对预警机的干扰方法设计及分析

苑建伟李文鹏孙新

（1.中国洛阳电子装备试验中心洛阳471003）（2.中国人民解放军150医院洛阳471031）

对预警机的干扰方法设计及分析

苑建伟1李文鹏1孙新2

（1.中国洛阳电子装备试验中心洛阳471003）（2.中国人民解放军150医院洛阳471031）

基于机载预警雷达的超低副瓣特性，设计并分析了对预警机干扰的多部干扰机协同部署方式及干扰效能。针对以预警机为打击目标的情况，设计并解析分析了多部干扰机掩护飞机突防的具体方法。

机载预警雷达；干扰机；部署方式

Class NumberTN974

1 引言

从预警机、干扰装备、突防飞机所组成的攻防体系角度看，当预警机沿固定航线巡航、突防飞机沿预定航线突防时，任意时刻干扰装备干扰效能的发挥程度取决于其能否有效压制预警机探测突防飞机，取决于进入机载预警雷达的干扰信号功率与目标回波信号功率之比是否大于压制系数［1～4，6］。其中，干扰信号功率取决于干扰装备的干扰功率、干扰装备与预警机的距离、干扰装备的数量，以及干扰装备、突防飞机、预警机三者位置关系等因素，回波信号功率取决于机载预警雷达的发射功率、突防飞机的突防高度、突防飞机距离预警机的距离等因素。本文拟针对预警机的防区外跑道形巡逻方式，先分析干扰机的部署策略和干扰效果，后结合突防目标分析突防飞机的突防方法和干扰机的优化配置方式。

2 干扰机部署方式设计

PD雷达（脉冲多普勒雷达）的接收机多采用超低副瓣天线、旁瓣对消、旁瓣匿影等空域滤波技术来降低副瓣干扰，使得噪声很难进入雷达接收系统；在数据处理时对回波信号进行相干积累，使得噪声干扰效率很低［5，7～9］。针对现代预警雷达的极低旁瓣特性和抗干扰能力，为使突防飞机突防航线上的任何时刻均有一部干扰机能对准机载预警雷达的主瓣，在此，考虑沿与预警机巡逻航线平行的我方阵地一侧前沿区域呈线状部署多部干扰机，以下称为“一线多机”部署，如图1所示。图1中，Dj为干扰机部署位置距预警机航线的距离，Δθ为机载预警雷达主波束宽度。

多部干扰机“一线多机”部署的关键在于确定干扰机到预警机巡逻线距离Dj、各干扰机的部署间距ΔL及干扰机的部署数量N。

1）干扰机到预警机巡逻线距离Dj的确定方法

当预警机飞行高度远小于突防飞机与预警机、干扰机与预警机之间的距离时，干扰压制区分析可忽略预警机、突防飞机的飞行高度［2～3，10～12］。因此，本文在水平面内考虑干扰机、突防飞机和预警机间的位置关系。

干扰机到预警机巡逻线距离Dj受战术要求（Dj，max）、通视要求（D0）、预警雷达垂直波束宽度（D1）、地理环境（D2）等因素制约。

假设：战术要求将敌机载预警雷达的探测距离由A压缩到R1（km）。

则由干扰方程：

可得：

此外，干扰机应在预警雷达的直视距离D0之内，即：

式中hj为干扰机天线高出地平线高度（m）。H为预警机飞行高度（m）。

另外，设机载预警雷达垂直波瓣宽度为Δθβ，当雷达波束水平照射时，雷达波搭地距离D1等于：

综上，干扰机到预警机巡逻线的水平距离Dj应满足：

2）干扰机部署间距ΔL的确定方法

为了保证在构成威胁的位置和方向上，机载预警雷达主瓣里至少有一部干扰机，则干扰机间距ΔL（km）应满足：

式中，Δθa为机载预警雷达水平波瓣宽度；Dj为干扰机到预警机巡逻线距离，km。

3）干扰机部署数量的确定方法

当需要保护的正面宽度为Lkm时，所需干扰机数量为

实际部署时，干扰机距离预警机的位置也应考虑干扰机自身的安全问题，即干扰机距离预警机的位置不能太近。假设根据战术要求干扰机距离预警机的最近距离为D2，则所选择的干扰机部署位置距预警机的最近距离D1在满足式（5）的同时，还应满足下式：

若不存在满足式（8）的D1存在，则应考虑“多对一”干扰，即在任意位置，设计使预警机的主波束内同时存在两部或多部干扰机。假设为N部，基于功率叠加原理，则使用N部干扰机时D1的计算式（2）应改为

在此基础上再结合式（3）～（7），确定干扰机的实际部署位置和数量。

3 一线多机部署干扰效果分析

预警机以跑道形航线飞行时，无干扰时其探测区域为一跑道形及其内部。

受到干扰后，当干扰距离为Dj时，机载预警雷达的实际作用距离R2为

考虑机载预警雷达的超低副瓣特性，假设所有的副瓣干扰均无效，则干扰机“一线多机”部署方式下，机载预警雷达的探测区域如图2所示。

该区域的解析表达式［10～12］为

例如，已知某预警机以130km巡逻边长飞行时，其“强效区”宽度约550km。假设单部干扰机主瓣干扰时可有效压制其机载预警雷达并满足战术需求（即实际部署时Dj对应的R1小于等于R2），且已知该机载预警雷达水平波瓣宽度为5.5°，则为掩护正面550km宽度范围内的所有突防目标，所需干扰机数量为24部，各干扰机的部署间距为24km。

4 以预警机为打击目标的突防方法设计

分析可知，掩护一定正面宽度时，多部干扰机“一线多机”部署可有效压制预警机的探测效能，但所需的干扰机数量却较多。为优化干扰机的部署数量、节省干扰资源，可根据突防目标设计相应的突防方法。以预警机为打击目标时的战机突防航线及干扰部署设计如图4所示。突防飞机沿斜线飞行，在预警机进入其机载武器射程范围（打击半径）R时，对其进行攻击。干扰机采用“一线多机”部署方式，以保证一旦预警机主瓣对准突防飞机，在其主波束内即有一部干扰站可对其实施干扰。

如图3，t1时刻，假设预警机沿固定航线以速度v1由A向B飞行，突击飞机沿斜线以速度v2由C向D超低空突防。

此刻，为掩护突防飞机突防，使用预警雷达主瓣照射到突防飞机时进入雷达波束主瓣范围的2号干扰站对其进行干扰。下一时段，当突防飞机、2号干扰机与预警机之间的夹角大于（1 2）Δθ时，使用3号干扰机对其实施干扰，依次类推，直至突击飞机到达打击位置D点。t2时刻，预警机到达B位置，突防飞机到达C位置，B、C之间距离小于等于机载武器打击半径R时，突防飞机发射导弹攻击预警机。

图3中，Δθ为雷达主瓣宽度，t1、t2时刻干扰站、预警机、突防飞机之间的夹角θ1和θ2均不大于（1 2）Δθ。AB为预警机航线。CD为突防飞机航线。橘黄色虚线表示t1时刻当敌预警机位于A点时，考虑预警机飞行速度、我突防飞机位置及飞行速度、我方机载武器射程时，突防飞机的初始进入位置线。

5 突防过程解析分析

成功实施上述战术的核心在于确定突防战机的突防时机（t1）和突防航线（θ），以及掩护突防所需的干扰机数量（N），本节对所设计的方法进行解析分析。

1）最佳突防时机和突防航线确定方法

如图4所示，假设预警机飞行速度为V1，突防飞机速度为V2，初始0时刻，预警机由航迹的左侧端点飞向右侧端点，则预警机的实时位置可用如下方程描述：

假设t1时刻突防飞机开始突防，航线与X轴的夹角为θ，则突防飞机航迹可用如下方程描述：

则任意t时刻突防飞机距预警机的距离为

某一时刻t，若突防飞机与预警机的距离小于等于突防飞机的打击半径，即d≤R，则突防飞机对预警机实施攻击。

当已知突防飞机的初始位置（x20，y20）、突防飞机与预警机航线的初始距离（y10）、突防飞机的速度（v1）、预警机的速度（v2）时，改变突防方向（θ），通过仿真分析可确定某一突防方向所对应的突防时机（t1）。

2）掩护最佳突防航线所需干扰机数量的确定方法

对比各方向的各突防时机t1，可确定满足约束条件的最小突防时间t，记为tmin。则t1至tmin过程中预警机的实际巡逻长度为

式中，S为预警机巡逻边长。

假设单部干扰机主瓣干扰机载预警雷达可满足战术压制要求。则为了有效掩护突防飞机突防，按照“一线多机”部署方式，多部干扰机掩护一定正面宽度时各干扰机间的部署间距ΔL（km）应满足：

式中Δθa为预警雷达的主瓣宽度，y10为干扰机距离预警机航线的垂直距离。

此时，由预警机的实际巡逻长度S1，可得掩护突防飞机突防所需的干扰机数量约为

如图5所示。

6 结语

本文主要完成以下两方面研究：一是针对机载预警雷达的超低副瓣特性，设计了掩护一定正面宽度时多部干扰机的协同部署方式；二是针对以预警机为打击目标的突防作战，设计并解析分析了多部干扰机掩护突防飞机突防的具体战法。本文侧重从理论层面对地对空干扰对预警机作战问题进行分析，为下一步开展预警机战法研究提供重要参考。

［1］尚志刚，白渭雄，董会旭.对PD雷达进行综合欺骗干扰研究［J］.火力与指挥控制，2013，38（1）：91-93.

［2］赵雷明.远距离支援干扰下机载预警雷达探测区［J］.舰船电子对抗，2014，37（2）：9-12.

［3］周芳.预警机雷达下视探测性能仿真方法［J］.火力与指挥控制，2013，37（3）：76-80.

［4］黄培康，殷红成，许小剑.雷达目标特性［M］.北京：电子工业出版社，2005：55-60.

［5］师琳，代延民，刘光斌.PD雷达欺骗干扰方法浅析［J］.现代电子技术，2003，22（4）：42-44.

［6］郦能静.预警机系统导论［M］.北京：国防工业出版社，1998：12-15.

［7］杨忠，王国宏，孙殿星.雷达网航迹欺骗干扰协同规划技术［J］.指挥控制与仿真.2015，31（1）：56-59.

［8］邹峰.舰载雷达有源干扰效能评估研究［J］.舰船电子对抗，2015，34（3）：76-79.

［9］王小谟，张光义.雷达与探测（第二版）［M］.北京：国防工业出版社，2008：219-220.

［10］绍国培.电子对抗战术计算方法［M］.北京：解放军出版社，2010：33-36.

［11］绍国培，曹志耀.电子对抗作战效能分析［M］.北京：解放军出版社，1998：320-323.

［12］张思远，李永祯，肖顺平.空间两点源的单脉冲测角极化响应研究［J］.雷达科学与技术，2015，22（3）：21-23.

Design and Analysis of AWACS Interference Method

YUAN Jianwei1LI Wenpeng1SUN Xin2
（1.China Luoyang Electronic Equipment Test Center，Luoyang471003）（2.The 150th Hospital of the PLA，Luoyang471031）

Taking into account of the ultra-low side beam characteristic of airborne warning radar，the multi-jamming cooper⁃ation disposition strategy is designed and the interference efficiency is analyzed.Focus on the task of striking AWACS，a useful method is developed to shield the assault fighters by multi-jamming.

airborne warning radar，jamming，disposition strategy

TN974

10.3969/j.issn.1672-9730.2017.08.036

2017年2月9日，

2017年3月27日

苑建伟，男，硕士，助理工程师，研究方向：雷达及雷达对抗。李文鹏，男，硕士，工程师，研究方向：雷达及雷达对抗。孙新，女，硕士，工程师，研究方向：计算机应用技术。