反辐射导弹雷达导引头复杂电磁环境分级方法研究∗

时 磊

（中国人民解放军91404部队 秦皇岛）

1 引言

随着电子信息装备的飞速发展和密集部署，反辐射导弹面临的电磁环境趋于复杂，环境适应性已成为衡量其生存能力、作战能力强弱的一个重要指标。反辐射导弹能否有效打击目标关键取决于导引头的性能，当前急需对反辐射导弹导引头的抗干扰效能进行充分的试验和精准的评估。而对电磁环境干扰强度的分级研究，是反辐射导弹复杂电磁环境适应性试验与评估研究的重要基础，也是试验电磁环境逼真构建的基本前提，直接决定了评估结论的准确性。

本文分析了反辐射导弹面临的作战电磁环境，简要梳理了威胁其作战效能发挥的电子对抗装备，提出了环境干扰强度的分级方法。

2 反辐射导弹面临的复杂电磁环境分析

反辐射导弹面临的电磁环境可以从目标环境和干扰环境两个方面进行分析。

2.1 目标环境分析

反辐射导弹打击目标主要是地面和海面的重要雷达或通信辐射源，典型的打击目标包括爱国者AN/MPQ-53雷达、宙斯盾AN/SPY-1雷达、萨德AN/TPY-2雷达、TMD-GBR雷达等。美军在世界各地建立了爱国者、萨德等大量的防空反导阵地，日本、印度、韩国、台湾等周边国家和地区也都装备了以雷达、通信、攻击武器为核心的制导攻击系统。

美国：在世界各地布有以“爱国者”、“宙斯盾”、“萨德”等为代表的典型导弹防御系统，装备了AN/SPY-1、AN/TPY-2、AN/MPQ-53/65、TMD-GBR 等性能先进的防空雷达。

日本：装备有13架E-2C预警机和4架E-767预警机，并计划再购买6架E-767预警机，并将13架E-2C预警机升级为“鹰眼-2000”预警机，所有的预警机上装备有先进的“AN/APS-145”雷达，日本自卫队的海军有从美国进口的“宙斯盾”，舰装的AN/APY-1D防空雷达是海基的预警系统，可探测数百公里的200个目标；空中除了E-767、E-2C、AN/APS雷达外还有机载的AN/APY-2雷达，最远可发现400km处的目标。

韩国：装备有E-37，E-8预警机和4架E-2C预警机，预警机上装有AN/APS-145雷达监视半径360km，最远可探测到700km以外的飞机；有4套AN/FPS-117远程预警雷达；还有200部防空雷达和远程预警雷达网。

印度：印度军队目前共有300多部雷达，“英迪拉2”雷达探测距离40km、PSM-33对空警戒雷达探测240km，远程雷达TRS-2215防空雷达，探测距离510km。印度已成功研制了“拉简德拉”多功能相控阵雷达系统，并正在研制性能更先进的“英迪拉3”型防空雷达。印军还向以色列购置了4套性能先进的“绿松”相控阵预警雷达系统，探测距离500km，还从荷兰购买了“捕蝇”防空雷达。

台湾地区：购置了美国的4架E-2T预警机、“爱国者”拦截系统、远程预警雷达AN/FPS-115“铺路爪”雷达和AN/MPQ-53爱国者导弹制导雷达，还建成了“强网”、“天网”和海上的“大成系统”。

目前，各国都非常重视雷达抗反辐射武器技术的研发，现役雷达中基本都应用了目前主流的抗反辐射导弹技术，如雷达低截获（LPI）技术、雷达组网技术、双/多基地雷达、雷达宽频带自适应捷变频技术等。此外，基于超高频脉冲多普勒雷达、瞬时全向单脉冲雷达等的反辐射导弹告警系统也使得反辐射导弹作战效能的发挥面临极大挑战。

2.2 干扰环境分析

在针对反辐射导弹的电磁干扰方面，在被保护雷达周边布置诱饵，组成雷达诱饵阵，被认为是对抗反辐射导弹的最有效手段之一。雷达诱饵主要装备于地面防空雷达反导系统。目前，美欧等军事强国的各类防空武器系统制导雷达普遍装备了有源诱饵设备。例如，美国AN/TPS-75地基防空雷达装备了AN/TLQ-32诱饵系统（由3个诱饵组成），“爱国者”反导系统的AN/MPQ-53雷达系统装备了3～4个诱饵，AN/TPS-59雷达系统装备了2个诱饵。英国装备了“女巫”诱饵系统，俄罗斯装备了KPT3-125-2M诱饵系统。通过多个雷达诱饵布站，辐射与雷达信号一样的电磁波以诱偏反辐射导弹，达到对雷达的防护目的。

1）AN/TLQ-32雷达诱饵

AN/TLQ-32诱饵系统是由ITT-杰弗兰公司研制的用于保护美国陆基防空雷达系统AN/TPS-75的专用诱饵。早于1992年2月在加州中国湖海军武器中心开始进行首件试验，而后又于次年春天在Hurlburt试验场进行工作评估。每部雷达部署3个诱饵，可保护一个雷达站免受相继发射或同时发射的多枚导弹的攻击。每套系统由三个诱饵组成，非牺牲体制，全向天线辐射，每个诱饵为组合式结构，由三个模块组成，每个模块50kg，总尺寸1800×500×500mm，防弹设计，两人可搬运，拼装时间15min，诱饵与雷达之间采用光缆连接。工作时诱饵和雷达同时使用，一起扰乱ARM上的导引装置，迫使ARM对4个辐射源的能量进行平均，攻击信号重心，从而引诱来袭导弹落入称为“ARM地坑”的弹着区内，保护雷达免受ARM的攻击。

图1 AN/TLQ-32诱饵系统外观

图2 AN/TPS-75雷达

2）AN/MPQ-53雷达诱饵

爱国者PAC-2的相控阵雷达AN/MPQ-53系统也配有反辐射诱饵，工作原理如下：3个诱饵站成三角形布置在主雷达附近，每个诱饵保护空域为120°。每个诱饵发射和主雷达一样的波束，三个波束和主雷达波束在空间中合成，从而改变主雷达的波束能量中心，并诱骗反辐射导弹进入这个中心，而不是主雷达或者诱饵，但为了给主雷达一个良好的工作环境，一般是在发现来袭导弹之后诱饵才开始工作。

3）КРТЭ125-2М射频诱饵系统

俄罗斯-白俄罗斯联合防御系统公司公开了研制的КРТЭ125-2М射频诱饵系统。该系统用于保护С-125-2МПечора2М（SA-3果阿）面空导弹系统（С-125的改进型）免受反辐射导弹的攻击。不过，该公司准备用这种诱饵系统保护俄罗斯的所有基于雷达的面空导弹系统。КРТЭ125-2М诱饵系统专门用来对付美国的AGM-88哈姆高速反辐射导弹，使它们无法自动寻的面空导弹系统УНВ-2М火控雷达。有消息称，КРТЭ125-2М诱饵系统成功对付两枚反辐射导弹攻击的概率大于0.8，对付一枚反辐射导弹攻击的概率大于0.9。

3 反辐射导弹导引头面临的复杂电磁环境分级方法

本文提出的环境分级方法重点考虑反辐射导弹导引头作战环境中的目标环境和干扰环境两部分，分级依据主要是作战信号环境本身的复杂度以及对被动雷达导引头性能的影响程度，从时域、频域、能量域等维度建立反辐射导弹面临复杂电磁环境的分级方法。通过梳理总结被动雷达制导系统在抗干扰试验中面临的目标和干扰影响因素，如雷达低截获、雷达组网、诱饵数量、诱饵类型（相参、非相参）、诱饵工作方式（是否闪烁）、干信比等，不同影响因素对被动雷达制导系统的影响不同，根据之前积累的试验数据和先验信息对各干扰影响因素的影响程度大小进行分级。

3.1 分级原则

确定的环境分级原则应该包括合理性、可操作性和代表性。

1）合理性

被动雷达制导复杂电磁环境的分级要具有合理性，在对环境分级时要反映各构成要素自身的特性，针对某一特定干扰的不同等级要依据复杂程度进行分级。复杂电磁环境的分级方法可以通过数学仿真或外场试验验证等手段进行检验。

2）可操作性

被动雷达制导复杂电磁环境的分级要具有可操作性。也就是在表述复杂电磁环境的某一类或某一类的某一级时具有可操作的指标，这些量化指标能够直接通过计算、设置或仪器测量的手段得到，可以在被动雷达制导系统设计鉴定试验或军事演练中设置相应的复杂电磁环境模拟等级，考核或检验被动雷达制导系统的适应能力。

3）代表性

被动雷达制导复杂电磁环境分级研究的目的是为了明确界定被动雷达制导系统的适应能力和适用范围，在某特定的复杂电磁环境下的反映被动雷达制导武器的作战效能。因此，对电磁环境的分级要具有一定的代表性。在未来作战部队实际作战过程中，能够代表一定的作战场景，并反映被动雷达制导武器对复杂电磁环境的适应能力。

形成的分级方法应简单明了，可以依据抗干扰试验中被动雷达制导系统的适应能力进行等级划分，为被动雷达制导系统抗干扰试验的研究提供典型条件。

3.2 分级因素

3.2.1 目标环境影响因素

目前雷达对抗反辐射导弹导引头的措施分为五类：雷达低截获设计、双/多基地雷达技术、雷达组网技术、雷达发射功率时间控制（开关机）技术和反辐射导弹告警技术，这些雷达固有的反辐射导弹对抗手段可以对反辐射导弹的作战效能产生很大影响，其中雷达低截获设计中还包括宽频带自适应频率捷变技术、自适应零点控制技术、雷达参数随机化等手段，可以有效降低雷达被反辐射导弹武器锁定并打击的概率。但这些影响因素属于目标雷达固有的抗反辐射导弹措施，这些对抗手段很难使用数字仿真和半实物仿真的方式实现，其对反辐射导弹武器的影响程度难以定量化描述，故这部分影响因素在环境分级中仅作为定性指标进行考虑。

3.2.2 干扰环境影响因素

综合分析在雷达诱饵的具体使用过程主要涉及对诱饵数量、布设间距、布阵形式、诱饵类型、工作方式、功率比、前沿参差、诱饵源关机等条件和参数的设置，这些条件参数均会对反辐射导弹武器的作战效能产生影响，接下来就对这些诱饵干扰影响要素逐一分析，根据其对反辐射导弹武器的干扰影响程度进行分级。

1）诱饵数量

一般来讲，单诱饵系统是不实用的，也是不安全的。两诱饵可以构成一个比较实用的诱偏系统，但仍不是最安全系统。三诱饵系统是一个比较好的安全系统，可使雷达更安全。一旦雷达脱离ARM导引头视场之后，ARM导引头就跟踪3个诱饵的能量中心。同时3个诱饵中即使有1个发生故障，剩余的2个诱饵仍然可确保在它们之间形成新的中心，从而不会使ARM击中任一个诱饵或雷达。四诱饵或更多诱饵构成的诱偏系统虽然更好，但成本较高。

经分析，诱饵数量可以作为分级量化的依据，一般来讲，诱饵数量越多，干扰等级越高，但需要满足一定的前提条件，即诱饵布阵形式要符合基本条件。

2）诱饵布设间距

在诱饵诱偏系统中，各点源之间的间距设置是非常重要的。如果点源间距设置偏大，导引头的跟踪出现随遇平衡状态时会分辨出雷达和诱饵，并选择其中的一个作为目标进行跟踪和攻击，从而威胁到系统安全。当点源间距设置偏小时，反辐射导弹在到达其随遇平衡状态后跟踪某一个目标，有可能会命中目标，或虽然不命中目标但导弹落点在其杀伤半径内，也会对雷达和诱饵系统造成破坏。所以，设置诱饵布阵间距应遵循以下原则：

（1）保证雷达和诱饵共同处于选通角内，即要使反辐射导弹在失控前必定受到雷达和诱饵的共同影响；

（2）适当选择间距，使反辐射导弹虽然能在失控前分辨雷达和诱饵，但由于惯性，在时间上来不及转向命中目标，同时考虑反辐射导弹的杀伤半径和命中误差，从而得到一个既能有效诱偏又能保护雷达和诱饵安全的最佳间距。诱饵间距在很大程度上取决于反辐射导弹PPS天线的波束宽度、导弹速度和最大机动过载系数，典型的间距设置范围一般在300m～1000m之间，诱饵源与目标源间距一般在300m～700m之间。

经分析，诱饵布设间距仅仅是诱饵干扰有效的必要前提，与干扰效果不存在线性的正负相关关系，不适合作为分级量化的依据。

3）诱饵布阵形式

诱饵布阵形式有很多，典型诱饵布阵可分为3个、4个和6个诱饵源布阵，布阵基本原则是诱饵方向图在空域上覆盖目标扫描方向，诱饵方向图在空域上覆盖目标扫描方向，诱饵确保在被试导引头角度搜索范围内。

经分析，诱饵布设间距仅仅是诱饵干扰有效的必要前提，与干扰效果不存在线性的正负相关关系，不适合作为分级量化的依据。

4）诱饵类型

诱饵类型包括相参、非相参、随机调相三类，非相参干扰只能将导引头诱偏至诱饵干扰布阵内部，相参干扰则可以将导引头诱偏至布阵之外的位置。

经分析，在战术使用合理的前提下，相参类型诱饵在对反辐射导弹的干扰效果上更具优势，可作为分级的要素。

5）诱饵源与目标源功率比

诱饵源与目标源满足一定的功率比是影响干扰效果的重要因素和先决条件，一般情况下，诱饵辐射功率要低于雷达主瓣功率，与雷达副瓣功率相似效果最佳。

经分析，诱饵与目标源功率比仅仅是诱饵干扰有效的必要前提，与干扰效果不存在线性的正负相关关系，不适合作为分级量化的依据。

6）诱饵源工作方式

诱饵源在工作方式上可设置为周期性闪烁，能对反辐射导引头造成一定的干扰效果，闪烁周期可根据具体试验场景设置，一般可设置在0.1s～2s时间内。

经分析，在诱饵源在设置周期性的闪烁时，干扰效果会增强，故可作为环境分级的要素。

7）诱饵源信号参差

诱饵源前沿超前目标源前沿、后沿滞后目标源后沿，能对反辐射导引头造成一定的干扰效果，超前和滞后的时间范围在能力允许条件下越小越好，至少是几μs级，目前主流的诱饵已经可以做到ns级。

经分析，在诱饵源在设置前后沿信号参差时，干扰效果会增强，故可作为环境分级的要素。

8）诱饵信号样式

一般而言，诱饵信号脉宽和重周须与被保护雷达脉宽相同，诱饵信号样式与雷达信号越相似越好，这是干扰有效的基本前提。

经分析，诱饵信号样式仅仅是诱饵干扰有效的必要前提，与干扰效果不存在线性的正负相关关系，不适合作为分级量化的依据。

3.3 分级方法

经过对目标和干扰环境影响因素的详细分析，综合考虑反辐射导弹导引头抗干扰试验的先验知识，形成以下反辐射导弹导引头面临复杂电磁环境的分级方法。

表1 反辐射导弹导引头复杂电磁环境分级

4 结语

复杂电磁环境的分级研究是反辐射导弹复杂电磁环境适应性试验与评估工作首先需要解决的基础问题。本文研究了目标和干扰环境对反辐射导弹雷达导引头作战效能的影响，梳理了影响因素，按影响程度给出了环境分级的方法，为反辐射导弹武器抗干扰性能的准确评估提供输入条件，从而为反辐射导弹武器的指标论证、设计攻关和试验鉴定提供参考。