郭穎睿，任宏濱，李 靜

（空軍工程大學(xué)導(dǎo)彈學(xué)院，陜西三原 713800）

0 引言

在美國對南斯拉夫的作戰(zhàn)中，由于美國空軍轟炸機使用了拖曳式有源誘餌，導(dǎo)致南聯(lián)盟發(fā)射的10枚實際上已經(jīng)跟蹤到目標(biāo)的地空導(dǎo)彈，最終卻無法擊中目標(biāo)［1］。但是隨著雷達抗干擾技術(shù)的發(fā)展，特別是雷達導(dǎo)引頭抗角度欺騙能力的提升，使得誘餌發(fā)出的干擾信號已很難對雷達導(dǎo)引頭形成有效干擾，因此對于拖曳式有源誘餌復(fù)合干擾技術(shù)的研究就顯得尤為重要。

1 角度欺騙干擾

1.1 單脈沖測角［2］

主動雷達導(dǎo)引頭多為脈沖多普勒雷達導(dǎo)引頭，主要完成對目標(biāo)的測角、測速和測距。角度信息是產(chǎn)生控制指令的主要制導(dǎo)信息，如果能夠?qū)崿F(xiàn)對導(dǎo)引頭角跟蹤系統(tǒng)有效干擾，那么將大大提高目標(biāo)的生存概率。脈沖多普勒雷達導(dǎo)引頭往往采用單脈沖測角體制。幅度和差單脈沖測角系統(tǒng)由4個天線向空間輻射4個具有對稱分布的偏軸子波束；然后和差器對4個偏軸子波束接收的信號進行和差處理，獲得和信號和差信號，其中差信號主要用于測角；和差信號經(jīng)各自信道放大并歸一化處理后，由相位檢波器輸出誤差電壓，以完成對目標(biāo)角度的測量。

1.2 機載拖曳式誘餌

拖曳式誘餌在空中與目標(biāo)信號一起形成雙點源干擾，以達到對雷達導(dǎo)引頭角度欺騙的目的。對于機載雙點源干擾往往需要目標(biāo)與干擾平臺同處于雷達主波束內(nèi)已形成對導(dǎo)引頭角跟蹤系統(tǒng)的欺騙。雷達導(dǎo)引頭、目標(biāo)和誘餌的空間幾何關(guān)系如圖1所示。

圖1 雷達導(dǎo)引頭、目標(biāo)和誘餌的空間幾何關(guān)系

目標(biāo)T與誘餌S之間的距離為L，導(dǎo)引頭天線等信號線方向與目標(biāo)、誘餌之間的夾角分別為θ1、θ2，d為天線瞄準(zhǔn)軸偏離等信號線的距離；R為雷達導(dǎo)引頭距測量點的距離，Δθ（Δθ＝θ1－θ2）為目標(biāo)與誘餌對雷達導(dǎo)引頭的張角。

當(dāng)天線主波束內(nèi)存在目標(biāo)與誘餌兩個信號時，可以得到跟蹤天線指向角（天線瞄準(zhǔn)軸相對于兩干擾源中心線的偏離角）θ為：

式中：φ為接收到的目標(biāo)信號與誘餌信號之間的相位差；α為幅度比；通常取θ的實部為跟蹤天線指向角。由于Δθ很小，又有L＝ΔθR，sinθ＝θ，偏移距離d為：

由上式得到偏離距離與相位差及幅度比的關(guān)系如圖2所示。

圖2 偏離距離與相位差關(guān)系圖

從圖2可以看出當(dāng)誘餌發(fā)出的干擾信號與目標(biāo)回波信號相位差為180°時，干擾效果最好；當(dāng)幅度比α＜1時，天線瞄準(zhǔn)軸偏向目標(biāo)方向，當(dāng)幅度比α＞1時，天線瞄準(zhǔn)軸偏向誘餌方向。

通過以上分析，對于相干兩點源干擾而言，對干擾效果產(chǎn)生直接影響的是幅度比與相位差。由于幅度比的選擇有限，因此通過相位差的調(diào)制可以增加雙點源干擾的效果。

2 復(fù)合欺騙干擾

拖曳式誘餌能夠與載機一起形成兩點源干擾，對雷達導(dǎo)引頭形成較好的角度欺騙；另外由于拖曳式誘餌其飛行速度與目標(biāo)相同，使得雷達導(dǎo)引頭無法在速度上對其進行分離。因此在使用拖曳式誘餌形成角度欺騙干擾的同時，結(jié)合速度欺騙干擾將可能會達到較好的干擾效果。

雷達導(dǎo)引頭是靠接收目標(biāo)多普勒頻率進行速度跟蹤，在雙點源干擾中，雷達導(dǎo)引頭接收到的信號是目標(biāo)與干擾源的合成信號，要對雷達導(dǎo)引頭的速度跟蹤系統(tǒng)產(chǎn)生欺騙式干擾，就需對雷達導(dǎo)引頭接收到的信號進行頻率調(diào)制處理。對導(dǎo)引頭速度跟蹤系統(tǒng)進行欺騙干擾主要的手段是速度波門拖引技術(shù)，設(shè)計誘餌轉(zhuǎn)發(fā)信號使其多普勒頻率受速度門拖引，以達到相干相位差的變化，進而使天線瞄準(zhǔn)軸不斷變化，實現(xiàn)角度跟蹤干擾。

2.1 速度波門拖引原理［2］

由于在脈沖多普勒雷達導(dǎo)引頭速度跟蹤環(huán)路中，速度門內(nèi)強信號將壓制弱信號；另外，速度跟蹤環(huán)路具有跟蹤頻率斜升的能力，因此可以通過拖引速度波門破壞正常的速度跟蹤。速度波門拖引干擾通常分為3個階段：停拖期、拖引期和間斷期。在拖引期通過改變干擾信號的多普勒頻率，使干擾信號的多普勒頻率與回波的多普勒頻率逐漸分離。由于干擾信號大于目標(biāo)回波，將使雷達導(dǎo)引頭的速度跟蹤環(huán)路跟蹤在干擾的多普勒頻率上，造成速度信息的錯誤實現(xiàn)干擾信號的多普勒頻率與目標(biāo)回波多普勒頻率的分離。

2.2 速度拖引對角跟蹤系統(tǒng)的影響

在載機與誘餌形成的雙點源干擾中，對誘餌轉(zhuǎn)發(fā)的回波信號頻率按速度拖引信號多普勒頻率進行調(diào)制。

圖3 誘餌干擾信號形成電路

與普通拖曳式誘餌信號形成電路相比，在新的誘餌干擾信號形成電路中增加了頻移調(diào)制電路和相位調(diào)制電路，這兩個電路主要有兩個作用：一是對誘餌轉(zhuǎn)發(fā)的目標(biāo)回波信號頻率進行調(diào)制，形成速度拖引；二是對誘餌轉(zhuǎn)發(fā)的目標(biāo)回波信號初始相位進行調(diào)制。在頻率調(diào)制和相位調(diào)制的作用下，誘餌信號與目標(biāo)信號的相位差也受拖引速率調(diào)制，從而實現(xiàn)對角度跟蹤系統(tǒng)的干擾。

速度拖引干擾要在間斷期與目標(biāo)回波信號進行競爭以捕獲雷達導(dǎo)引頭的跟蹤波束，目標(biāo)信號與干擾信號的合成信號進入跟蹤波束，在停拖期由于干擾信號與目標(biāo)回波信號具有相同的多普勒頻率，在此期間干擾信號與目標(biāo)回波信號不易分離，這就意味著在停拖期內(nèi)目標(biāo)與誘餌形成的雙點源干擾信號能夠?qū)走_導(dǎo)引頭角跟蹤系統(tǒng)進行欺騙。則可得到偏離距離d為：

式中φ為接收到的兩個相干干擾源的干擾信號之間的相位差：

式中fds為拖引速率，可見相位差隨跟蹤時間的變化而變化。

下面對相位差φ進行分析。當(dāng)φ服從（0，2π）均勻分布時，偏離距離d＞100的概率為0.0938；由于在相位差為π時，偏移距離最大，當(dāng)φ服從正態(tài)分布（π，π／6）時，偏移距離與幅度比的關(guān)系如圖4所示，偏離距離d＞100的概率為0.8594。

圖4 φ服從正態(tài)分布偏離距離與相位差關(guān)系圖

通過計算可知當(dāng)φ＝π／2時，相位差φ變化比較劇烈，在這里取φ的取值服從正態(tài)分布（π／2，π／12），使得干擾信號處于停拖期時就對雷達導(dǎo)引頭形成雙點源干擾，對雷達導(dǎo)引頭角跟蹤系統(tǒng)進行欺騙。拖引期相位差φ為：

其分布情況如圖5所示；在拖引期偏離距離的變化情況如圖6所示。

圖5 相位差與拖引時間關(guān)系圖

圖6 偏離距離與拖引時間關(guān)系圖

從圖中可以看出偏離距離隨拖引時間（拖引頻率）的變化而變化。在拖引期，雷達導(dǎo)引頭跟蹤點的位置做周期性變化，導(dǎo)引頭的跟蹤方向每隔一個周期將會做一次劇烈變化，這種跟蹤方向的劇烈擺動，將會使雷達導(dǎo)引頭丟失跟蹤點而失控，因而無法有效的測定和跟蹤目標(biāo)，并且雷達導(dǎo)引頭的跟蹤點始終處于偏離目標(biāo) 誘餌連線中點且偏離誘餌的位置，將必然導(dǎo)致導(dǎo)彈脫靶量的增加，這就提高了目標(biāo)生存的可能性。

在間斷期，由于干擾信號突然消失，對于角跟蹤系統(tǒng)而言，只有目標(biāo)回波信號進入，此時天線指向角將發(fā)生較大擺動指向目標(biāo)，跟蹤擺動距離為：

通過計算得到干擾信號突然消失時偏離距離dd＝504m，由于導(dǎo)引頭跟蹤角度的突然變化，偏離距離很大，導(dǎo)彈將會因為跟蹤角度的突然變化而失去控制。

3 結(jié)束語

隨著雷達導(dǎo)引頭抗干擾技術(shù)的發(fā)展，探索新的干擾方式迫在眉睫，使得雷達導(dǎo)引頭的電子對抗形勢日益嚴(yán)峻。文中介紹了拖曳式誘餌對雷達導(dǎo)引頭測角影響的原理以及速度拖引原理。在此基礎(chǔ)上提出了一種新的干擾模式，即速度拖引誘餌干擾。大大提高了普通拖曳式誘餌對角度跟蹤系統(tǒng)的干擾效果，而且能夠?qū)崿F(xiàn)對雷達導(dǎo)引頭的速度拖引，大大提高了目標(biāo)的生存概率。

［1］陶茀毓.拖曳式干擾與防空導(dǎo)彈的制導(dǎo)體制［J］.地面防空武器，2003（1）：29－32.

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