箔条在电子战中的战术运用研究

刘艳平

(解放军91404部队，河北 秦皇岛 066001)



箔条在电子战中的战术运用研究

刘艳平

(解放军91404部队，河北 秦皇岛 066001)

介绍了箔条的特性，阐述了箔条干扰的基本原理，并根据其特点对箔条进行战术应用研究，从战法、战术的角度分析和总结了箔条无源干扰的作战使用，便于箔条在电子战中的更好应用。

箔条；偶极子；自卫；电子战

0 引 言

箔条是最早用于干扰雷达的措施之一，只要配置得当、时机合理，它能够有效地用于保护军用飞机、舰船等的安全，同时可以作为一种掩护手段，协助战机等完成攻击任务。箔条是由导电偶极子云组成，这种偶极子云被投进雷达的覆盖区后，易导致敌搜索雷达无法正确发现和识别目标,并引诱敌跟踪器的指向角偏离真实目标。箔条偶极子的长度约为敌雷达频率的半波长。箔条通常封装在箔条弹中，箔条弹中包含能有效覆盖宽频带的偶极子。为对付甚高频(VHF)和超高频(UHF)频段的低频雷达，箔条长度必须为数百英尺。

箔条是一种原理简单、使用方便、费用低廉和效果显著的干扰材料，被广泛应用于电子对抗领域[1]。从飞机上投放箔条时，每个偶极子的阻力比其质量大得多，所以在空气中迅速进入静止状态。因空气湍流，偶极子进一步扩散并以每秒0.33～2 m的速率降落，因此会使偶极子在空中悬浮很久。在掩护战机对敌攻击时，箔条常由火箭发射到敌雷达方向从而使突防飞机飞过箔条云而不被探测到。

从雷达的角度看，箔条的性质与气象杂波非常相似，只是它的宽频带性能向下扩展到VHF频段。投放的箔条迅速减速使得它的多普勒特征与真实目标的不同。其静态平均多普勒频率(0～30 m/s)由平均风速确定，而它的频谱离散性(薄的箔条层为1 m/s的量级)由风的湍流和切变力效应确定，这是因为风速是高度的函数。

1 箔条干扰基本原理

1.1 箔条干扰实质

箔条干扰的实质是：在交变电磁场的作用下，箔条上感应交变电流，而根据电磁辐射理论，这个交变电流要辐射电磁波，即产生二次辐射，从而对雷达起无源干扰作用[2]。

箔条通常由金属箔切成的条、镀金属的介质丝/带等制成，其中使用最多的是尺寸为半波长的箔条丝，称为半波振子，它对该波长的频率谐振，产生的散射电场最强[3]。

目标的雷达截面积可以定义为目标散射总功率P2与入射功率密度S1的比值：σ=P2/S1[4]。如果测得入射波的电磁场强度为E1，又在距离R处测得散射波的电场强度E2，则有:

(1)

(2)

P2=4πR2S2

(3)

(4)

对半波长箔条，如图1所示，入射波与箔条的夹角为θ，产生的感应电流为:

(5)

式中：RΣ=73 Ω，为半波振子的辐射电阻。

该感应电流在R处产生的电场强度为:

(6)

综合上述各式，可以得到单根箔条在特定空间夹角θ时的雷达截面积为:

σθ=0.86λ2cos4θ

(7)

考虑到箔条在三维空间中均匀分布，其平均雷达截面积应为σθ在空间立体角中的平均值:

(8)

(9)

以上计算式在箔条均匀散开后理想情况下统计计算，实际箔条散开有一个过程，当箔条包散开时，密度是很大的，箔条间的粘连和遮挡效应严重，其雷达截面积要比理想情况小很多。

半波长箔条的相对带宽只有中心频率的15%～20%。为了增加频带宽度，可以采用2种方法:一种是增大单根箔条的直径或宽度，但是带宽的增加量有限，而且容易带来重量、体积和下降速度过快等问题；另一种是采用不同长度的箔条混合包装。为了便于生产，每包中箔条长度的种类不宜太多，以5～8种为宜。

1.2 箔条模型分析

(1) 单根箔条的雷达截面积

对于单根箔条，设入射波与反射波夹角为φ，考虑箔条并非理想导体，则箔条的平均有效侧向散射截面积为：

(10)

(2) 箔条云RCS特性

N根箔条构成的箔条云的RCS通常为单根箔条RCS的N倍。实际上，由于鸟窝效应(2根以上的箔条粘连在一起)、相邻箔条间的耦合效应、遮挡效应的影响，通常箔条云的RCS小于单根箔条的N倍。其表达式为：

(11)

式中:η为有效因子；x为箔条云在雷达视线方向的厚度；ne为有效箔条云密度。

上式仅对于箔条云完全处于雷达波束范围内的箔条云成立，而且对稠密云团会存在较大误差。

(3) 照射模型

根据经验数据，在反舰导弹雷达的跟踪范围内，箔条云的雷达照射截面积内箔条数目为：

N=neπθARmin(θER,h)τc/16

(12)

式中:ne为箔条云密度；θA为雷达天线水平角波束宽度；θE为高低角波束宽度；R为雷达与箔条云的距离；τ为脉冲宽度；h为箔条墙高度。

这样得到箔条云有效反射面积为：

(13)

2 箔条运用

2.1 箔条运用方式

箔条使用主要有以下几种方式:

(1) 冲淡干扰，属于它暴露干扰。其采用远程箔条干扰弹设备，可在发现导弹来袭时开始使用，数秒内形成自卫式冲淡干扰。这种方法不受作战时间区域限制，为常用方法。

(2) 转移干扰，属于它暴露干扰。其由强源与它暴露源干扰组合而成。远程箔条干扰弹设备与自卫式有源干扰设备组合，能够在发现导弹来袭时开始，数秒内形成自卫式转移干扰。

(3) 质心干扰，属于自暴露干扰。其采用近程箔条干扰弹设备，可在发现导弹来袭时开始使用，数秒内形成自卫式质心干扰。这种方法可迅速形成干扰源，为最常用的方法。

2.2 箔条战术应用

2.2.1 躲避自卫

箔条包在投放后快速散开，一般舰载机作适当机动，以躲避雷达的探测和跟踪。这种箔条对干扰飞机身后的雷达更为有利，雷达的跟踪波门容易截获和锁定离雷达较近的箔条回波。

2.2.2 引诱干扰

海上舰船在受到敌方反舰导弹的跟踪威胁时，向舰船外的一定距离上发射许多超快速散开箔条弹，这些箔条散开后给敌方机上雷达提供回波，这些回波信号落入目标瞄准雷达接收机的动态范围内，在雷达的处理器中产生假目标。通过释放引诱箔条引诱敌雷达跟踪器的指向角偏离真实舰船目标，从而使舰船顺利逃脱来袭导弹的攻击，达到自保的目的。

在舰船周围发射箔条云团，由于盛行风或舰船前进运动使之逐渐远离舰船。导弹上的雷达最初跟踪舰船，箔条弹发射出去并在舰船附近散开后，导弹的雷达接收该箔条信号和舰船雷达截面积反射的回波，它们进入导弹雷达的跟踪波门，导弹跟踪器合成信号。只要箔条回波信号比舰船的雷达回波信号强，雷达将跟踪箔条信号。随着箔条慢慢远离舰船，雷达跟踪波门跟随箔条移动，跟踪方向就会偏离舰船，导弹将射向箔条云团。雷达波门也许起初没有被箔条俘获，但大部分箔条回波可能仍在距离波门中，这时导弹朝舰船和箔条云的质心点飞去，不命中任何一方。这种技术称为引诱干扰或质心跟踪干扰。

图3显示出了导弹与舰船之间的3种位置关系，顺次标以时间1、时间2和时间3。也许舰上的箔条发射器是不可旋转的，故须使舰船机动，使之进入合适位置后再发射箔条。舰船发射完箔条后，应迅速驶离相关区域，躲避导弹跟踪器的跟踪。

2.2.3 掩护攻击

我方轰炸机要对敌方高价值目标进行轰炸，而敌雷达导弹系统对其进行了严密保护，我轰炸机如若贸然进入敌防守空域，就可能遭受敌雷达导弹系统的攻击。为避免我战机不受敌防空导弹袭击，减少我方最小伤亡，采用箔条走廊掩护我战机对敌攻击，躲避敌雷达对我战机的有效探测。

在使用箔条作为掩护手段时，关键因素是高空的风。计划攻击时应考虑到使攻击方向大致与盛行风方向相同。几架先导飞机按穿越地面防御雷达的航线飞行，并且要刚好在防御部队的导弹射程之外。根据导弹类型的差别，这个距离可以从62.6～185.2 km不等。先导飞机投撒大量的干扰箔条。在箔条下落的俯仰角方向上风速可能高达185.2 km/h，这将使箔条在不到1 h时间里就漂移到地面导弹系统的附近。如果箔条是0.025 mm直径的敷铝玻璃纤维，那么箔条将会降落得很慢(在静风中每分钟约381 cm)，当它接近地面雷达时仍然还处在相当高的高空。箔条发射飞机抛撒出一条每立方海里空间中面积为100 000 m2的箔条走廊。

轰炸机逼近高价值目标最安全的方向是通过箔条走廊。采用这种箔条战术，地面雷达就不能发现和跟踪轰炸机，除非雷达采用多普勒处理技术。雷达即使有动目标指示(MTI)工作方式，由于箔条播撒的密度很高，也不能充分降低箔条的作用。当然，轰炸机为了执行轰炸任务，也必须突然飞出箔条走廊，但为了安全，不久它们又应当返回进入箔条走廊中。

在电子战中，结合投掷式干扰机、远距离干扰机等干扰手段，箔条的掩护屏障功能能够发挥得更为明显。

3 结束语

通过对箔条的战术应用研究，探索箔条的运用模式和拓宽其应用领域，为箔条在未来电子战中的战术使用提供一定的参考。

[1] 陈静.雷达箔条干扰原理[M].北京：国防工业出版社.2007.

[2] 侯振宁.箔条干扰技术研究[J].舰船电子对抗，2002，25(4)：7-10.

[3] 赵国庆.雷达对抗原理[M].西安：西安电子科技大学出版社，2012.

[4] 张兵，袁亮.箔条干扰显示建模与实现.西安：西安电子科技大学出版社，2012.

Research into The Tactical Application of Chaff to Electronic Warfare

LIU Yan-ping

(Unit 91404 of PLA,Qinhuangdao 066001,China)

This paper introduces the characteristics of chaff,expatiates the basic principle of chaff jamming,studies the tactical application according to the chaff characteristics,analyzes and summarizes the operational usage of passive chaff jamming from the points of fighting methods and fighting tactics,which is convenient for the application of chaff to electronic warfare.

chaff;magnetic dipole;self-defense;electronic warfare

2016-05-11

TN972.4

A

CN32-1413(2017)02-0028-04

10.16426/j.cnki.jcdzdk.2017.02.007