大型舰艇编队远程迷惑式干扰效能分析

万　福，王晓敏，林新党，刘晓然(.海军指挥学院信息战研究系，南京800;.海军驻南京地区雷达系统军事代表室，南京0003)



大型舰艇编队远程迷惑式干扰效能分析

万福1，王晓敏1，林新党2，刘晓然1
(1.海军指挥学院信息战研究系，南京211800;
2.海军驻南京地区雷达系统军事代表室，南京210003)

摘要:在分析远程迷惑式干扰机理的基础上，结合大型舰艇编队典型队形，建立了编队远程迷惑式干扰效能模型，并对干扰效能进行了仿真分析，得出了相应的最优发射舷角和发射距离。

关键词:大型舰艇编队;远程迷惑式干扰;雷达;效能分析

0　引言

大型舰艇编队远程迷惑式干扰［1］是指利用编队内舰艇向远距离发射箔条干扰弹，在敌搜索警戒雷达屏幕上显示大型舰艇、编队各型舰艇、箔条云等多个干扰目标，降低敌方雷达对我真实目标的发现概率，提高我方舰艇的生存能力。

目前，对于质心干扰和冲淡干扰的研究比较成熟，而对于远程迷惑式干扰方面的研究相对较少，但远程迷惑干扰在舰艇进行无源干扰反导作战中具有重要作用。因此，本文在基于迷惑式干扰机理分析的基础上建立远程迷惑式干扰的相关模型，对其效能进行了定量分析，并通过假设大型舰艇编队的基本队形和典型参数进行了仿真，得出了对应的最优发射舷角和发射距离的仿真结果。

1　远程迷惑式干扰机理分析

远程迷惑式干扰常采用远程干扰火箭进行布设，最大射程可达12 km以上［2］。干扰机理与冲淡干扰相同，都是通过形成的箔条云反射雷达回波形成假目标。其作战对象为敌搜索和目标指示雷达，施放时间较早，布设样式与冲淡干扰有所不同。

远程迷惑式干扰一般采用随机布设方式和虚假队形布设［3］两种方式布设。随机布设多为箔条云，使舰艇目标淹没在大量的假目标之中，降低对真实目标的捕捉概率;虚假队形布设，即将箔条弹以编队队形的方式进行布设，迷惑敌搜索雷达，使其难以确定真实编队目标，增加目标识别的时间［4］，延长我方火力反导兵器战术准备时间。文章主要基于虚假队形布设方式来讨论。

2　远程迷惑式干扰模型

2.1假目标数量模型

箔条云假目标与舰艇的相似程度、编队队形相似程度、假目标布设时间等因素直接影响着远程迷惑式干扰的效果。为了讨论方便，将这些能力影响因子进行量化，构建一个假目标数量模型。

箔条云假目标与舰艇的相似程度可以用箔条云相似因子λb表示［5］，主要包含4组特征，分别是目标雷达截面积相似特征(ηRCS)、目标运动特征(ηmove)、目标回波带宽特征(ηbw)和目标回波极化特征(ηpola)，四者存在如下关系:

对于大型舰艇编队来说，远程迷惑式干扰必须布设与之相似的虚拟编队队形，才能增加雷达对假目标锁定的概率。为此引入虚拟编队逼真度因子λbd，其对应的计算公式可用下式表示:

其中，dz表示真实编队队形形状的关键因素，dj表示假目标虚拟队形与之相对应的因素值。

为了表征假目标在时间上的有效性，引入时间有效性因子λt，假设箔条云有效持续时间段位［tj1，tj2］，而雷达的搜索时间段位［ts1，ts2］，则时间有效性因子［6］λt可表示为

为了彻底消除基层区队微腐败的不良现象，需要做好第一步工作，打造一支好剑。注重纪检监察人员的选用管控。严格遵循公平公正、清廉高尚以及严于律己的用人原则，选用对纪检监察工作一丝不苟且极为热爱的人员，可以认真完成组织交代的任务，使整体的纪检队伍人员的素质和能力得以提高。同时，树立明确的监督管理标准，根据工作的表现，考核每一位纪检队伍人员，使其能够认真履行自身的职能，真正发挥出纪检监察工作的作用[2]。

考虑各种影响因子，对假目标数量进行标准化整合。假设大型舰艇编队共布设m(i =1、2、…、m)个假目标编队，每个假目标编队布设n(i =1、2、…、n)个假目标，则标准化假目标总数NJ为

2.2发射舷角与发射距离计算模型

假设某大型舰艇编队采用如图1所示队形，本文仅讨论单舰布设假目标情况。

图1　某大型舰艇编队队形

依照图1所示队形构建虚拟编队需要发射5发远程迷惑干扰弹。如前所述，要提高虚拟编队逼真度因子，必须使虚拟队形的关键因素尽量接近实际的编队队形形状关键因素，但往往受远程迷惑干扰弹的射程影响。另外，虚拟队形是真实编队队形成比例的缩小，因此虚拟队形与真实目标之间的角度关系是一定的，即图1中的∠132恒为一定值。在远程迷惑式干扰发射舷角与发射距离计算时需基于上述两个限制条件。

以远程迷惑式干扰弹最大射程处为基准点，结合以上两个限制条件来确定虚拟编队的队形大小。为了使远程迷惑式干扰效果最大化，需要在上述两个限制条件的基础上使虚拟编队队形最大，同时保证发射舰艇在虚拟队形之外。如图2所示，半径小的圆表示干扰弹的最小射程，半径大的圆表示箔条弹的最大射程。确定虚拟队形就是在两个同心圆内找到矩形图样最大的发射情况。

图2　第一象限虚拟编队示意图

以第一象限为例，将1号干扰弹发射至最大射程处，以此为基准点，对应的发射舷角α为基准发射舷角。要使虚拟队形最大，以基准点所在位置做斜率为tanθ(等于实际编队队形宽与长的比值)的直线，求直线与内层同心圆的交点，以此交点为又一基点，则可以确定矩形图样大小。

图2中的另一基准点为4号干扰弹，其发射舷角α4可以用下式求出:

如图2实线矩形所示，利用式(5)求解α4一般会有两个交点，但有可能会导致发射舰艇落在虚拟队形之内，需要排除筛选交点，由此可以得出各个干扰弹的发射舷角和发射距离的计算公式:

针对图2虚线矩形，利用式(5)求解α4可能出现无解的情况，则上面的计算方法就不再适用。此时，以3号干扰弹代替4号干扰弹，其发射距离为Rmax，利用几何关系可以求出各个干扰弹的发射舷角和发射距离:

上述计算模型是在基准发射舷角α在第一象限时的情况，基准发射舷角在其他情况时计算情况类似。需要注意的是，有时会出现5号干扰弹落在同心圆内的情况，此时需要令其发射距离为Rmin进行修正。

2.3干扰成功概率

要使远程迷惑式干扰成功，即使敌机载搜索雷达探测搜索不到我编队内舰艇，而是错将假目标当成我舰艇来进行战术选择攻击。因此，远程迷惑式干扰成功概率相当于假目标被搜索捕捉的概率。

结合上述假目标模型和发射舷角发射距离计算模型，第i个假目标编队第j个目标被敌雷达搜索捕捉到的概率为

式中，PFH表示敌搜索雷达对大型舰船的发现概率，PFJij表示敌搜索雷达对假目标的发现概率，PFQ表示敌搜索雷达对编队内其他驱护舰艇的发现概率，发现概率利用Marcum函数计算［7］。则干扰成功概率为

3　仿真分析

3.1仿真研究参数设置

假设敌机单方向来袭，相对5号大型舰艇攻击舷角为30°，机载搜索雷达发射功率为4 kW，增益为40 dB，波长5 cm，脉冲重复频率1 kHz，脉冲带宽2 MHz，雷达损耗为2，噪声系数为9，空舰导弹最大射程140 km，有效噪声温度取290 K;大型舰艇RCS为70000 m2，航速20 kn，回波极化特征区间［0.4，0.8］，带宽特征区间［10，50］;箔条假目标持续时间覆盖敌机载雷达搜索时间段，箔条云RCS为7000 m2，回波极化特征区间［0.4，0.9］，带宽特征区间［15，50］，干扰弹最大射程12 km，最小射程2 km;大型舰艇编队队形采用图1所示队形，编队内其他驱护舰艇雷达截面积为9000 m2，航速与大型舰艇相同，1、2号舰艇与大型舰艇横向距离为20 km，纵向距离10 km，3、4号舰艇与大型舰艇横向距离为0，纵向距离10 km。仿真场景中风速为9 m/s。

3.2单舰布设单虚拟编队仿真及结果分析

仿真思路如下:舰艇编队内每艘舰艇在0°～360°范围内以1°为间隔变化基准发射舷角布设一个虚拟编队，得出每艘舰艇使远程迷惑式干扰成功概率最高的布设方案(即最优发射舷角和发射距离)。

图3　1号舰远程迷惑式干扰成功概率

仿真结果如图3所示，采用1号舰布设虚拟编队时，在基准发射舷角为63°、117°、243°、287°时具有最高的干扰成功概率0.3531;当基准发射舷角为0°、90°、180°、270°时，所确定的矩形为直线或点，编队模

拟逼真度为零，干扰成功概率为零。同时，单舰布设单虚拟编队，最高干扰概率仅为0.3531，干扰效果有限。

当采用其他单舰艇布设单虚拟编队时仿真结果类似，干扰效果都有限，其随着距离的增加，敌机载搜索雷达对假目标的发现概率有一定程度的下降，使得最大干扰成功概率相对1号舰都有所降低。

3.3多舰协同布设多虚拟编队仿真及结果分析

参照单舰布设单虚拟编队思路，采用1、2、3、4舰协同布设虚拟编队，其最高干扰成功概率提高到了0.7318，如图4所示。可见，多舰协同布设多虚拟编队优于单舰布设单虚拟编队，而且0.7318这一数值也是比较满意的干扰效果，如果配合有源遮盖性干扰，有助于整个编队电子防空能力的提升［8］。

图4　1、2、3、4舰协同远程迷惑式干扰成功概率

4　结束语

本文在分析远程迷惑式干扰机理的基础上建立了大型舰艇编队远程迷惑式干扰效能分析模型。结合具体环境，对单舰布设单虚拟编队和多舰协同布设多虚拟编队的效能进行了仿真和分析，可以对远程迷惑式干扰作用效果进行评估和预测，能为大型舰艇编队防空反导作战提供相应决策参考。

参考文献:

［1］夏清涛，毛超，刘忠.水面舰艇远程迷惑式干扰布设方法［J］.舰船科学技术，2012，34(7): 107-109.

［2］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): 73-76.

［3］王涛，胡生亮，金嘉旺.炮射雷达诱饵迷惑干扰使用研究［J］.舰船电子对抗，2012，35(4): 26-29.

［4］宋睿，金嘉旺.单舰无源迷惑式干扰假目标布设［J］.火力与指挥控制，2012，37(11):106-109.

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［7］Bassem R Mahafza，Atef Z Elsherbeni.雷达系统设计Matlab仿真［M］.朱国富，黄晓涛，等译.北京:电子工业出版社，2012.

［8］谢凯，陈永光，汪连栋.多假目标干扰效果评估研究［J］.现代雷达，2006，28(5):88-90.

Efficiency analysis of long-range confusion jamming for largewarship formation

WAN Fu1，WANG Xiao-min1，LIN Xin-dang2，LIU Xiao-ran1
(1.Department of Information Warfare of Navy Command College，Nanjing 211800; 2.Military Representatives Office of Radar System of the PLA Navy in Nanjing，Nanjing 210003)

Abstract:Based on the analysis of the long-range confusion jamming mechanism and the characteristic formation pattern，the efficiency model of the long-range confusion jamming for the large warship formation is established，and the jamming efficiency is simulated and analyzed to get the best launching relative bearing and range.

Keywords:large warship formation; long-range confusion jamming; radar; efficiency analysis

作者简介:万福(1974-)，男，副教授，研究方向:军事通信和信息对抗;王晓敏(1988-)，男，助理工程师，硕士，研究方向:军事通信和信息对抗;林新党(1970-)，男，工程师，硕士，研究方向:雷达总体技术;刘晓然(1964-)，男，教授，博士，研究方向:军事通信和信息对抗。

收稿日期:2014-12-20

文章编号:1009－0401(2015)01－0011－03

文献标志码:A

中图分类号:TN97