一种有源无源复合干扰方法研究*

李文俊 刘承禹 魏建功 吴 皓 祝 强

（1.中国船舶重工集团有限公司第七一〇研究所 宜昌 443003）（2.中国人民解放军96901部队 北京 100094）

1 引言

利用箔条干扰雷达末制导反舰导弹是舰船无源干扰作战的重要组成部分。通过适时的发射箔条干扰火箭弹，进行干扰物的布放，形成迷惑、冲淡、转移、质心、遮蔽等多种干扰态势，能够有效地干扰雷达侦察设备和雷达导引头的搜索和跟踪系统［1］。随着现代电子战的日趋复杂和高新技术的不断发展，特别是全相参、多模复合、窄脉宽、双极化等制导技术的快速发展，精确目标识别能力越来越强，传统的冲淡、质心干扰已经不能满足现代战场的作战需要［2］。

由于脉冲压缩、全相参等新技术的运用，新体制下的导引头不仅分辨力得到了大幅提高，跟踪距离分辨力可以达到10m量级［3］。而且可以获得频域（多普勒频移）上的目标特性。质心干扰时，箔条位置和舰船位置在末制导雷达视线上的距离差必须小于约30m，这样才能在距离维度上真正形成“质心干扰”。而常规反舰导弹的毁伤半径约为60m，单纯的质心干扰已经起不到保护舰船的目的。单一的箔条遮蔽，导引头会跟踪箔条幕的能量中心，且突防箔条幕后，导引头会重新跟踪目标舰船［4］。单一的有源干扰对抗新体制下的导引头效果也达不到预期。为了有效对抗新体制下的雷达末制导导引头，需要充分发挥各个干扰方法的优点和特点，并根据导引头的工作原理和流程，将其进行针对性的有机组合，从而达到有效干扰，保护舰船的目的。

2 有源无源复合干扰机理

当敌方导弹末制导系统开机跟踪目标舰船后，在导弹来袭方位发射若干枚箔条干扰弹，在舰船外围形成一层箔条幕，利用箔条对电磁波的吸收、散射和反射效应，使导引头发射的电磁波不能有效到达目标舰船，进而不能获取有效的目标舰船反射回波，导引头不能捕获和跟踪箔条幕另一侧的目标舰船。由于导引头失去跟踪目标，会重新进入扫描搜索阶段，在适当时机发射有源诱饵干扰弹到远离目标舰船的空域，辐射出与目标舰船正常雷达回波信息相似的信息，对导引头进行欺骗式干扰，诱骗导引头对其进行捕获跟踪。由于有源诱饵弹一般采用伞降方式布放，且需要满足60s～90s的滞空时间，布放高度一般为200m～300m，为了避免导引头在低于有源诱饵高度和穿过箔条幕后，由于失去目标而重新进入搜索阶段，进而捕获目标舰船，还需在有源诱饵弹布放的方位，对导引头进行箔条质心干扰，箔条云应尽量贴近海平面布放，使箔条云和有源诱饵处于导引头的同一距离分辨单元内，箔条云与有源诱饵的干信比大于2［5］，使导引头转而跟踪有源诱饵和箔条云共同形成的等效能量中心。由于干扰物的目标特征更强，导引头跟踪的“质心点”将偏向于干扰物，随着导引头飞近目标，目标处的导引头跟踪视场（波束）宽度越来越窄［6］，处于跟踪视场边缘能力较小的目标将逐渐偏出跟踪视场，最后跟踪视场内只剩下能量较大的目标，直到导引头击中该目标。

3 有源无源复合干扰决策研究

箔条遮蔽是利用了箔条对电磁波的吸收，散射和反射作用，使导引头发射的雷达电磁波和目标舰船辐射的电磁回波大幅衰减，目标舰船不能被导引头搜索和跟踪。为了满足遮蔽效应，箔条幕对雷达电磁波的衰减作用必须足够大，一般需要大于10dB，这就需要箔条丝密度和箔条幕厚度满足一定条件。现役箔条干扰弹干扰物装填一般采用长短不一，粗细不一箔条丝混装模式。在6级海况的无雨天气下，单发箔条弹在起爆7s内，能够在预定空域形成初始直径约30m，长度300m的圆柱状箔条云［7］。箔条云密度大于500根/m3。根据雷达作用的衰减公式：

式中，D0表示无箔条云遮挡时雷达的作用距离，D表示有箔条云遮挡时雷达的作用距离，λ表示雷达波波长，ρ表示箔条云的密度，x表示箔条云的厚度。现役体制下的反舰导弹雷达末制导系统为了保证跟踪精度和空间分辨力，大多工作在Ku频段（7GHz～18GHz）和Ka频段（30GHz～40GHz），将边界值代入公式（1）计算可知，现役箔条弹所形成的箔条幕满足“箔条遮蔽”所要求的衰减要求。

考虑到实际舰船的物理尺寸、航速、风向和风速，单发箔条弹在起爆初期所形成的箔条云面积很难保证在导引头跟踪阶段完全遮蔽目标舰船。因此需要发射多枚箔条干扰弹，兼顾舰首、舰中和舰尾。发射数量根据目标舰船尺寸的大小不等。除此之外，还需在舰船航行的方向上进行箔条幕的布放，发射数量约为2～5枚，以保证舰船航行过程中的安全。当风速大于10m/s时，需要对箔条幕进行补充布放，使箔条遮蔽态势能够保持。箔条幕应布放于上风侧，且尽量贴近海平面，目标舰船向利于与箔条幕混合遮蔽的方向机动。

雷达导引头距离分辨力σ与脉冲宽度r的关系如下：

式中，c表示光在真空中的传播速度。一般反舰导弹导引头搜索波门为8μs，则搜索波门宽度为1200m，搜索分辨力约为600m。跟踪波门为3.5μs，则跟踪距离波门宽度约为525m，跟踪分辨力约为262m，导弹发射前发射平台给导引头装定距离搜索范围，反舰导弹距目标30km导引头开机，方位上小角度扇扫，距离上优先选择较近目标。一般导引头波束角为 5°～9°，搜索范围±45°［8］。箔条质心干扰时，箔条云的布放位置与有源诱饵之间的距离不大于263m，使箔条云与有源诱饵同处在导引头相同的距离跟踪分辨单元内，导引头不能区分干扰物和目标，转而跟踪箔条云和有源诱饵之间形成的能量“质心”，箔条云的目标特性强于有源诱饵，且箔条云的位置贴近海面，“质心”较有源诱饵更贴近海面［9］，导引头追踪至质心时，由于高度已贴近海面，视场被大大压缩，不能再发现目标舰船［10］，直至坠海。执行箔条质心干扰时，发射数量约为2枚～4枚，发射方位与有源诱饵弹同向［11～12］。

4 仿真分析

4.1 场景设计

作战仿真分析基于信号级雷达对抗仿真平台。仿真平台通过参数配置，可以实时模拟无源光电对抗的动态全过程。整个对抗环境布局如图所示。目标尺寸设定为200m×80m的固定靶，无源干扰发射平台与目标中心成北偏西16°夹角，距离目标中心500m。导弹来袭真方位为344°和90°，末端突防速度为3马赫，弹道模型采用理论弹道数据。共进行3次模拟对抗仿真。

4.2 试验仿真

第一次试验：导弹来袭真方位为344°，风向为65°、风速为2.3m/s。在弹幕距为100km时，发射一枚有源诱饵弹对导引头实施有源诱骗。在弹目距为80km时，发射30枚箔条弹实施箔条遮蔽干扰，每隔4s发射一次，共发射6次。在弹幕距为40km时，发射8枚箔条弹实施质心干扰。

第二次试验：导弹来袭真方位为344°，风向为50°、风速为3.5m/s。在弹幕距为100km时，发射一枚有源诱饵弹对导引头实施有源诱骗。在弹目距为80km时，发射30枚箔条弹实施箔条遮蔽干扰，每隔4s发射一次，共发射6次。在弹幕距为40km时，发射8枚箔条弹实施质心干扰。

第一次试验和第二次试验干扰态势图如图1所示。第一次试验导弹轨迹图如图2所示。第二次试验导弹轨迹图如图3所示。

图1 第一、二次试验干扰态势图

图2 第一次试验导弹轨迹图

图3 第二次试验导弹轨迹图

第三次试验：导弹来袭真方位为90°，风向为189°、风速为4.9m/s。在弹幕距为100km时，发射一枚有源诱饵弹对导引头实施有源诱骗。在弹目距为80km时，发射30枚箔条弹实施箔条遮蔽干扰，每隔4秒发射一次，共发射6次。在弹幕距为40km时，发射8枚箔条弹实施质心干扰。干扰态势图如图4所示。导弹轨迹图如图5所示。

图4 第一、二次试验干扰态势图

图5 第三次试验导弹轨迹图

4.3 试验分析

第一次和第二次试验分析：执行箔条遮蔽时，箔条幕的布放范围为117°～177°，布放距离为340m，从方位上完全遮蔽目标，且箔条幕布放位置距离目标较近，目标与箔条幕充分混合，导弹在俯冲攻击时，失去目标转入重新搜索阶段，导引头在一定时间内不能捕获真实目标，会转而锁定跟踪有源诱饵和用于质心干扰箔条云之间的能量质心，直至脱靶。有源诱饵布放方位为245°，布放距离700m，保证有源诱饵不被箔条遮蔽。

第三次试验分析：执行箔条遮蔽时，箔条幕的布放范围为137°～207°，布放距离为180m，未能从方位上完全遮蔽目标，且箔条幕布放位置距离目标较远，导致导弹俯冲攻击时目标部分暴露于导引头跟踪波束中，导引头锁定目标，有源诱饵和质心干扰效果大大降低。有源诱饵布放方位为115°，布放距离700m，保证有源诱饵不被箔条遮蔽。

5 结语

本文根据有源干扰和无源干扰的技术特点，针对新体制下导引头的末制导过程提出了一种基于无源发射平台的对抗方法。利用仿真平台对有源诱饵、箔条遮蔽和箔条质心组合对抗来袭反舰导弹的全过程进行了动态仿真。仿真数据表明，箔条遮蔽是干扰成功与否的关键，导引头在失去目标后，才有可能去跟踪诱饵假目标。箔条质心是为了降低导引头突防后再次发现目标的概率。仿真分析中给出了不同干扰手段实施的时机和布放位置的建议，可为现代海战和靶场建设中对抗战术的使用提供重要技术支持。