摘 要:機載拖曳式雷達(dá)有源誘餌是一種在實戰(zhàn)中得到檢驗，可有效對付防空導(dǎo)彈的電子戰(zhàn)裝備。針對如何進(jìn)一步提高拖曳式誘餌作戰(zhàn)效能的問題，在分析拖曳式誘餌干擾機理的基礎(chǔ)上，建立誘餌作戰(zhàn)效能評估模型，對不同誘餌戰(zhàn)術(shù)參數(shù)下拖曳式誘餌的干擾效能進(jìn)行仿真分析，提出使用拖曳式誘餌的戰(zhàn)術(shù)措施，有助于在實戰(zhàn)中選取合適的誘餌戰(zhàn)術(shù)參數(shù)。

關(guān)鍵詞:機載拖曳式雷達(dá)有源誘餌;兩點源干擾;三角態(tài)勢;脫靶距離;戰(zhàn)術(shù)措施

中圖分類號:TN972 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)03-010-03

Combat Effectiveness Study for Airborne Towed Radar Active Decoy

FAN Wentong，WANG Xing，YE Guangqiang

(The Engineering Institute，Air Force Engineering University，Xi′an，710038，China)

Abstract:The airborne towed radar active decoy has been proved to be an effective electromagnetic weapon that can eliminate threats from ground-based air defense radar.In order to improve the combat effectiveness of towed radar active decoy，on the basis of the principle of towed decoy，the evaluating model of jamming performance is established.The jamming performance of towed decoy is simulated and analyzed with different tactic parameters，and the suited tactic schemes of towed decoy is proposed，which is used to select appropriate parameters of decoy in practice.

Keywords:airborne towed radar active decoy;dual sources interference;trigonal state;miss distance of interception missile;tactic schemes

在現(xiàn)代電子對抗戰(zhàn)中，拖曳式雷達(dá)有源誘餌(Towed Radar Active Decoy，TRAD)作為一種新型的自衛(wèi)式干擾方式，主要用于保護機載平臺[1]。通常由載機通過拖曳線將誘餌拖曳著一起飛行，誘餌能夠準(zhǔn)確地模擬載機的飛行特性和雷達(dá)反射特性，使雷達(dá)跟蹤系統(tǒng)無法通過運動特性區(qū)分載機和誘餌，形成對雷達(dá)導(dǎo)引頭的有效干擾，提高載機在作戰(zhàn)時的存活率。文中通過誘餌參數(shù)對誘餌作戰(zhàn)效能的仿真分析，指出了誘餌使用的戰(zhàn)術(shù)措施，提高了誘餌的作戰(zhàn)效能。

1 機載拖曳式雷達(dá)有源誘餌的干擾機理

機載拖曳式雷達(dá)有源誘餌一般由載機內(nèi)發(fā)射、控制、電源系統(tǒng)和發(fā)射后拖曳線拖在載機后面的飛行器即誘餌組成[2]。當(dāng)載機上雷達(dá)告警器和導(dǎo)彈逼近告警器發(fā)出導(dǎo)彈攻擊告警時，釋放拖曳式誘餌。拖曳式誘餌通過電纜或者光纜與載機相連接，由載機拖曳飛行，并提供電源控制誘餌的工作。誘餌將干擾信號經(jīng)末級功放放大后經(jīng)發(fā)射天線輻射出去，這樣雷達(dá)就會收到兩個回波信號，一個是目標(biāo)的回波信號，另一個是誘餌發(fā)射的強信號，一般誘餌的有效雷達(dá)反射面積是載機雷達(dá)反射面積的1~10倍[3]?？臻g兩點源對雷達(dá)跟蹤系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾有兩種情況，一是在雷達(dá)波束寬度之內(nèi)存在兩個在高頻相位上是無關(guān)的點源，使雷達(dá)跟蹤在兩點源的能量中心上，跟蹤點通常在兩點源的連線之間，稱為兩點源干擾，即質(zhì)心干擾;二是在雷達(dá)波束寬度之內(nèi)存在兩個在高頻相位上相關(guān)的點源，它將產(chǎn)生合力場[4]，在合力場的作用下，使雷達(dá)跟蹤到兩點源之外的某一點上，從而達(dá)到最佳的誘騙效果。

在誘餌釋放之前，雷達(dá)接收到的只有載機的回波信號，雷達(dá)跟蹤載機。由于TRAD與載機同步運動，雷達(dá)的速度跟蹤系統(tǒng)可以不予考慮。為了對雷達(dá)實施有效的欺騙干擾，在誘餌使用過程中，在角度上應(yīng)保證載機、誘餌、雷達(dá)三者構(gòu)成“三角態(tài)勢”，即載機和誘餌對雷達(dá)形成的張角始終小于雷達(dá)的角分辨率(雷達(dá)的主波束寬度)，如圖1所示。設(shè)β為雷達(dá)天線的波束寬度，α為導(dǎo)彈和載機的連線與導(dǎo)彈和誘餌的連線的夾角，則“三角態(tài)勢”要滿足的條件為α≤β/2。在距離上應(yīng)保證載機和誘餌對雷達(dá)形成的距離差小于雷達(dá)的距離分辨率，使得雷達(dá)無法從角度和距離上對載機和誘餌進(jìn)行分辨，將載機和誘餌作為一個目標(biāo)來跟蹤，并對目標(biāo)產(chǎn)生測角偏差[5，6]。

圖1 誘餌釋放后載機、雷達(dá)與誘餌的位置關(guān)系圖

2 機載拖曳式有源雷達(dá)誘餌的干擾效能評估與分析

2.1 誘餌作戰(zhàn)效能評估模型

機載拖曳式有源雷達(dá)誘餌對雷達(dá)干擾的目的在于使攔截導(dǎo)彈的脫靶距離大于零。拖曳式誘餌對雷達(dá)的干擾效果主要取決于誘餌的技戰(zhàn)術(shù)參數(shù)，包括:誘餌的功率放大倍數(shù)k、拖曳線纜的長度L、誘餌釋放的時機R(用誘餌釋放時的彈目距離來衡量)。

拖曳式有源雷達(dá)誘餌的等效干擾功率[2]為:

Prds= kPtGtσ4πcos2α1R-LR2cos θ2

(1)

式中:Pt為雷達(dá)的脈沖功率;Gt為雷達(dá)收發(fā)天線的增益;σ為載機的雷達(dá)散射面積;α為雷達(dá)到載機與雷達(dá)到誘餌連線的夾角;θ為雷達(dá)到載機與載機到誘餌連線的夾角。

設(shè)導(dǎo)彈爆炸時的質(zhì)心坐標(biāo)為(x，y，z)， 目標(biāo)機的質(zhì)心坐標(biāo)為(X，Y，Z)，則:

R′CA=(X-x)2+(Y-y)2+(Z-z)2

(2)

由于導(dǎo)彈引爆距離一般為7~15 m，故飛機外形尺寸不可忽略。

RCA=R′CA-d

(3)

式中:RCA為導(dǎo)彈脫靶距離;d為飛機尺寸規(guī)整化系數(shù):

d=33F*H*W4π

(4)

式中:F為飛機長度;H為飛機高度;W為飛機翼展。

2.2 誘餌參數(shù)對作戰(zhàn)效能影響的仿真分析

參數(shù)設(shè)置:初始時刻，以攔截導(dǎo)彈的發(fā)射點為坐標(biāo)原點，初始飛行方位角為15°，俯仰角為45°，飛行速度為1.0 km/s，最大轉(zhuǎn)向加速度為30g，雷達(dá)導(dǎo)引頭的發(fā)射功率為10 kW，收發(fā)天線的增益為25 dB，發(fā)射信號的波長為0.02 m，導(dǎo)引頭的波束寬度為6°，比例導(dǎo)航系數(shù)為4，導(dǎo)引頭的跟蹤下限為150 m，系統(tǒng)的總損耗為7 dB，目標(biāo)的初始位置為(11 000，0，6 000)，飛行速度為280 m/s，飛行方位角為180°，俯仰角為0°，誘餌收發(fā)天線的增益為0 dB，拖曳線纜的長度為100 m，誘餌釋放時的彈目距離為9 km，誘餌的功率放大倍數(shù)為40 dB，距離波門的寬度取10個距離分辨單元。

2.2.1 誘餌功率放大倍數(shù)k對作戰(zhàn)效能的影響

由于雷達(dá)導(dǎo)引頭跟蹤回波的能量中心，當(dāng)誘餌的功率放大倍數(shù)k增大時，載機與誘餌的回波信號在距離波門內(nèi)的強度比p減小;當(dāng)k足夠大時，在距離波門內(nèi)誘餌的回波能量遠(yuǎn)大于載機的回波能量，雷達(dá)導(dǎo)引頭測得的偏差角偏向誘餌[7，8]，當(dāng)放大功率達(dá)到最大功率PJmax時，強度比p與k無關(guān)，此時攔截導(dǎo)彈的脫靶距離保持恒定，等于拖曳線纜的長度。因而只要選擇一個合適的誘餌功率放大倍數(shù)即可達(dá)到誘騙攔截導(dǎo)彈的目的。

由圖2可以看出，當(dāng)誘餌的功率放大倍數(shù)大于35 dB時，誘餌可以有效誘騙雷達(dá)導(dǎo)引頭。

圖2 誘餌的功率放大倍數(shù)與攔截導(dǎo)彈的

脫靶距離的關(guān)系圖

2.2.2 拖曳線纜的長度L對作戰(zhàn)效能的影響

TRAD與其他拖曳式誘餌的不同之處在于它由一根長度固定的拖曳線與載機相連。拖曳線長度L的選取首先確保誘餌到載機的距離足夠遠(yuǎn)，當(dāng)導(dǎo)彈在誘餌和載機之間爆炸時，不傷及載機，一般選取范圍為L>2D(D由具體型號導(dǎo)彈的有效殺傷半徑?jīng)Q定)，同時雷達(dá)的角跟蹤系統(tǒng)對誘餌相對于載機的最大橫向距離和最大縱向距離提出了限制，一旦超過了這個界限，雷達(dá)將可以從方位和距離對誘餌和載機進(jìn)行識別。所以拖曳線的長度不能過長，對L的最長限制為:

橫向限制:L1小于等于100~150 m

縱向限制:L2小于等于100~250 m

(5)

由圖3可以看出，當(dāng)拖曳線的長度為0~100 m時，在距離波門內(nèi)的誘餌回波能量小于載機回波能量，因而無法將導(dǎo)引頭誘騙;當(dāng)拖曳線纜長度為110~340 m時，誘餌能夠有效誘騙雷達(dá)導(dǎo)引頭，脫靶距離約等于誘餌線纜長度L;當(dāng)拖曳線纜長度大于350 m時，誘餌無法與載機、攔截導(dǎo)彈構(gòu)成“三角態(tài)勢”，攔截導(dǎo)彈將一直跟蹤載機。

2.2.3 誘餌釋放的時機R對作戰(zhàn)效能的影響

如果誘餌的功率放大倍數(shù)k和拖曳線纜的長度L都選取合適，那么誘餌的釋放時機R就是關(guān)鍵因素。只有在誘餌釋放時，誘餌和載機同時出現(xiàn)在雷達(dá)的一個波束寬度內(nèi)，即滿足“三角態(tài)勢”。

圖3 拖曳式誘餌的線纜長度與攔擊導(dǎo)彈的

脫靶距離的關(guān)系圖

由圖4可以看出，當(dāng)誘餌在彈目距離為0~1 000 m之間釋放時，無法滿足“三角態(tài)勢”，誘餌無法誘騙雷達(dá)，而在其他時刻，誘餌都能有效誘騙雷達(dá)導(dǎo)引頭，因而誘餌釋放的時機不能太近。

圖4 誘餌釋放時機與攔截導(dǎo)彈脫靶距離的關(guān)系圖

3 機載拖曳式雷達(dá)有源誘餌的戰(zhàn)術(shù)措施使用

根據(jù)載機與攔截導(dǎo)彈初始攻擊位置的空間幾何關(guān)系，載機如何使用拖曳式雷達(dá)有源誘餌將出現(xiàn)以下三種情況[2]:

(1) 當(dāng)載機受到導(dǎo)彈的尾追攻擊時，載機應(yīng)該加速向?qū)椀墓舴较蜻\動，及時釋放拖曳式誘餌，導(dǎo)彈與載機之間到達(dá)一定距離時，載機向左或向右急轉(zhuǎn)彎，此時會出現(xiàn)以下兩種情況之一:一是導(dǎo)彈丟失載機目標(biāo);二是造成導(dǎo)彈、載機和誘餌之間的“三角態(tài)勢”，有利于誘餌把導(dǎo)彈引離載機，提高了載機的存活率。

(2) 當(dāng)載機受到導(dǎo)彈的攔擊攻擊時，載機應(yīng)立刻向?qū)椀娘w行方向作加速機動，盡快與導(dǎo)彈形成“尾追態(tài)勢”的態(tài)勢，此后使用載機受到導(dǎo)彈的尾追攻擊時的戰(zhàn)術(shù)措施即可。

(3) 當(dāng)載機受到導(dǎo)彈的迎面攻擊時，由于載機與導(dǎo)彈的距離不是很遠(yuǎn)，且兩者之間的相對速度較大，因此

載機幾乎無法作反方向的高速機動，大多數(shù)情況下只能向左或者向右急轉(zhuǎn)彎并全力加速，盡可能地構(gòu)成“三角態(tài)勢”，以便誘餌使用強干擾信號將導(dǎo)彈欺騙到誘餌身上，或者使導(dǎo)彈從載機和誘餌之間穿過。在此種情況下，由于拖曳式誘餌在使用上存在圓錐模糊區(qū)[3]，載機受到導(dǎo)彈的擊毀概率較大，應(yīng)盡量避免這種態(tài)勢的出現(xiàn)。

4 結(jié) 語

通過以上分析可以清楚看出，機載拖曳式雷達(dá)有源誘餌的系統(tǒng)設(shè)計必須和載機的戰(zhàn)術(shù)使用密切結(jié)合，比如誘餌與導(dǎo)彈和載機的相對方位、距離，釋放時機，釋放后載機作何種機動等，因此在研究拖曳式誘餌硬件技術(shù)的同時，一定要開發(fā)拖曳式誘餌的戰(zhàn)術(shù)使用軟件。其次拖曳式誘餌作為載機攜帶一種干擾資源，主要用于防御的關(guān)鍵時刻(如末端防御等)，是整體防御系統(tǒng)設(shè)計的一個環(huán)節(jié)，應(yīng)納入整體防御系統(tǒng)統(tǒng)一考慮，由計算機合理分配干擾資源，使整體防御在任何時刻都有一組最佳的防御組合[9，10]。

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