石玉彬
(西安电子科技大学电子对抗研究所,陕西西安 710071)
现代海洋战争中,反舰导弹将会严重威胁水面舰艇的生存和安全。而水面舰艇一旦发现威胁导弹,将会采取电子干扰和火力拦截措施来降低或破坏其攻击效果。在此过程中,反舰导弹将面临区域防空、近程点防御、末端防御等多层次软硬结合的立体防御体系,其突防效果将受到影响甚至遭到破坏。电子对抗与电子反对抗通常会伴随在导弹攻防作战中,在复杂电磁环境下如何提高反舰导弹的突防能力,是反舰导弹必须考虑的重要因素,也是保证反舰导弹攻击效能的重要一环。
目前,反舰导弹突防过程中面临的威胁主要有:携带空空导弹的战机的拦截,低空近程导弹和弹炮结合系统等。而机载火控雷达、空空导弹雷达导引头和舰载防空雷达基本采用单脉冲雷达,由此反舰导弹突防过程中必然会面临单脉冲雷达的威胁。单脉冲体制雷达的工作原理决定了角度跟具有良好的跟踪单点源的能力,拥有良好的抗角度欺骗干扰的能力。对其实施一般的压制干扰和欺骗干扰的效果有限,对其实施角度欺骗干扰,破坏其角跟踪功能效果比较好。交叉眼干扰即双点源干扰,其两个干扰机转发威胁雷达信号,确保两干扰机转发的雷达信号有180°的相移以形成空间假目标,对单脉冲雷达进行角度欺骗,掩护反舰导弹的突防。
交叉眼干扰又称两电源干扰,它具有在空间上相隔一定距离的两个或多个干扰辐射源,接收要干扰的雷达波并转发,转发时使其在相位、功率等参数满足一定的条件,各发射信号在雷达天线相位中心所在空间点的局部合成特殊辐射场。辐射场内信号的相位波前在雷达位置局部产生波程差,造成位置假象,以达到角度欺骗的目的。选择适当交叉眼干扰的参数,能使被干扰雷达的瞄准轴超出两干扰源连线的方向,进而产生角度误差。通常交叉眼干扰机由两路独立的干扰机组成,如图1所示。其中接收天线R1与发射天线J2处于同一位置,接收天线R2与发射天线J1处于同一位置,并在其中一路插入了多路径相位控制,工作时还需要保证两路射频通道宽带信号的相位一致性[1]。
雷达的偏离角ΔΨ与两源的幅度比和相位差的关系
式中,
图1 交叉眼干扰收发天线的配置
偏移距离近似为
对于小角度ΔΨ,tanΔΨ≈ΔΨ。等效辐射中心偏离物理中心的距离X与两源的幅度比和相位差有如下关系[2]
式中,L为双相干干扰源之间的间隔;a为两干扰源的幅度比;Φ为两干扰源的相位差;θ为雷达瞄准轴与两干扰机连线中点垂线之间的角度[3]。
由式(3)可知,当幅度比a=1、相位差Φ=180°时,误导距离为无穷大,此时干扰效果最佳。幅度匹配越好,曲线越尖锐,对相位匹配的要求越严格,相位失配带来的误导距离下降越快。相位在一定频率范围内做到严格匹配是困难的,所以通过幅度失配以降低对相位匹配的要求。但幅度失配又限制了最大误导距离。因此,幅度失配和相位失配的程度要根据需求折衷考虑。
误导距离还与L和θ有关。为尽可能增大X,需要增大干扰辐射天线的间距L。由于反舰导弹面临的威胁主要来自其前方和上方,因此,反舰导弹载交叉眼干扰机可置于反舰导弹的弹翼尖部。取决于雷达相对于自卫干扰机的位置,当拦截弹迎头攻击反舰导弹的情况,那么Φ=0°,干扰机的误导距离最大;当拦截导弹处于横向攻击位置的情况,那么Φ=90°或270°,误导距离为0。为消除对误导距离的影响,交叉眼干扰可采用两路交叉应答方式,抵消了雷达探测信号的方向角引入的相位差,保证最大的误导距离。
图2给出了雷达偏离目标的距离同干扰信号的振幅和相位关系之间的计算关系曲线,图中L=2 m,θ=0.07,a 分别取0.95、0.9、0.7、0.4。
2 雷达偏离目标距离X与干扰源幅度和a相位差θ的关系
由图2可以看出,辐射源之间的间距、所辐射信号之间的相移以及定向系统输入端的信号振幅比值均可以影响雷达偏离目标的距离,并且在相位相反(θ=π)及振幅相等(a=1)的情况下偏离距离达到最大。
为获得尽可能大的偏离距离,需要精确控制两路干扰信号的幅度和相位,图3给出了角误差与雷达目标距离的关系,图中L=2 m,θ=0.07,a取0.95。
图3 角误差与雷达目标距离的关系
由图3可知,L=2 m时,角误差干扰效果有限。反舰导弹长度约为4 m,弹翼宽度为1~2 m。反舰导弹面临的威胁主要来自前方和上方,因此,需要将两个交叉眼干扰机安装在弹翼尖部。交叉眼干扰的两发射天线间隔较大时才有较好的干扰效果,1~2 m的间隔将限制干扰效果。
为解决反舰导弹突防中面临的单脉冲雷达的威胁,将弹载自卫式两点源相参干扰技术应用于反舰导弹的突防过程。该技术采用交叉眼干扰体制,从角度方面诱骗单脉冲雷达,使雷达不能正确地发现检测反舰导弹及其参数信息,因而达到迷惑和干扰敌方雷达的效果。在产生相干干扰过程中,用两个天线进行转发接收到的雷达信号,并根据能使被干扰雷达产生最大定向误差的条件来选择干扰信号的参数。相干干扰的作用是使被干扰雷达的等强信号方向不再指向突防导弹,而是偏向干扰源假目标的方向,进而使被干扰雷达的角跟踪产生误差。
[1]王慧萍,张友益.一种交叉眼干扰技术实现的新方法[J].船舶电子对抗,2007,30(6):23-25.
[2]李相平,赵腊,胡磊.相干两点源对反舰导弹导引头的干扰研究[J].制导与引信,2008,29(3):48-52.
[3]韩晋平,冉小凤.拖曳式雷达诱饵的噪声干扰分析与仿真[J].电子科技,2011(3):62-65.