炮射雷达诱饵远程干扰使用探讨

王 涛，胡生亮，金嘉旺

(海军工程大学电子工程学院，湖北武汉430033)

0 引言

随着反舰导弹射程的增大、攻击速度的提高以及末端抗干扰技术的发展，水面舰艇传统意义上的近程软硬对抗手段的使用条件越来越恶劣、有效使用空间越来越小。因此，中远程对抗手段就越发显得重要。有源干扰存在“主动暴露”的缺点，因此无源干扰得到越来越多的使用。

假目标干扰方法是无源干扰的一种，是现代舰艇自卫防御的一种重要干扰手段。对于水面舰艇防御作战而言，干扰敌搜索和目标指示雷达，降低舰艇目标的被捕获概率，仍然是目前防御来袭导弹的手段之一。雷达角反射器就是其中一种常见的无源干扰设备，它利用合理的几何结构设计和特殊材料将入射雷达信号反射回去，从而形成一个诱饵假目标欺骗或干扰敌方空中平台雷达和导弹末制导雷达。

目前，英美等国均已研制和列装充气式角反射器，如英国“橡皮鸭”系列舷外充气式角反射体［1］。以色列拉斐尔公司开发的“巫师”系列充气式角反射体诱饵系统，采用115 mm口径固体推进火箭发射器发射［2］。如果使用舰炮将角反射器以弹丸形式发射 (炮射雷达诱饵)，将角反射器折叠于炮弹中，入水后利用自动充气装置将其撑开以形成雷达反射器漂浮在海面，用于欺骗敌方探测、制导系统，降低敌雷达系统对目标的捕捉概率。与箔条相比，海上漂浮假目标对海战场自然环境 (速度、风向等)适应性强、反应时间短、发射距离远、有效干扰时间长、发射引导技术相对成熟、攻防兼备等一系列优点，是水面舰艇反导作战的有效干扰方式，具有广泛的发展应用前景［1］。本文就炮射雷达诱饵远程干扰的使用方法展开探讨。

1 概况

角反射体是由3个互相垂直相交的金属平面构成的反射体，可在一定的角度范围内将入射的电磁波经过3次反射按原方向反射回去，可在较宽方向上具有很大的雷达截面积，是一类非常重要的无源干扰器材。角反射体具有频带宽、对雷达适应性强、作战效能高、受风速风向等海战场环境影响小、可对抗各种体制雷达等诸多优点。

炮射雷达诱饵远程干扰是在敌搜索雷达和火控雷达开机搜索目标前，通过使用舰炮向舰艇周围发射若干枚远程雷达诱饵弹，形成海上漂浮雷达角反射器假目标，改变雷达显示图样，对编队目标进行防御支援和掩护，吸引敌对假目标的注意力，降低其主动雷达对真目标的发现概率、战术选择概率，提高舰艇目标生存力和掩护攻击行动的一种电子对抗手段。

由于距离、时间上的扩展，炮射雷达诱饵远程干扰扩大了舰艇编队电子战的作战空间，是现代水面舰艇作战早期可采用的作战对抗手段。舰艇编队(单舰)在进入作战或威胁较大海区之前，可利用舰炮远程向主要作战海区以典型战术编队态势远距离布设雷达诱饵群，形成编队 (群)假目标，重点迷惑机载雷达搜索探测目标和装订导弹参数，从而达到降低舰艇被发现的概率和受攻击概率，提高水面舰艇干扰能力和防御纵深，提升战场生存能力。角反射器假目标的存在给敌取得有关编队 (单舰)真实位置和数量信息增加难度，其布设距离和坐标应符合舰艇编队的典型队形，使敌机载雷达无法区分真假目标，从而干扰敌方对目标的识别判定和火力分配，降低舰艇遭受敌火力攻击的概率［3］。其干扰原理如图1所示。

图1 远程干扰示意图Fig.1 Sketch map of long-distance jamming

通过以上分析可以看出，只要使用战术合理，炮射雷达诱饵可以作为一种干扰手段扩大电子战的防御空间，增强舰艇的远程无源干扰能力，提高舰艇的作战能力。

2 战术使用探讨

2.1 雷达诱饵与传统箔条的区别

箔条是实施无源干扰的一种常见器材，具有成本低，效果好，使用简便等优点，是舰艇反导作战末端软武器的核心手段之一，一般采用迫击炮式或火箭弹式发射方式。但其使用受海战场自然环境 (如风速、风向等)影响十分显著，留空时间短，发射距离近，且采用人工方式填装。当面临多枚导弹攻击时，箔条干扰的持续作战能力十分有限［4］。

炮射雷达诱饵采用舰炮发射，反应时间短、射程远、发射距离可调、射击精度高、发射速度快、可快速布设多种假目标样式，而且舰炮备弹量多、自动装填，可进行多波次发射有效对抗饱和攻击。诱饵弹充气后漂浮在海面，持续干扰时间长，受海况和风向等环境因素影响相对较小。因此，炮射雷达诱饵相对传统箔条具有发射距离远、发射时机相对宽松、战术使用灵活、能增大舰载电子战系统防御纵深等优点，在现代反导作战中具有广阔应用前景。

2.2 战术使用

远程干扰的主要作战对象为敌方空中平台雷达，这就要求炮射雷达诱饵在敌机载雷达开机前形成有效雷达反射截面积并处于有利位置。根据其特点，总结出炮射雷达诱饵远程干扰在未来海战中的战术使用有以下几种样式:

1)远程干扰防御作战。在对海防御作战中，当舰艇进入威胁作战海区，或发现敌海上编队目标时，通过发射雷达诱饵弹，在敌方雷达开机搜索前形成一定数量的假目标诱饵，降低敌方对编队的搜索捕捉概率及战术选择概率 (见图2)，掩护编队完成作战任务。此时，雷达对舰艇目标的捕捉概率为

式中:P0为无干扰时雷达发现概率;M为舰艇数目;N为诱饵假目标的数量。

由统计概率可以得出，当存在有假目标时，雷达对舰艇的捕捉概率将会下降，且假目标数目愈多，其捕捉概率下降愈大。

图2 远程干扰防御作战Fig.2 Long-distance jamming defensive operation

2)远程干扰佯动作战。在小群多路作战方式下，制造假目标进行电磁佯动，掩护主攻方向、攻击兵力群前出攻击 (见图3)。由防御能力较强的舰艇组成的掩护群从正面接敌，在特定的方向特定的时间内发射诱饵干扰弹，在敌雷达搜索区域内形成假目标虚拟攻击群，产生编队多群佯动的假象，其目的是将敌方的注意力吸引到虚拟攻击群的方向上，掩护主攻方向的攻击群，为攻击群先敌发动攻击提供时间和空间上的优势。另一方面，由攻击能力较强的舰艇组成的攻击群迂回到敌编队的侧翼，对敌编队进行攻击。当敌方主动雷达开机进行搜索时，在雷达显示屏幕上出现多个假目标，把敌方的注意力集中到假目标的判断上来，增加敌方对战术意图判断的难度，增强战场主动权。

图3 远程干扰佯动作战Fig.3 Long-distance jamming feint operation

3)编队内部无源支援干扰。当敌方编队攻击能力较强，需要掩护编队内其他舰艇或者不具备远程干扰和电子对抗能力弱的舰艇时，可将编队内防御能力较强的舰船变为掩护群，来实施远程假目标干扰对需保护舰船进行支援 (见图4)。

图4 编队内支援作战干扰样式Fig.4 The interference pattern of formation internal support combat

3 发射决策

3.1 干扰实施时机

质心式干扰常使用箔条弹来干扰导弹末制导雷达跟踪段。箔条弹和炮射雷达诱饵同属无源干扰手段，二者用于中远程干扰时，作战对象和作战目的基本相同，因此可参考箔条进行远程干扰时的特征来对炮射雷达诱饵进行分析。

炮射雷达诱饵主要用于迷惑干扰和冲淡干扰。迷惑干扰是干扰敌搜索警戒雷达，在敌搜索警戒雷达开机搜索时就应形成假目标;冲淡干扰是迷惑末制导雷达的搜索段，在末制导雷达开机搜索时就应形成假目标［5］。

由于舰艇与雷达诱饵之间存在着相对运动，所以何时发射雷达诱饵，使之在机载雷达开机前完成布设，并处于有效位置，这是战术上需要解决的问题。通常掌握实施时机，引导干扰的实施，在战术上可以有如下几种方法:

1)在进入危险海区或作战海区，按照战术编队态势布设，降低对方各类雷达对高价值目标探测概率;

2)本编队或上级的电子侦察设备发现来袭侦察或预警飞机到达前布设远程干扰弹;

3)发现对方攻击平台的各种征兆。如攻击机迫近，稳定战斗航向等;

4)在对方雷达已开机发现编队真实目标情况下，通过有源干扰破坏其搜索状态，使其重新进入搜索状态，并同时发射诱饵弹形成干扰样式造成真假目标同时存在，延误对方识别真实目标时间;

5)当指挥员根据当时的作战态势、对方威胁程度或得到上级的引导以及战术配合上的需要，认为有必要布放干扰诱饵，也可进行发射。

3.2 假目标布设的基本要求

要使远程干扰有效，首先要使所布设的假目标与舰船之间或者假目标与假目标之间处于雷达的不同分辨单元内，使得雷达能区分舰船与假目标或不同位置的假目标是2个不同的目标，要求假目标与舰船或者假目标之间的距离波门相同时处在不同的波束内，在同一波束内则要处于不同的距离波门中。

3.2.1 雷达距离分辨力对假目标的布设要求

为使干扰有效，首先发射距离应该大于机载雷达的距离分辨力，以便雷达显示器上显示为不同于舰艇的目标。距离分辨力是指同一方向上2个大小相等点目标之间的最小可区分距离［6］。在显示器上测距时，分辨力主要取决于回波的脉冲宽度τ，同时也和光点直径d所代表的距离有关。2个点目标回波的矩形脉冲之间间隔为τ+d/vn，其中vn为扫掠速度，这是距离可分的临界情况，这时定义距离分辨力为

式中:d为光点直径;vn为光点扫掠速度，cm/μs。

3.2.2 雷达角度分辨力对假目标的布设要求

角分辨力是指存在多目标的情况下，雷达能在角度上把目标分辨开的能力，通常用雷达在可分辨条件下同距离的2个目标间的最小角坐标之差表示［6］。

通常有2种方式定义分辨力，一种是以天线方向性函数F(θ)的半功率宽度来定义;另一种是以F(θ)的2/π强度处的宽度来定义的，也称瑞利分辨力。

雷达采用实际孔径天线时，设线阵天线长度为L，均匀加权。在远场条件下，发射和接受均认为是平面波。若工作波长为λb，来自偏离视轴 (垂直于阵面)方向的信号在天线端口处的相位是位置的函数。如果设目标方向偏离视轴的角度为θ，则回波信号的单程相位差为

式中，x为接收点偏离相位基准点的位置。

由此得到的横向分辨力为

式中R为目标距离。

3.3 仿真分析

以典型作战平台某型攻击机为例，其机载火控雷达对海作战时，主要用于控制导弹对舰艇目标进行有效攻击［7］。

由机载火控雷达的参数可知，其脉冲宽度λ为0.286～8 μs，由式(2)可知其距离分辨力为42.9～1 200 m，不同的分辨力与雷达处于不同模式有关。因此，在同一波束内，为满足机载雷达距离分辨力的要求，则诱饵假目标至少要被发射到距离舰艇1 200 m远的地方并且假目标之间最少要相距1 200 m。

由机载火控雷达的参数可知，工作波长λb≈0.03 m，线阵天线长度L=0.74 m，则由式(4)可得机载火控雷达的单程半功率波束宽度为θ|3dB=0.035 7，若敌攻击机对距其R=140 km的位置进行搜索时，此时机载雷达的横向分辨力为

因此，在攻击机距离舰艇140 km时，假目标与舰船或者假目标之间的距离值相同时，为满足机载雷达角度分辨力的要求，诱饵假目标相对于攻击机来袭方向至少要被发射到距离舰艇4 998 m远的地方。

综上所述可以得出结论，对于某型机载火控雷达而言，当舰艇与假目标或者假目标与假目标之间处在机载雷达的同一波束内，需要舰艇与假目标间或者假目标与假目标之间的距离大于1 200 m;当舰艇与假目标或者假目标与假目标之间的距离波门相同时，需要舰艇与假目标间或者假目标与假目标之间的距离相对于攻击机来袭方向大于4 998 m。

4 结语

本文初步分析了炮射雷达诱饵与传统箔条的区别，探讨了远程干扰的使用方法，并结合典型作战对象进行研究，得出假目标布设时的距离和角度要求。在具体作战使用时，要充分了解雷达的主要性能和特点及战术使用方法，掌握被防护舰艇其他干扰装备器材的技术性能，以提高干扰和保护舰艇的能力。

炮射雷达诱饵的应用，为舰艇电子对抗增加了新的方法和手段，有效增加了无源干扰的作战纵深，增强了舰艇电子对抗的作战能力。但其相关的作战运用研究才刚刚开始，如何与其他无源干扰手段进行有效衔接，与有源干扰手段配合使用还需要进一步研究。

［1］熊群力，陈润生，等.综合电子战—信息化战争的杀手锏［M］.北京:国防工业出版社，2008.

［2］王浩.以色列海军“巫师”角反射器［J］.光电技术应用，2008(3):17-19.

［3］罗亚松，刘忠，付学志.炮射随机角反射器阵的RCS预估研究［J］.系统仿真学报，2009，21(4):2077-2080.

［4］柴刚，陆益敏，陈晓明.角反射器在海军中的战术应用［J］.舰船电子对抗，2006，29(5):11-13.

［5］陈奇，王红军.水面舰艇编队远程迷惑干扰作战运用研究［J］.舰船科学技术，2010，32(5):73-75.CHEN Qi，WANG Hong-jun.A warfare using study of ship formation confsion jamming［J］.Ship Science and Technology，2010，32(5):73-75.

［6］丁鹭飞，耿富录，陈建春.雷达原理［M］.北京:电子工业出版社，2009.

［7］中航雷达与电子设备研究院.机载雷达手册［R］.北京:国防工业出版社，2004.81-85.