半主动寻的武器对抗多目标角闪烁方法研究∗

（上海机电工程研究所 上海 201109）

1 引言

现代战争条件下，连续来袭的反舰导弹的饱和攻击依然是对海上舰艇编队最有效的打击战术。在较短时间内，大量目标几乎同时来袭，对防空导弹的反击拦截构成较大压力，密集来袭的目标构成若干个目标群（群目标），由于角闪烁效应［1］，也使得基于无线电寻的体制的防空导弹杀伤概率显著下降。根据文献［3］，凡尺度能与波长相比拟，具有两个或两个以上散射中心的任何体目标都会产生角闪烁偏差，产生角闪烁的机理可用回波相前畸变概念和能流倾斜概念来解释。本文旨在针对群目标的角闪烁效应，提出基于功率差和频率差对群目标的区分方法，并进行仿真验证。

2 模型假设及建立

为简化对问题的分析，本文以半主动寻的导弹为例，对连续来袭的两批目标进行研究。

2.1 坐标系及参数定义

建立坐标系弹目相对关系如图1所示。

图1 坐标系示意图

其中：O为导弹发射时间，导弹质心在水平面内的投影点为原点；ox为在水平面内，指向正北；oy为在包含有ox轴的铅垂面内，垂直于ox轴，向上为正；oz为由右手法则确定。

定义如下参数：

ji1为目标速度方向与目标照射器连线之间的夹角，（°）；ji2为目标速度方向与目标导弹连线之间的夹角，（°）；ji3为导弹速度方向与导弹目标连线之间的夹角，（°）；ji4为导弹速度方向与导弹照射器连线之间的夹角，（°）。

2.2 目标频率差计算

直波信号多普勒频率为

目标回波信号多普勒频率为

弹上末制导雷达收到的第i个目标的多普勒频率为

则双目标的频率差为

2.3 目标回波功率差计算

根据文献［4］，导引头接收的第i个目标回波功率表述如下：

其中：Gt为照射雷达天线增益；Gr为为目标方向导引头天线增益；LM为发射和接收总损耗；σ为目标反射到导引头方向上的RCS。

因此，在近似条件下：

3 仿真验证

以两批群目标为例：假定目标速度V=300m/s，等速平飞，目标高度H=30m，目标前后间距2000m，航路捷径4000m，发射舰艇为原点，计算如下。

仿真试验中，在初始时间段内，由于弹目遭遇距离较远，导引头天线波束可覆盖两批目标，无法区分；导弹与两批目标的多普勒频差在零轴上方起伏不大，频率上无法分辨；由于目标间距与弹目遭遇距离相比较小（可近似忽略），导引头视线与两者之间的角度曲线随着距离变近缓慢抬升。

图2 导弹与目标1、目标2相对位置关系

图3 目标1、2多普勒频差［t（s），dfd（Hz）］

图4 目标1、2角度差［t（s），Δ（°）］

图5 AGC、相干电压［t（s），U（v）］

同时，由于目标回波功率差受目标RCS、Gr和弹目距离影响，前两者具有随机起伏特征，在初期，角度差小于1°，目标T1、T2功率差起伏对雷达误差的影响［6］，从AGC曲线上可以看到，在双信号条件下，AGC会产生交调，交调频率为频差，交调深度取决于功率差，功率差越小，调制深度越大，调制深度通常还受到AGC带宽的影响。

图6 目标1、2功率差［t（s），P（dBmw）］

在弹目遭遇末端，目标间距与弹目遭遇距离相比不能再忽略考虑，导引头与两者角度偏差显著变大，由此造成的弹目多普勒频率差急剧提升，当两者角度差大到一定程度时，目标T2将脱离导引头天线的视场。

4 结语

通过分析可知，在半主动寻的导弹拦截群目标过程中，在遭遇远段，末制导雷达对目标难以区分；在遭遇近段，受目标间距、目标航路捷径、导引头天线波束宽度、目标RCS起伏因素等影响逐渐能够区分，弹目距离（dRmt）越近、航捷越大、目标间距（dGr）越大，越容易区分。

因此，在系统设计过程中，可综合考虑从速度门带宽、偏头跟踪和弹道设计等方面实现对群目标的尽早区分。