“箔条链”式舰艇反导质心干扰作战方法研究*

彭绍荣，胡生亮，许江湖，吴林罡

（海军工程大学 兵器工程学院，湖北 武汉 430033）

0 引言

舰载箔条质心干扰主要指通过发射箔条弹形成高反射能量的箔条云，诱导已跟踪舰船的反舰导弹偏离目标方向，一般需要在导弹无法对抗箔条干扰的前提下实现效能［1-3］。然而，目前先进的反舰导弹已经具备箔条识别能力，能够在对抗过程中智能地跟踪并命中舰艇，传统的箔条质心干扰作战方法存在着明显的局限性。

由于箔条云回波在幅值特性、极化特征等方面与舰艇存在巨大差异，因此将箔条云作为独立的干扰而言，识别的实现理论上较为容易［4-5］。但当同一末制导雷达分辨单元内，箔条云和舰船作为混合目标一起考虑时，一方面相比舰船目标将发生“退极化”现象，使混合体回波的极化特性与纯箔条差别不明显，导引头难以区分；另一方面，箔条云的存在可以延展舰船的有效反射长度，而当雷达目标的有效反射长度大于或等于波束宽度时，相当于末制导雷达波束宽度将被目标完全覆盖，将产生“大目标”效应，此时末制导雷达不能继续有效地在水平方向上跟踪目标的运动，继而不能产生角度跟踪误差，导致无法形成有效的跟踪制导指令。

基于“退极化”现象和“大目标”效应，本文提出一种“箔条链”式质心干扰作战方法：将箔条沿舰艇航行方向布放，使形成的箔条云遮盖舰艇，并令舰艇航行至箔条云的一端。这样，箔条云和舰船的混合体将出现“退极化”现象，可有效应对导引头极化抗干扰的威胁，而当末制导雷达跟踪混合体时，又出现大目标效应，即便导弹击穿箔条云，位于箔条云某一端的舰艇也是相对安全的。

1 传统箔条质心干扰存在的问题

箔条是一种重要的舰载无源干扰器材，是舰艇实施反导作战时的典型软武器之一。但作为一种传统的无源干扰目标，其在回波的幅值特性、极化特征等方面与舰艇回波的差异已经得到充分证实，先进的导引头已具备识别箔条的能力。

以随机分布的球体箔条云模拟单枚箔条弹的爆炸情况，以随机分布的长方体箔条云模拟多枚箔条弹形成的箔条幕，并将箔条云模型与典型舰船模型进行对比。如表1 所示分别为球体箔条云、长方体箔条云、某型导弹巡逻艇以及某型驱逐舰的全向全极化RCS 仿真结果［6］。从表1 中可以看出，对于RCS 方位幅值特性，箔条云目标RCS 变化趋势较为平缓，与舰船目标差异明显，此外，以极化角指代极化特征时，可以发现舰船目标极化角基本稳定在90°附近，而箔条云目标则远低于该值。因此，对于反舰导弹末制导雷达而言，从这2 类目标中识别出箔条云假目标是一种较为容易实现的技术。

表1 仿真模型与实验结果Table1 Simulation model and experimental results

传统的箔条质心干扰实施方法可以概括为：末制导雷达跟踪目标后，在其波束内施放反射特性强于真实目标的箔条云，使导弹跟踪真、假目标能量质心，随着波束切割逐步跟踪箔条云。其中，质心干扰的实施必须具备以下要素：

（1）“看得见”，箔条云要与舰艇共同位于末制导雷达分辨单元内，横向布放距离约100 m 左右。

（2）“拉得动”，箔条云RCS 值要达到舰艇的2～3 倍（即有效压制系数），布放态势能同时干扰末制导前沿、能量和后沿跟踪方式。

（3）“分得开”，通常实施1 次，要做到“顺风打，逆风机动”，箔条云与舰艇快速分开。

然而，随着边搜索边跟踪（track-while-scan，TWS）、小范围扇扫、窄波门跟踪等策略在精确制导技术上的广泛应用，反舰导弹抗干扰能力得到大幅提升，对质心干扰效果产生严重影响。

一是边搜索边跟踪（TWS）策略［7-8］。以某型导弹为例，在该策略的帮助下其在短短几个搜索周期内，即可剔除纯箔条云捕获目标（一般为舰船或者箔条舰船混合体构成的疑似目标），调整航向并不断识别，如果箔条干扰一直存在，就会持续进行识别对抗，甚至能到距离舰船2～3 km；如果目标丢失便小范围扇扫（排除其他箔条干扰），继续捕获目标。待时间推移箔条和舰船分离后，又能捕捉舰船目标。

二是窄波门跟踪技术［9］。在脉冲宽度变窄、距离分辨力提高后（如“鱼叉”导弹脉冲宽度降至0.1 μs），进入雷达波门内的箔条云大幅减少，有效压制系数严重下降，能量质心偏向舰船目标，随着波束切割，最终跟踪真实目标，质心干扰难以奏效。

2 退极化现象和大目标效应

虽然箔条云在回波的幅度特性、极化特征等方面存在与舰艇回波的差异，但是，箔条云和舰船重合在一起时，将改变舰船回波极化特性，发生“退极化”现象，使混合体回波的极化特性与纯箔条差别不明显，导引头难以区分，如图1 所示。

图1 舰船箔条混合极化特征实测数据Fig.1 Measured data of mixed polarization characteristics of ship chaff

而“大目标”效应是指，当目标的有效反射长度大于或等于雷达波束宽度时，相当于雷达波束宽度将被目标全部覆盖，此时雷达不能继续有效的在水平方向上跟踪目标的运动，继而不能产生角度跟踪误差，因此不能形成跟踪导引信号，此时目标的运动将产生自导跟踪误差［10-11］，如图2 所示。

图2 反舰导弹的大目标效应示意图Fig.2 Schematic diagram of large target effect of anti-ship missile

3 “箔条链”式质心干扰作战实施方法

基于前述的“退极化”现象和“大目标”效应，提出一种“箔条链”式质心干扰作战方法，即在雷达跟踪波门内间隔、连续布放多个箔条云，形成有效反射长度大于或等于雷达波束宽度的“链式”大目标，利用大目标效应增大末制导雷达的测角误差。

基本原理为：当舰艇的雷达侦察系统发现并测量出敌方导弹雷达导引头的意图和技术参数后，将数据传送给舰艇指控设备。指控设备根据导弹飞行轨迹、性能参数等指标，通过干扰弹发射装置，发射若干箔条弹，爆炸后形成一条长、宽、高足够遮盖舰艇目标特性的箔条链，同时舰艇通过机动，将自己置于箔条链的一侧，如图3 所示。

图3 “箔条链”式质心干扰作战方法示意图Fig.3 Operational method of“chaff chain”centroid jamming

如 图4 所示，O为 导 弹 位 置，M1M2为 箔 条 链 等效长度，M为其中心点，α为末制导雷达波束半宽角度，L为箔条链实际长度，q为导弹来袭方向与箔条链的夹角，显然有：

图4 箔条链实际长度和等效长度Fig.4 Actual length and equivalent length of chaff chain

可见，箔条链的布置方向与导弹来袭方向垂直时，箔条链的实际长度最小。

当导弹飞临箔条链的能量质心，此时舰艇应航行至离该位置足够远的安全距离，即导弹杀伤半径之外。

随着制导技术的高速发展，反舰导弹的作战效能与威慑水平不断上升。近年来，西方反舰导弹的主流研发方向逐渐朝大射程、超声速、隐身化方向发展，使得防御方的防空拦截作战更为困难。此外，其作战运用也呈现出新的样式，其中之一便是部分反舰导弹具备了二次攻击能力［12-14］。以美国的Block 1D 型鱼叉反舰导弹为例，其可在跟踪目标消失或识别出跟踪目标为假时，重新进入搜索状态并进行二次攻击，有效提高了搜捕概率［15］。二次搜索攻击主要有8 字形和苜蓿叶2 种方式，如图5~6所示。

图5 8 字形搜索攻击方式Fig.5 8-shaped search attack mode

以二次攻击反舰导弹为作战对象，对其飞行航迹及对抗难点进行分析，并在此基础上提出可行的箔条链布放方案：

（1）对抗8 字形二次搜索攻击导弹时，该类导弹机动过程中共有2 段面向舰船目标的飞行轨迹（如图5 蓝色箭头所示），并且两段轨迹之间理论上成90°正交关系。在此条件下实施箔条干扰的难点在于：①必须在导弹来袭方向以及与来袭方向相差90°的另一方向上实现对舰船目标的完全遮挡；②无法提前预判导弹二次机动方向为顺时针机动或逆时针机动，必须同时考虑二次攻击方向为±90°的可能。因此考虑采用见图7a）中的箔条布放方案，与导弹来袭方向成45°角布放箔条链，对导弹来袭方向以及顺时针二次攻击方向实施箔条链式干扰，对可能的逆时针二次攻击方向采用常规的箔条云遮蔽干扰。

（2）对抗苜蓿叶二次搜索攻击导弹时，该类导弹机动过程中共有5 段面向舰船目标的飞行轨迹（如图6 蓝色箭头所示），其中3 段重合轨迹为导弹来袭方向轨迹，并且与第2、第4 轨迹之间理论上成120°角关系。在此条件下实施箔条干扰的难点在于：必须在导弹来袭方向以及与来袭方向相差±120°的其他方向上实现对舰船目标的完全遮挡。因此考虑采用见图7b）中的箔条布放方案，与导弹来袭方向成30°角布放箔条链，对沿第1、第2、第3、第5 攻击方向的导弹实施箔条链式干扰，对沿第4 攻击方向的导弹采用常规的箔条云遮蔽干扰。

图6 苜蓿叶搜索攻击方式Fig.6 Alfalfa leaf shaped search attack mode

图7 针对二次攻击导弹的对抗方法Fig.7 Countermeasures against secondary attack missiles

尽管导弹二次攻击方向呈现多样化的特点，但利用上述干扰方案，可使得二次攻击导弹在进攻航路上始终受到箔条链式干扰。此外需注意的是，箔条链式干扰作战应遵循逆风发射（箔条）、顺风机动（舰船）的原则，同时根据实际情况实时进行补充发射，以确保箔条对目标舰的完全遮蔽以及箔条链的充足长度。

4 结束语

本文根据箔条云和舰船重合在一起时出现“退极化”现象和末制导雷达的大目标效应，提出了一种“箔条链”式质心干扰作战样式，分析了箔条链布放长度与布放态势的关系，同时考虑了导弹二次攻击条件下箔条链的布放原则和舰艇的机动原则。该作战样式已在某些演练活动中得到验证，而根据风向风速以及导弹来袭方向等条件进行仿真研究将作为下一步的工作内容。