舰载充气式角反射体装备现状与战术运用研究现状

张 林,胡生亮，胡 海

(1.海军大连舰艇学院， 辽宁 大连 116018； 2.海军工程大学， 武汉 430033)

角反射体是一种应用很早、很广泛的无源干扰器材，早在二战时，就曾出现盟军利用刚性角反射体模拟大型军舰佯攻登陆，成功欺骗德军主力的战例。然而，由于刚性角反射体的主体材质为金属板，质量重、体积大、使用不便等固有缺点，使其在水面舰艇上推广运用受到了极大制约。直到马岛海战后，英国根据“谢菲尔德”号等舰艇遭反舰导弹重创的深刻教训，紧急研制了由舰艇携行使用的舰载充气式角反射体，从而开辟了电子战装备发展的新方向[1]。从此，舰载充气式角反射体得到持续发展与改进，成为水面舰艇对抗来袭反舰导弹的重要手段。

1 舰载充气式角反射体工作原理

1.1 反射干扰原理[1]

舰载充气式角反射体的基本干扰原理是，接收雷达照射波，产生散射波并被雷达信号源接收，从而形成有效干扰信号。作为一种面散射体，这种干扰器材具备雷达截面随着频率上升而增大且无空白频率，雷诺数高，雷达截面与反射面几何面积大小正相关等特性。

为了以尽量小的尺寸获得更大的散射截面以及足够的散射方向图，舰载充气式角反射体往往由多个散射单元组成，每个散射单元采用三面角反射器的形式，即两块相互放置成直角的反射面加上第三块与其均正交的反射面。如图1所示，根据各单元散射面形状的不同，又具有三角形、正方形和圆形角反射体。由于三角面反射器会产生三重反射，因此，充气式角反射体可以在相对于三面对称轴的很宽的俯仰与方位角范围内提供强镜面反射[2]。

每个单元的最大雷达截面σmax为：

式中：k为雷达截面形状系数，三角形取0.445，圆形取0.718，正方形取1；x为与轴线(该轴线为与三个边棱角度相等的中心线)垂直的平面上角反射器投影面积；λ为工作波长。

每个单元的散射图宽度2θ0.5为：

式中：k为散射图宽度形状系数，三角形取70，圆形取49，正方形取40；α为角反射体边棱长度。

由此可见，在工作波长相同的情况下，对于具有相同边长反射单元的反射器，形成雷达截面由大到小分别为正方形、圆形和三角形，方位角覆盖由大到小分别为三角形、圆形和正方形。

1.2 展开工作原理

为了满足舰艇携行进行自卫反导和战场欺骗的用途与使用场景需要，舰载充气角反射体在结构、材质和成型方式上进行了诸多巧妙设计。

材质方面，舰载充气式角反射体通常由轻质复合材料支撑框架与金属织物反射面组成，覆盖了电镀金属的织物能够较好替代金属反射物，具备足够雷诺系数的同时大幅度减轻了器材重量，并将刚性体转换为柔性体；反射单元方面，舰载充气式角反射体通常采用三角形反射单元，且多个反射单元采取上下叠加、四周环绕等互补的支撑布局，形成了类蜂窝状的多单元反射体，进一步提高了雷达截面与方位响应性能；结构设计方面，由于采用了柔性材料，舰载充气式角反射体平时采用折叠存储，降低对舰上空间要求，采用运载器带离、高压推力发射入水或自身重力拖曳离舷，并在离开舰艇后由高压充气装置自动感应和充气，快速展开形成角反射体。通过上述措施，使舰载充气式角反射体具备如下特点[3]：

1) 舰艇携带、使用方便，布放后能快速形成雷达假目标；

2) 持续作用长，可达数小时；

3)了雷达反射信号全向性好，回波特性较大并与舰艇相似度高，理论上可干扰各种体制的雷达。

2 外军舰载充气式角反射体典型装备

外军舰载充气式角反射体自英阿马岛战争以来，经过30多年的发展与完善，已形成系列化产品。根据使用时反射体的布放方式，可以分为两类：一类通过发射装置发射到空中，称之为舰载炮射型；另一类直接从舰舷释放，称之为舰载抛投型。

2.1 舰载炮射型充气式角反射体

舰载炮射型充气式角反射体干扰系统，主要由角反射体、运载器、发射装置(通常共用箔条发射装置)、发控台等组成。发射并飞至距载舰一定位置后，角反射体从运载器中脱离、快速充气成型，在空中飘浮形成雷达假目标，并缓慢飘落到海面。这类充气式角反射体的主要优点是：能够在空中快速精准布放，构建理想干扰态势；具有一定的滞空时间，可与箔条等其他无源器材配合使用；落至海面后，仍对来袭导弹具有干扰能力。不足方面主要体现在：发射装置弹仓容积有限，单个角反射体雷达截面积通常较小；共用箔条发射装置，减少了舰艇可用的箔条干扰资源[4]。

舰载炮射型充气式角反射体的典型装备，主要包括以色列“维扎德(Wizard)”反雷达假目标、德国“舷外角反射器 (OCR)” 诱饵等。

1) 以色列“维扎德(Wizard)”反雷达假目标

“维扎德(Wizard)”又称为“巫师”，由以色列海军和拉法尔公司开发研制的一种宽带反雷达假目标，外形如图2所示。该系统于2005年研制成功，雷达假目标采用固体火箭发射，有效作用距离50～1 800 m，使用高度50～200 m，空中滞留时间30～60 s，干扰频率范围为宽波段，雷达截面积为1 500～4 000 m2。为确保使用的灵活性，运载器时间引信可通过编程设定，实现对假目标的最佳布放。目前，除了以色列海军外，该雷达假目标还出口装备了荷兰、瑞典等多个欧洲国家。

2) 德国“舷外角反射器(OCR)”诱饵

“舷外角反射器(OCR)”诱饵由德国莱茵金属公司与英国机载系统公司联合开发，2015年年底完成研制鉴定。如图3所示，该诱饵可通过“多弹药软杀伤系统(MASS)”发射装置发射，是一种由102 mm火箭进行投放的快速膨胀式金属网状角反射器，可提供逼真的类似舰船的射频频谱响应，用于防御反舰导弹。“舷外角反射器(OCR)”诱饵主要通过降落伞使诱饵下降的速度减慢，实现超过1 min的空中飞行状态，既可以单独使用，也可以与箔条一起使用。目前，该诱饵主要装备德国海军。

2.2 舰载抛投型充气式角反射体

舰载抛投型充气式角反射体依靠自身重力或者高压气体等外力进行布放，离舷后自动充气展开成型，飘浮于海面形成雷达假目标。这类充气式角反射体平时折叠存储，加之没有运载器和发射装置的小空间约束，通常体积较大，展开成型后雷达截面积较大；但由于布放距离较近，一方面需要载舰按战术要求机动才能达成干扰效果，另一方面与箔条等无源干扰器材配合也存在一定困难。

目前，舰载抛投型充气式角反射体干扰系统的典型装备，主要是英国DLF系列以及美国海军的仿制、改进型。DLF系列舷外充气式角反射体干扰系统又被称为“橡皮鸭”，由英国埃文宇航(Irvin Aerospace)公司(现为机载系统公司)研发，主要有操控台、投放发射装置和充气式角反射体构成。目前已发展了DLF-1、DFL-2及DLF-3三代产品，并处于持续改进中，各代产品主要区别体现在充气式角反射体结构和抛投方式上。

1) DLF-1充气式角反射体

DLF-1因马岛战争的需要紧急研制，如图4所示，角反射体采用双棱锥形八面体结构。使用时，需要先在舰艇甲板上充气成型，然后再投放至海面。由于性能不甚理想，使用不够便捷，后续未能推广装备。

2) DLF-2充气式角反射体及其衍生型

DLF-2研制于20世纪80年代中期，在DLF-1基础上改进了材料及充气展开方式，显著改善了诱饵的反射面积及回波质量。美国海军引进后命名为AN/SLQ-49，外形如图5所示。该角反射体在结构上仍采用双菱椎形八面体构造，平时包装在类似救生筏的水密性容器内，置于船舷一侧的斜台发射架上；投放时，依靠自重滑离发射架，离舷入水前开始充气，以假目标的形式对抗反舰导弹；使用时，两个一组成对使用，反射面积相当于中型舰艇，在4级海况条件下可以保持有效时间3 h[5]。

DLF-2自20世纪80年代中期以来，除英国海军外还相继装备了法国、意大利、荷兰等其他北约国家海军以及泰国等部分东南亚国家海军。美军AN/SLQ-49主要装备在美海军船坞登陆舰和两栖攻击舰上。

3) DLF-3充气式角反射体及其衍生型

DLF-3在结构上进行了重大改进，如图6所示，采用60面体，共有20个角反射器构成直径更大的球形全向角反射体，等效雷达截面得到了有效提高。在使用上，DLF-3投放系统采用了类似于鱼雷发射管的发射装置，利用高压气体发射充气式角反射体，距舰艇一定距离后，通过系索的拉动，启动充气式角反射体内部的高压气体系统，在几秒内完成充气，确保在入水之前完成展开成型。因充气反应速度快，更适合应急反导作战。发射装置可以在设备控制室通过手动启动，也可以嵌入作战数据系统实现自动发射。

DLF-3于1996年开始服役，改进型DLF-3(b)2006年开始服役，装备英海军23型护卫舰、45型驱逐舰等主战舰艇，未来还将装备26型护卫舰。2013年，DLF-3(b)被美国引进，机载系统公司为美海军提供代号为MK59 Mod0充气式角反射体系统，如图7所示，“伯克”级导弹驱逐舰“拉姆奇”号和“唐纳德·库克”号已经率先于2013年试验性装备，2014年6月开展海上测试。预期未来，MK59系列充气式角反射体干扰系统很可能成为美国海军主战舰艇的标准制式装备。

3 舰载充气式角反射体战术运用方法

根据干扰原理、对象与时机的不同，舰载充气式角反射体的战术运用方法可分为迷惑式、冲淡式和质心式与组合式。

1) 迷惑式干扰

迷惑式干扰的主要干扰对象为敌方的预警探测兵力，干扰时机为敌方发射导弹之前的预警探测阶段。舰载充气式角反射体具有与舰艇雷达回波相似度高、有效作用时间长等优点，因此，可以由舰艇在海区航行过程中根据威胁情况提前投放入水，通过在海面长时间漂浮持续形成多个假目标迷惑敌方预警探测兵力，使其发出错误目标指示，使敌方导弹错误攻击假目标。在实施迷惑式干扰时需要注意，由于舰载充气式角反射体投放入水后没有自机动能力，运动特性近似为洋流运动，因此，干扰舰明显的机动航行特征不利于迷惑式干扰效果。

2) 冲淡式干扰

冲淡式干扰的主要干扰对象为来袭反舰导弹，干扰时机敌方导弹已发射而其末制导雷达开机之前。舰艇发现敌方反舰导弹发射症候时，可连续布放多组充气式角反射体在本舰四周，使导弹末制导雷达开机搜索时检测到多个目标。由于充气式角反射体雷达回波特性与舰艇相似度高，导弹成功识别并正确选捕舰艇的概率大大下降。在实施冲淡式干扰时需注意，舰艇应尽可能早的投放干扰，并通过机动使其与反射体形成一定距离[6]。

3) 质心式干扰

冲淡式干扰的主要干扰对象为来袭反舰导弹，干扰时机为末制导雷达开机之后。舰艇发现已经被来袭反舰导弹跟踪时，可迅速投放充气式角反射体，并进行合理机动拉开与假目标的距离。由于充气式角反射体展开成型时间短，回波能量强，且反射体不容易遭末制导雷达波束切割，具备较强的诱偏导弹跟踪质心点的能力。

4) 组合式干扰

组合式干扰的主要干扰对象为来袭反舰导弹，干扰时机为敌方导弹发射之后。随着目标识别技术和复合制导技术的快速发展，反舰导弹识别、对抗单纯充气式角反射体干扰的成功概率也在不断提高，为此，需要采用复合干扰，形成多种干扰资源的优势互补，提升干扰成功率。典型组合式干扰包括，对抗雷达制导体制导弹的充气式角反射体与箔条组合干扰，对抗雷达/红外复合制导体制的充气是角反射体与烟雾、红外组合干扰等。

4 结论

舰载充气式角反射体能够快速发展、广泛装备的主要原因，一是干扰信号雷达截面特性、方位响应特性及逼真性较好，与舰载干扰机、箔条等常用的电子战反导手段相比，具有一定的技术优势；二是作战使用方便、快捷，技术与战术的结合很好地适应了当前对抗各种制导体制反舰导弹的需要。应注意没有干扰不了的制导系统，也没有对抗不了的干扰，只要深入地研究掌握舰载充气式角反射体的技战术机理与作战使用方法、特点，就能够找到克服这种新威胁的方法。

[1] 陈静.雷达无源干扰原理[M].北京：国防工业出版社，2009:42-47.

[2] 张土根.世界舰船电子战系统手册[M].北京：科学出版社，2000:183-205.

[3] 胡生亮,刘晓东,胡海,等.水面舰艇电子战防空反导原理[M].北京：解放军出版社，2012:72-93.

[4] 范学满,胡生亮,罗亚松等.海上角反射体群的 RCS 快速混合预估算法[J].系统工程与电子技术，2016(11):2462-2467.

[5] 范学满,胡生亮,贺静波.一种角反射体雷达散射截面积的高频预估算法[J].电波科学学报,2016(2):331-335.

[6] 胡生亮,罗亚松,刘忠.海上多角反射体群雷达散射面积的快速预估算法[J].海军工程大学学报,2012(4):72-75,96.