抗干扰试验的基础，通过分析防空反导武器实战中面临的典型电磁干扰环境，建立一套可操作的试验电磁干扰环境构建方法，对防空反导武器的研制、部队训练与演习等具有重大意义。分析了国外电磁干扰环境构建的研究现状，提出了基于干扰场景、干扰技术和干扰战术的等效构建方法。

电磁干扰环境；干扰场景；干扰技术；干扰战术；等效构建方法

0 引言

未来战争是高技术条件下信息化的体系作战，导弹武器系统是体系作战中实施精确打击的关键物质基础，在现代化局部战争中发挥了重要作用。随着信息技术的发展和战场环境的日益复杂，防空反导武器装备的建设面临越来越严峻的挑战。各类新型机载、弹载干扰设备的出现，使得未来的战场电磁环境呈现干扰样式多、占用频谱宽、组合形式丰富、使用模式多变、时空特性变化快等特点，对防空反导武器系统研制及其抗干扰能力提升、作战效能发挥具有重大影响。因此，必须在防空反导武器装备研制过程中，加强贴近实战的电磁干扰环境的构建研究，为其抗干扰设计、抗干扰性能验证试验提供基础支撑。

1 防空反导武器面临的电磁干扰环境分析

1.1 防空作战面临的空袭电磁干扰环境

防空反导武器防空作战时面临的空袭电子战装备威胁[1-2]，如图1所示。其中，支援干扰电子战飞机EA-18G、EA-6B(已退役)对防空雷达进行压制干扰，掩护飞机编队突防；EC-130H信息对抗飞机对防御方的通信设备进行干扰；F-22、F-35利用相控阵雷达-干扰一体式设备对地面雷达进行干扰；F-16施放小型空射诱饵，对地面雷达进行欺骗或随队支援干扰。同时，作战飞机还搭载自卫式干扰系统、拖曳式诱饵和无源箔条弹，对防御方实施有源与无源干扰。

电磁干扰环境的总体描述：

1)远距支援干扰：远距离支援电子战飞机在防空体系杀伤空域的1.5～2倍以远，形成大功率的噪声压制干扰。当前，由于电子侦测能力的提升，电子战飞机还可以采用针对性的噪声压制干扰，干扰功率密度大幅提升。

2)随队支援干扰：搭载AN/ALQ-165干扰吊舱的F-16，与进攻机群一起编队飞行，主要施放有源噪声压制、欺骗干扰，以及箔条走廊干扰。

3)自卫式干扰：进攻飞机的主要自卫干扰方式包括噪声压制、欺骗干扰(主要指距离/速度拖引和简单的转发式干扰)、机载拖曳式诱饵干扰(AN/ALE-50/55)、质心式箔条干扰、曳光弹干扰等。当前，由于数字储频技术的应用，机载自卫干扰还增加了多假目标欺骗干扰、噪声+多假目标+距离速度欺骗复合干扰等干扰模式。

4)反辐射摧毁：使用单模被动、GPS/INS+射频被动/红外多模(ARMIGER(德))、GPS/INS+射频被动/毫米波主动多模(AGM-88E)等制导方式的反辐射导弹进行硬杀伤。

5)小型空射诱饵弹(MALD)：能够产生各种作战飞机的雷达特征信号和作战飞行包线特征，也可以释放干扰信号，误导和诱骗综合防空系统。

6)分布式干扰：通过投放箔条、投掷式干扰机、无人机或其他散布式器材所形成的干扰，其中投掷式干扰机、无人机可以在很近的距离对防御方雷达和通信实施噪声或杂乱脉冲干扰。

7)高能电磁脉冲干扰与毁伤：高能电磁脉冲武器产生具有一定方向性、能量密度很高的微波射束，可直接或间接毁坏对方的电子元件、干扰对方的电子设备，具有全天候作战能力，打击范围大、跟踪、瞄准要求精度低。

1.2 反导作战面临的突防电磁干扰环境

目前反导武器装备面临的典型电磁干扰环境主要为弹道导弹突防采用的干扰手段，包括伴随式有源干扰机、轻/重诱饵等。

1)伴随式有源干扰：主要实施空间散布的随行干扰，对反导预警装备与拦截装备等进行压制和欺骗干扰；

2)轻诱饵：主要用于大气层外，用于干扰雷达对处于弹道中段的弹道目标的探测和识别，诱饵的目标阶段应为弹道中段；

3)重诱饵：雷达无源重诱饵是使用较小的诱饵体积模拟经过隐身涂敷后的弹头RCS，并与弹头有相近的弹道系数，使得无源重诱饵可以和弹头一起在大气层内伴飞；

4)利用机载平台的远距支援干扰、通信干扰，对反导装备的雷达和指控系统进行压制干扰；

5)高功率微波武器：用于破坏敌方反导装备导引头、雷达、指挥通讯、计算机等。

1.3 背景电磁环境

未来作战中防空反导武器执行要地防空时，通常配置在要地周围，参与争夺制空权作战，与航空兵部队协同作战，其面临的背景电磁环境[3]主要包括：

1)混编作战电磁环境：防空反导体系的相控阵雷达、导引头、引信等用频设备，存在C、X、Ku频段的同频或倍频互扰；

2)无源杂波干扰：地杂波、海杂波和气象杂波等无源杂波干扰会使对相控阵雷达、导引头和引信产生影响；

3)自然雷电环境：在永备阵地、预备阵地及临时阵地展开作战时会面临的自然雷电环境；

4)工业、电视和通信等背景电磁环境：部署于要地附近会受到电气化铁路、空中输电线路、架空通信线路、通信基站等发射信号的影响，包括抬高背景噪声基底，对同频设备产生干扰等。

2 国外电磁干扰环境构建的启示

2.1 国外电磁干扰环境构建的研究现状

以美国为代表的西方军事强国，采取不同建设模式，在复杂电磁环境研究、电子攻防对抗试验研究、目标特性研究、复杂电磁环境作战训练、联合任务环境试验条件建设等方面有规划、成体系地开展相关工作，形成了武器装备试验验证条件群，有力地支撑了国防科技的发展、关键技术攻关、型号研制，在国防战略制定、装备体系建设、国防力量布局以及武器装备作战训练与使用效果的验证评估等方面发挥了重大作用。

1)军企协同，积极开展复杂战场环境研究。

美国从20世纪60年代就开始了复杂战场环境的研究工作，美国政府和军方借助数次局部战争收集整理了实战环境下大量武器装备与典型战场环境的电磁、光学特性实测数据，提供武器装备研制企业，为新型号研制论证、效能综合评估提供了真实客观的评估依据。海湾战争以后，美国政府和军方更加重视该项工作，将大气条件、太阳角度、季节、目标特性和背景复杂度等对武器系统探测识别能力的影响研究列入了国防部和NASA专项计划；军工企业同样致力于复杂战场环境的试验研究，以洛克希德·马丁公司为代表的军工企业积极开展复杂战场环境的理论与试验研究并得到政府与军方支持，建立了国家战场环境数据库，形成了相应的标准，推动了军工企业对导弹武器战场适应能力的研究。

2)军工企业主导，积极开展导弹武器电子攻防对抗试验验证。

以美国为典型代表的国外军事强国，尤为重视电子信息对抗装备和技术的发展，武器制造商投入大量资金建有配套齐全的电子对抗研究试验设施，注重试验方法研究，实现了计算机仿真模拟试验、室内电磁环境模拟试验、外场模拟飞行试验三种试验技术和设施的综合利用。如美国格罗曼公司开发的综合作战电磁环境模拟系统，拥有各种类型的雷达模拟器、雷达信号环境模拟器、雷达目标回波信号模拟器、电子干扰信号模拟器、大型微波暗室、外场可移动大功率辐射设备等，开展了大量内、外场试验和评估研究，建立了评估标准，在电子对抗方面积累了丰富的研究成果；欧美和俄罗斯的大型军工科研单位大都建有自己的外场试验场，可利用外场试验暴露出的问题，支撑装备技术途径的选择和指标设计，从而改进和提升武器装备的整体性能。

3)军方、企业各有侧重，积极开展目标特性研究。

美国把目标特性研究视为国防武器装备研发的重要基础，建立了以雷达目标反射特性实验室(RRL)为代表的小、中、大配套的室内实验室和以雷达目标特性测试场(RATSCAT)为代表的陆地室外测试场。其中有政府部门主导建设的室外测试场，也有武器装备研制部门(如波音、洛克希德等)建立的室外测试场，还有美欧军方联合建立的以美国大西洋水下测评中心、东南阿拉斯加水声测试场、本德奥瑞湖缩比目标测试场和英国DERA目标回声特性测试场等为代表的几十个水下试验场。可对舰艇的噪声、回声与散射、电磁特性等进行测试评估，形成了目标特性室外测试场、室内实验室、动态跟踪对抗实测手段三位一体的试验测量体系。武器装备研制部门配有完备的典型目标特性动态实测设施，如夸贾林靶场再入目标特性测量站(KREMS)、“观察岛号/无敌号/无瑕号”测量船、“眼镜蛇球/HALO”测量飞机等。

4)军企合作，积极开展联合任务环境及体系对抗试验条件建设。

为适应复杂电磁环境下的军事作战与武器装备发展的需要，美军采取了一系列措施以加强试验验证能力建设。20世纪90年代至今，美军在试验能力建设方面采取试训一体化模式，组建一个逻辑靶场，由国防部统一管辖：使用TENA把试验训练资源融合成一个联合试验训练的靶场联合体，即“联合试验训练靶场”，能够在同一事件中联合分布在不同地理区域的试验和训练资源，实现试验训练一体化，可支持开展试验、训练、战术研究以及作战效能评估，能够把分布在任何地域的试验训练资源连接起来，突破传统物理靶场的地理范畴，实现了整个训练资源的联合，包括国家指挥控制资源以及战略、战术、政策等无形资源，可根据具体任务快速、高效地建立一个无边界靶场，完成体系对抗条件下信息化武器系统的研、试、训、演等任务。

2.2 几点启示

1)军工企业电磁干扰环境构建应与国家鉴定靶场(军方)电磁环境构建做到系统规划、有效衔接，两者并重。

试验与评价工作直接关系到装备研制的成败和效率，因而大力加强试验基础设施和试验环境构建的顶层设计，构建合理的体系结构，将政府、军工企业和高校融合成有机整体，打破部门之间、试验系统之间、试验单元之间的隔离，按照时间、空间和程序的协调组织科学规律制定试验活动和试验规范，实现整体试验效率的大幅度提升和能力的最大化发挥。其中，军方作为导弹武器抗干扰性能检测与评估的主要机构，负责对导弹武器抗干扰性能进行试验和鉴定，在武器装备研制过程中起着重要的作用，是开展作战试验鉴定的基础。

2)军工企业不仅需要在装备设计技术上不断创新，而且应该重视试验电磁环境构建方面的创新。

在不断研发先进试验设备的同时，强调联合试验、仿真试验等多种手段和技术的综合运用，开展试验与训练等信息化设施建设，注重试验电磁环境构建的创新，各参试单元、系统、要素可根据不断变化的试验情况，动态调整任务，实时配置资源。试验行动由过去的严格按照计划和顺序实施转变为综合运用试验资源，能在时间、空间、试验资源和试验项目上进行高效调配与有序实施，迅速而经济地实现试验目的。

3)政府、军方是军工企业复杂战场环境建设的重要支撑，应该联合建立国家战场环境数据库并共同加强试验验证标准规范的研究。

美国积极研究试验验证相关的标准规范，成果显著。美军通过收集整理实战环境下大量武器装备与典型战场环境的电磁、光学特性实测数据，建立了国家战场环境数据库，形成了相应的标准，为新型号研制论证、效能综合评估提供了真实客观的评估依据，推动了军工企业对导弹武器战场适应能力的研究，有力地支撑了国防战略制定、武器装备体系建设和国防力量布局。军工企业试验验证能力建设，在概念→样机→产品验证各阶段均有相应的标准和规范。

3 防空反导武器面临典型电磁干扰环境的描述与构建

3.1 典型电磁干扰场景

空袭作战中电子对抗双方可采取的战术与技术千变万化，难以一一描述清楚，只能针对特定武器系统的使命和用途，根据目前的分析与想定，提炼出具有代表性的和未来可能面临的典型干扰场景，作为设计、试验验证、考核鉴定的基本依据[4-5]。

1) 防空作战典型电磁干扰场景用例

防空作战时，典型干扰场景由远距离支援干扰机、随队掩护(或自卫式)干扰机、拖曳式干扰、箔条走廊、箔条弹形成，掩护十数架攻击飞机、ARM组成，如图2所示。

利用风向使用有人或无人机提前在突防航线上抛撒箔条，形成两条箔条走廊，每条长20～80km，宽5～10km，厚度0.5～1km的箔条走廊频率覆盖制导雷达的频率。远距离干扰机在进攻方向的不同角度上，防区外高空做跑道型运动。支援干扰机和随队掩护(或自卫式)干扰机基本在同一方向、不同高度上，一般支援干扰机高度较高，随队掩护(或自卫式)干扰机高度较低。随队掩护干扰机的高度不同，一高一低进入。十数架攻击飞机组成编队，在箔条走廊上方飞行，保证从防空导弹系统雷达的主瓣或近旁瓣进入，同时施放有源干扰。当进攻飞机受到敌方雷达照射，机载雷达告警装置发出警告时，进攻飞机可选择时机释放箔条弹与拖曳式诱饵干扰并进行相对导弹径向速度为零的机动。当敌方防空导弹阵地在ARM打击范围之内时，进攻飞机可发射ARM。必要时，会有一个编队飞机从另一方向佯攻。

2) 反导作战典型电磁干扰场景用例

反导作战时，典型干扰场景由远距离支援干扰机、远距通信干扰机、TBM伴随式干扰等组成，如图3所示。

远距支援干扰机对雷达进行旁瓣干扰，远距通信干扰机对指控通信系统进行干扰，TBM释放伴随式有源干扰进行突防。

3.2 干扰装备技术参数描述

从干扰装备类型、干扰参数(时域、频域、幅度、极化、空间分布、干扰源数量、调制方式等)等方面给出武器装备面临的典型干扰装备技术参数的描述方法，以便作为研究对象和设计依据。防空反导武器作战中面临的典型干扰装备的技术参数见表1。

表1 干扰装备的技术参数

3.3 干扰装备战术运用模式

1) 远距支援干扰

电子干扰飞机配置在攻击飞机编队之外，通常位于战区防御之外，电子干扰飞机以一定航线在一定区域内盘旋。它所携带的干扰设备辐射与防守方电子系统相同频段的连续波噪声或脉冲干扰信号，干扰防守方导弹系统和其它电子系统，以保护己方飞机或导弹顺利执行任务。远距支援干扰是编队外支援干扰战术的一种，是突防作战时常用的电子战战术之一。

2) 远距通信干扰

战术运用上与远距支援干扰相同，仅是干扰频段针对低频段的指挥系统进行干扰，一般与远距支援干扰配合使用。

3) 近距支援干扰

专职电子战飞机作为攻击机编队的先导机伴随编队一起突防，当飞到目标地(舰)空导弹阵地附近上空时，专职干扰飞机脱离编队，在目标附近上空沿战场前沿己方一侧盘旋飞行，连续施放干扰，以掩护攻击轰炸机对地面目标的攻击和返航。近距支援干扰是一种编队外支援干扰战术。

4) 随队干扰

电子干扰飞机在给定的空域内，伴随攻击飞机编队飞行，施放干扰，掩护己方攻击飞机编队突防。随队支援干扰是一种编队内支援干扰战术。

5) 自卫干扰

由作战飞机或来袭导弹携带的干扰系统实施，对敌方导弹系统和其他电子系统的干扰，用于保护其自身免受敌方导弹和电子系统的威胁。

6) 箔条走廊

由电子干扰飞机携带大容量箔条投放器，把干扰箔条布撒在空中，造成纵深较长并有一定宽度的箔条干扰走廊，以掩护己方战斗机群突防。常见的干扰走廊长约80～100km，宽约20～40km；或长10～20km，宽5～10km；厚度0.5～1km。呈长带型、并行长带型、多带交叉型等形式。

7) 投掷式干扰

投掷式干扰机是由随队干扰飞机或作战飞机携带的一次性使用干扰机，根据战情需要采用伞投或火箭弹携带发射，也可由无人机投放。一般处于防空导弹阵地附近。

8) TBM伴随式

弹道导弹为掩护弹头突防而施放的与弹道导弹弹头伴飞的有源和无源干扰。

4 防空反导武器系统和分系统抗干扰试验方法

防空反导武器系统全链路的抗干扰试验主要包括武器系统、雷达、导引头、指控系统等抗干扰试验等。

4.1 防空反导武器系统试验方法

通过试验检验防空反导武器系统的抗干扰性能，测试其抗干扰性能是否满足技术指标要求，并将其作为设备技术改进和定型抗干扰性能评估的基本依据。

1) 防空导弹武器系统抗干扰试验

试验设备布局如图4所示。试验飞机挂载GPS定位系统和多波段压制、欺骗干扰机，模拟目标、自卫干扰、远距支援干扰、远距通信干扰，测试防空导弹装备在远距支援干扰、远距通信干扰、自卫干扰等组合干扰模式下的综合对抗能力。

2) 反导导弹武器系统抗干扰试验

试验设备布局如图5所示。试验飞机挂载GPS定位系统和多波段干扰机，模拟目标、TBM伴随式干扰、远距支援干扰和远距通信干扰，测试反导导弹装备在远距支援干扰、远距通信干扰、TBM伴随式干扰等组合干扰模式下的综合对抗能力。

4.2 指令线路馈试验方法

试验设备组成如图6所示。干扰设备模拟指令接收系统将面临的自卫干扰、远距支援干扰，通过路馈的方法检验防空反导武器系统指令接收系统在干扰条件下的工作能力。

4.3 指控通信系统试验方法

指控通信车战技指标规定的最大距离布站，试验布局如图7所示。干扰测试车相对指控通信车1的距离为Rj，向指控通信车施放干扰，模拟指控通信系统

面临远距通信干扰。可用距离功率缩比的原理测试典型干扰强度下指控通信系统的抗干扰能力。

4.4 导引头半实物试验方法

导引头实验室半实物仿真系统主要由射频暗室、导引头、转台、阵列及馈电控制系统、射频源系统以及仿真计算机网络控制系统组成，能够模拟各种典型的自卫干扰和远距支援等干扰环境。在室内半实物仿真环境下，对导引头的抗干扰性能进行测试，为导引头抗干扰性能评定提供重要的依据。各系统的连接方式如图8所示。

5 结束语

国外机/弹载电子对抗技术和装备的飞速发展，造成现有典型电磁干扰环境描述、抗干扰指标体系、试验与评估等方法，已无法满足目前和今后一段时期内的防空反导武器抗干扰设计的发展需求。因此，需要深入研究电磁干扰环境的描述和构建方法，在掌握机载电子干扰设备与防空导弹耦合关系和互敏感关系的基础上，明确航空电子战装备技术指标体系。通过总结多型号工程设计与应用的成功经验，科学、全面地给出武器系统抗干扰性能指标体系的描述，对于提高防空反导武器系统的抗干扰设计、工程研制、性能评估的技术水平具有十分重要的推动作用。■

[1] 王汝群.复杂电磁环境[M].北京:解放军出版社,2006.

[2] 汪连栋,许雄,曾勇虎,等.复杂电磁环境问题的产生与研究[J].航天电子对抗,2013,29(2):20-22.

[3] 中华人民共和国国家军用标准GJB 6130-2007复杂电磁环境术语[S].

[4] 戎建刚,唐莽,王鑫. 战场电磁环境的逼真构建方法[J]. 航天电子对抗, 2014, 30(1): 24-28.

[5] 戎建刚,王鑫,陈飞,等.精确制导武器复杂电磁环境适应性评估体系研究[J]. 精确制导与控制, 2015, 1(1): 32-40.

The consideration about the construction issue of electromagnetic interference environment

Zhang Zhenwu1, Kang Yiding1, Chen Fei2

(1.Beijing Institute of Electronic System Engineering,Beijing 100854,China;2.No.8511 Research Institute of CASIC,Nanjing 210007,Jiangsu,China)

The research on construction of electromagnetic interference environment is the basic of testing the anti-jamming capability for weapons. According to the analysis of representative electromagnetic interference environment that air defense and antimissile weapons faced, the operable construction method for electromagnetic interference test environment is of great significance to develop weapons and train troops. The current overseas research situation of construction methods are analyzed. Finally, the new method that is base to jamming scenario, jamming technology and jamming tactic is submitted.

electromagnetic interference environment;jamming scenario;jamming technology; jamming tactic;equivalent construction method

2016-12-16；2017-01-16修回。

张振伍(1962-)，男，研究员，主要研究方向为防空导弹武器系统信息对抗抗干扰总体设计与评估。

TN97

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