反潜鱼雷与自航式声诱饵对抗技术及发展*

陆元乐　岳　崴　王新华　杨迎化　张选东

(1.海军驻昆明750试验场军事代表室　昆明　650051) (2.海军潜艇学院　青岛　266100) (3.92730部队　三亚　572016)

LU Yuanle1　YUE Wei2　WANG Xinhua2　YANG Yinghua2　ZHANG Xuandong3

(1.Navy Representative Office in Kunming 750 Test Range, Kunming　650051) (2.Navy Submarine Academy, Qingdao　266100) (3.No.92730 Troops of PLA, Sanya　572016)



反潜鱼雷与自航式声诱饵对抗技术及发展*

陆元乐1岳崴2王新华2杨迎化2张选东3

(1.海军驻昆明750试验场军事代表室昆明650051) (2.海军潜艇学院青岛266100) (3.92730部队三亚572016)

反潜鱼雷面临潜艇发射的自航式声诱饵等对抗器材的威胁。论文介绍了自航式声诱饵的工作原理，阐述了鱼雷对抗自航式声诱饵的有效方法即目标尺度识别技术的原理。深入介绍了自航式声诱饵的新发展即自航式拖曳声诱饵的工作原理以及反潜鱼雷反对抗的新方法。

自航式声诱饵； 反潜鱼雷； 对抗； 尺度识别

LU Yuanle1YUE Wei2WANG Xinhua2YANG Yinghua2ZHANG Xuandong3

(1.Navy Representative Office in Kunming 750 Test Range, Kunming650051) (2.Navy Submarine Academy, Qingdao266100) (3.No.92730 Troops of PLA, Sanya572016)

Class NumberTJ630

1　引言

反潜鱼雷对敌方潜艇目标实施探测、定位、跟踪，以保证实现最终战斗使命。而同时，为了提高潜艇的战斗力和生存力，各国海军在加强潜艇规避能力和隐蔽性的同时，研制和装备了各类水声对抗器材，而其中自航式声诱饵是目前对抗反潜鱼雷最有效的方法之一[1～4]。

2　自航式声诱饵原理

声诱饵是一种欺骗性水声对抗器材，通过诱骗声自导鱼雷，使其远离母艇，从而掩护母艇逃遁，提高母艇的生存概率。声诱饵对抗功能主要有两方面：一是具有回音重发功能，能应答声自导鱼雷发出的主动声脉冲信号，并附加一个时延和多谱勒频移。二是可以模拟潜艇的辐射噪声，作为一个强的假目标引诱被动声自导鱼雷。典型的装备有美国的MK70-MDSS型自航式潜艇模拟器与MK38MMT反潜训练靶。

自航式声诱饵是一种带有动力的能自航行的目标信号模拟器，它能模拟目标的运动和声学特性，并能进行磁场模拟[5～6]。其主要功能是用声特性来诱骗主被动自导鱼雷，造成鱼雷攻击失败。自航式声诱饵外形像鱼雷，其航行弹道可预设定。其主要特点是通用性好，能平战结合，战时可作为水声对抗诱饵，平时可作为反潜训练或鱼雷试验的水下活动目标，对抗措施多样化、智能化。自航式声诱饵既可发射大功率噪声，又可对鱼雷发出的主动声脉冲信号应答，因此可针对性地对抗主、被动工作的自导鱼雷。

2.1自航式声诱饵被动对抗原理

自航式声诱饵发出的噪声有一定的干扰作用，但主要是作为一个假目标使用，因此，其辐射噪声频谱应尽量模拟潜艇的频谱，以达到以假乱真的目的[7～8]。被动工作开始后，其主要功能是连续发射与真实潜艇噪声特性相似的宽带噪声。模拟的噪声在低频段和高频段有不同的要求和性能，其工作原理如图1所示。

图1　自航式声诱饵被动对抗原理

2.2自航式声诱饵主动对抗原理

诱饵是通过应答主动脉冲信号来模拟目标的反射特性的。根据诱饵应答方式的不同，其对抗情况应分别处理。一种情况是诱饵接收到主动探测脉冲后，按模拟一个固定目标强度值计算出应答源级，然后按应答源级值附加一定的多普勒频移和回波展宽，将信号发射出去，以此模拟一个运动着的有一定几何体积的具有定常目标强度的潜艇目标。这是诱饵常用的模拟方式。

一旦设定了声诱饵的主动工作模式，其工作有两个方面的内容：首先是在很强的噪声背景(包括背景噪声、潜艇的辐射噪声尤其是声诱饵本身发射的辐射噪声等)中检测并提取出鱼雷的自导寻的探测信号；在得到此信号后，经过对其进行一定的处理得到应答信号发射出去。诱饵的主动工作过程主要包括三个步骤：寻的信号的检测、寻的信号的复制以及应答信号的生成，其工作原理如图2所示。

图2　自航式声诱饵主动对抗原理

3　反潜鱼雷目标尺度识别技术原理

为保证鱼雷能够正确识别自航式声诱饵等假目标的欺骗，鱼雷自导系统必须具备对目标进行分类和识别的能力，其中目标尺度识别技术是行之有效的方法之一[9～10]。

对于潜艇等较大型的目标来说，由于具有一定的尺度，一般均在100m左右，其产生的反射回波信号源于一个在距离和方位上有一定分布的延展体。这个延展体可以近似等效在空间上有一定分布的若干个“亮点”目标之和，如图3所示。

图3　鱼雷捕获潜艇亮点示意图

声诱饵可以模拟目标回波的某些特征量，如回波展宽、多普勒频移、辐射噪声、目标亮点等，但很难模拟目标的巨大尺度。因此，目标尺度特征是最重要有效回波的特征，尺度识别技术也就成为当前鱼雷上采用的有效的目标识别手段。

一般有两种方法。一是根据脉冲的回波展宽来确定目标的几何尺度，较大的目标一般应有较大的回波展宽；另一是根据回波的亮点数来确定目标的尺度，当波束角很小时，在700m～800m的距离上，潜艇应至少在两个波束内有回波。若只有一个波束内有回波，就认为目标为假目标。其原理如图4所示。

图4　目标尺度识别技术示意图

从图4中可以看出，真实潜艇目标上的亮点A和B与鱼雷所形成的夹角为α，说明目标具有较大的尺度，鱼雷将识别出其为真实潜艇目标。而自航式声诱饵上只有一个亮点，鱼雷将识别出其为点源目标，从而鱼雷会忽略声诱饵而跟踪真实潜艇目标。

目前，所有现役的声诱饵共同的不足就是不能模拟潜艇等真实目标的尺度特性，也就是说它们只能模拟点目标，而不能模拟体目标。从诱骗器材的角度来看，模拟回波展宽比较容易，但模拟多于一个波束的回波难度相当大，主要是受声诱饵的尺度限制，所以出现了自航式拖曳声诱饵。

4　自航式拖曳声诱饵原理及其对抗技术

自航式拖曳声诱饵的结构示意如图5所示。

图5自航式拖曳声诱饵示意图

自航式拖曳声诱饵由声诱饵本体和拖曳换能阵组成，使用时由声诱饵本体拖着拖曳换能阵在水下航行。自航式拖曳声诱饵的拖曳换能阵由若干个无指向性的换能器及把它们连接在一起组成线阵的缆绳等辅助设备组成。从理论上说拖曳换能阵越长阵元越多，模拟效果越好。为拖曳方便和实际需要，自航式拖曳声诱饵可以采用细长的线列阵。由于要极其逼真地模拟潜艇等真实目标的辐射噪声、机动运动、回波反射、尺度等特性，因此工作时自航式拖曳声诱饵必须能同时模拟潜艇的辐射噪声(被动方式)和主动回波信号(主动方式)。由于自航式拖曳声诱饵要主、被动同时工作，所以可以让阵列的某些阵元一直不停地发射模拟的潜艇噪声，而让另外的一些阵元去检测鱼雷发射的主动信号和进行回波应答。自航式拖曳声诱饵一旦检测到敌方鱼雷的主动信号，就对检测到的信号进行相关的处理(如多普勒处理等)，并对主动信号进行回波应答，以此来模拟潜艇等真实目标的回波反射特性、尺度特性。由于用于主动检测的各个阵元分布在线列阵中不同的位置，鱼雷主动信号到达各个阵元的时间是不同的，因而各个阵元发射的主动回波在时间上就有了先后之差。因为鱼雷收到的回波信号是线列阵上各个不同的阵元在不同时刻上发出的信号的总和，所以鱼雷收到的回波不仅有时间上的信息，而且还包含了空间方位(目标尺度)上的信息，这样的回波与实际潜艇回波宽度相似，从而可以达到模拟真实目标的目的。自航式拖曳声诱饵工作原理如图6所示。

从图6中可以看出，真实潜艇目标上的亮点A和B与鱼雷所形成的夹角为α，自航式拖曳声诱饵上的亮点E和F与鱼雷所形成的夹角为β，α与β大小相差不大，从而实现自航式拖曳声诱饵模拟真实潜艇目标尺度的目的。

图6　自航式拖曳声诱饵工作原理

随着技术的发展，为了对抗自航式拖曳声诱饵，出现了目标高度识别技术。其原理如图7所示。

图7　鱼雷对抗自航式拖曳声诱饵示意图

从图7中可以看出，真实潜艇目标上的水平亮点A和B与鱼雷所形成的夹角为α，垂直亮点G和H与鱼雷所形成的夹角为λ，而自航式拖曳声诱饵由于垂直高度的限制，很难模拟真实潜艇目标上的垂直亮点G和H，也就不具有垂直夹角λ。在识别距离内，当水平、垂直方向上检测出的不同亮点方位差大于识别门限时，系统即认定目标是有别于点源目标的尺度目标。由于自航式拖曳声诱饵只能模拟潜艇的尺度(长度)信息，而不能模拟潜艇的高度信息，所以采用这种技术可以使鱼雷识别出自航式拖曳声诱饵而攻击真正的潜艇目标。

5　结语

随着技术与战术的发展，反潜鱼雷与诱饵的对抗和反对抗技术也在不断发展，鱼雷变得越来越智能，反鱼雷的诱饵对抗技术也随之得到更进一步的发展，互为消长。在新型鱼雷上采用新的更有效的反对抗技术刻不容缓，再先进的鱼雷如果不具备水声对抗技术，其将失去应有的战斗力。

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Technology and Development of Counterwork Between ASW Torpedo and Self-propulsion Acoustic Bait*

ASW torpedo is confronted with threat of submarine-born counterwork equipment such as self-propulsion acoustic bait. The paper introduces the principle of self-propulsion acoustic bait. It also expounds the principle of scale identification, which is the effective method for ASW torpedo to counter self-propulsion acoustic bait. It goes deep into the principle of self-propulsion towed acoustic bait, which is the latest development of self-propulsion acoustic bait. It also introduces ASW torpedo counter countermeasure.

self-propulsion acoustic bait, ASW torpedo, counterwork, scale identification

2016年2月8日,

2016年3月21日

陆元乐，男，高级工程师，研究方向：水中兵器试验。岳崴，男，研究方向：潜射武器装备管理。王新华，男，副教授，研究方向：水中兵器。杨迎化，男，讲师，研究方向：水中兵器。张选东，男，高级工程师，研究方向：武器系统。

TJ630

10.3969/j.issn.1672-9730.2016.08.002