夏清濤,毛超,劉忠
(海軍工程大學(xué)電子工程學(xué)院,湖北武漢 43003)
現(xiàn)代高技術(shù)戰(zhàn)爭中,電子戰(zhàn)將成為未來戰(zhàn)爭的主戰(zhàn)場之一,它將先于戰(zhàn)爭開始并貫穿于整個戰(zhàn)爭的始終,電子戰(zhàn)的成敗對整個戰(zhàn)爭的勝負(fù)起關(guān)鍵性作用。
遠(yuǎn)程迷惑干擾作為一種采用遠(yuǎn)程干擾彈布設(shè)的新型無源干擾作戰(zhàn)樣式,主要作戰(zhàn)對象為敵搜索和目標(biāo)指示雷達(dá),通常在敵偵察平臺主動雷達(dá)開機(jī)前布設(shè)完成。與沖淡式干擾和質(zhì)心干擾相比,作戰(zhàn)對象平臺主動雷達(dá)功能更加強(qiáng)大,因此有必要對相關(guān)理論與作戰(zhàn)應(yīng)用基本原則進(jìn)行深入研究。
迷惑干擾是在敵方主動雷達(dá)開機(jī)前,通過發(fā)射迷惑干擾彈形成雷達(dá)假目標(biāo),改變雷達(dá)顯示圖樣,對我編隊目標(biāo)進(jìn)行防御支援和掩護(hù),吸引敵對假目標(biāo)的注意力,降低其主動雷達(dá)對真目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)概率、戰(zhàn)術(shù)選擇概率,提高我方目標(biāo)生存力和攻擊效率的一種電子對抗手段[1]。
與沖淡干擾和質(zhì)心干擾相比,迷惑干擾具有干擾引導(dǎo)相對簡單、攻防兼?zhèn)涞纫幌盗刑攸c(diǎn)。
圖1 迷惑式干擾示意圖Fig.1Long-distance confusion jamming
迷惑式假目標(biāo)的存在給敵取得相關(guān)艦艇真實(shí)位置和編隊組成信息增加了難度,其布設(shè)距離與坐標(biāo)應(yīng)符合艦艇編隊的典型隊形[2]。要使迷惑式干擾有效,首先要使所布放的假目標(biāo)與艦船之間或者假目標(biāo)與假目標(biāo)之間處于雷達(dá)的不同分辨單元內(nèi),使得雷達(dá)能區(qū)分艦船與箔條云或不同位置的假目標(biāo)是2個不同的目標(biāo),要求假目標(biāo)與艦船或者假目標(biāo)之間的距離波門相同時處在不同的波束內(nèi),在同一波束內(nèi)則要處于不同的距離波門中。
為使迷惑式干擾有效,發(fā)射距離應(yīng)該大于機(jī)載雷達(dá)的距離分辨力并滿足機(jī)載雷達(dá)的角度分辨力要求,以便雷達(dá)顯示器上顯示為不同于艦艇的目標(biāo)。
1)距離分辨力要求
距離分辨力[3]是指同一方向上2個大小相等點(diǎn)目標(biāo)之間的最小可區(qū)分距離。對于復(fù)雜的脈沖壓縮信號,決定距離分辨力的是雷達(dá)信號的有效帶寬B,有效帶寬越寬,距離分辨力越好。距離分辨力Δrc可表示為
2)角度分辨力要求
角度分辨力指存在多目標(biāo)的情況下,雷達(dá)能在角度上把它們分辨開的能力,通常用雷達(dá)在可分辨條件下同距離的2個目標(biāo)間的最小角坐標(biāo)之差表示。通常有2種方式定義分辨力,一種是以天線方向性函數(shù)F(θ)的半功率寬度來定義;另一種是以F(θ)的2/π強(qiáng)度處的寬度來定義的,也稱瑞利分辨力。
若線陣天線長度為L,均勻加權(quán)。在遠(yuǎn)場條件下,發(fā)射和接受均認(rèn)為是平面波。工作波長為λ,來自偏離視軸(垂直于陣面)方向的信號在天線端口處的相位是位置的函數(shù)。收、發(fā)雙程時,可證明其半功率點(diǎn)分辨力為
以F-16攻擊機(jī)機(jī)載火控雷達(dá)AN/APG-66的參數(shù)為例,其脈沖寬度τ為0.286~8 μs,由式(1)可知其距離分辨力為42.9~1 200 m;其工作波長λ≈0.03 m,線陣天線長度L=0.74 m,則由式(2)可得,F(xiàn)-16攻擊機(jī)機(jī)載火控雷達(dá)AN/APG-66的單程半功率波束寬度為若敵攻擊機(jī)對距其R=140 km的位置進(jìn)行搜索時,此時機(jī)載雷達(dá)的橫向分辨力
因此,為滿足F-16攻擊機(jī)機(jī)載雷達(dá)距離分辨力、角度分辨力的要求,則箔條假目標(biāo)相對于攻擊機(jī)來襲方向至少要被發(fā)射到距離艦艇4 998 m遠(yuǎn)的地方。
1)箔條云發(fā)射數(shù)量
對于主動搜索雷達(dá)而言,要求箔條云假目標(biāo)的雷達(dá)反射能量應(yīng)大于主動搜索雷達(dá)的捕獲門限。同時迷惑式干擾主要作戰(zhàn)對象是平臺主動搜索雷達(dá),其目標(biāo)識別功能相對末制導(dǎo)雷達(dá)功能更先進(jìn),因此箔條云假目標(biāo)的雷達(dá)反射信號能在一定程度上與水面艦艇的雷達(dá)反射信號相似。
2)假目標(biāo)布設(shè)數(shù)量
假目標(biāo)布設(shè)數(shù)量可根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)不同而確定具體的布設(shè)數(shù)量。單艦迷惑式干擾所需形成真假目標(biāo)布設(shè)數(shù)量總和應(yīng)與我典型戰(zhàn)斗艦艇編隊艦艇數(shù)量保持一致。編隊迷惑式干擾所需形成假目標(biāo)應(yīng)與編隊自身艦艇編隊數(shù)量保持一致,此時假目標(biāo)布設(shè)方位應(yīng)在敵偵察平臺與我艦艇編隊之間,并且能與編隊之間拉開安全距離?;趹?zhàn)術(shù)意圖的迷惑式干擾則應(yīng)根據(jù)戰(zhàn)術(shù)安排實(shí)時機(jī)動布設(shè)假目標(biāo)。
戰(zhàn)斗艦艇編隊隊形是根據(jù)具體軍事任務(wù)而確定的兵力組成,基本隊形有單橫(縱)隊、楔形隊、反楔形隊和梯形隊[4],如圖2所示。其中,單橫隊、楔形隊、反楔形隊是同一結(jié)構(gòu)形式的編隊,當(dāng)a<90°時為楔形隊,a=90°時為單橫隊,a>90°時為反楔形隊;單縱隊、梯形隊是同一結(jié)構(gòu)形式的編隊,a= 180°時梯形隊變?yōu)閱慰v隊。
圖2 戰(zhàn)斗艦艇編隊基本隊形Fig.2Fighting-ship basic formation
由戰(zhàn)斗艦艇編隊隊形分析可以看出,迷惑式干擾布陣可采用多種隊形進(jìn)行布設(shè),布設(shè)隊形差異直接決定了布設(shè)方位參數(shù)設(shè)置。目前水面艦艇大多采用身管武器作為無源干擾器的武器發(fā)射平臺,由于身管武器轉(zhuǎn)動方位角范圍限制,對于不同迷惑式干擾隊形布設(shè)方位要求存在一定差異。單縱隊(梯形隊)迷惑式干擾假目標(biāo)布設(shè)方位要求:多假目標(biāo)位于艦艇機(jī)動方向上,同時假目標(biāo)之間縱向距離應(yīng)與典型編隊艦艇間距相似,根據(jù)海上風(fēng)向與水面艦艇機(jī)動航向之間差異,形成單縱隊或梯形隊迷惑式干擾態(tài)勢;單橫隊迷惑式干擾假目標(biāo)布設(shè)方位要求:多目標(biāo)位于艦艇單側(cè)或兩側(cè),同時假目標(biāo)之間橫向距離應(yīng)與典型編隊艦艇間距相似,根據(jù)海上風(fēng)向與水面艦艇機(jī)動航向之間差異,形成單橫隊(楔形隊、反楔形隊)迷惑式干擾態(tài)勢。
迷惑式干擾假目標(biāo)須在敵方主動雷達(dá)開機(jī)前形成[5-6],因此,實(shí)施迷惑式干擾不可能用偵察告警設(shè)備來引導(dǎo),因為當(dāng)偵察設(shè)備發(fā)現(xiàn)敵主動雷達(dá)信號時,敵主動雷達(dá)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)了,已經(jīng)錯過了迷惑實(shí)施時機(jī)。另外,由于艦艇與迷惑假目標(biāo)之間存在著相對運(yùn)動,所以怎樣把迷惑假目標(biāo)在主動雷達(dá)開機(jī)前發(fā)射出去,并使之始終處于有效位置,這是戰(zhàn)術(shù)上需要解決的一個問題。通常掌握實(shí)施時機(jī),引導(dǎo)干擾的實(shí)施,在戰(zhàn)術(shù)上可以有如下方法:
1)利用敵攻擊前的各種征兆來引導(dǎo)迷惑式干擾。敵攻擊機(jī)攻擊前都有一定的征兆,如飛機(jī)向我迫近,并穩(wěn)定戰(zhàn)斗航向,可以利用這些征兆來引導(dǎo)發(fā)射迷惑式干擾。
2)用本艦或編隊中的艦載觀察設(shè)備發(fā)現(xiàn)來襲飛機(jī)到達(dá)攻擊距離之前引導(dǎo)迷惑式干擾。
3)在敵雷達(dá)已開機(jī)發(fā)現(xiàn)我真實(shí)目標(biāo)情況下,通過有源干擾破壞其搜索狀態(tài),迫使敵雷達(dá)重新搜索,并同時發(fā)射誘餌干擾彈形成迷惑式干擾樣式造成真假目標(biāo)同時存在,延誤敵識別真實(shí)目標(biāo)時間。
4)當(dāng)指揮員得到上級的引導(dǎo)以及戰(zhàn)術(shù)配合上的需要,認(rèn)為有必要布放迷惑式干擾誘餌時,也可發(fā)射迷惑式干擾。
根據(jù)迷惑干擾的基本原理,對迷惑式干擾的布設(shè)方法進(jìn)行了分析,根據(jù)作戰(zhàn)對象雷達(dá)的性能差異、編隊隊形要求等原則,建立了布設(shè)距離方位模型。根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)不同,定性分析了迷惑式干擾作戰(zhàn)使用時機(jī)。對指導(dǎo)艦艇遠(yuǎn)程無源干擾決策模型建立及效能評估仿真工作的開展具有較強(qiáng)現(xiàn)實(shí)意義,對后續(xù)新裝備研制及相關(guān)研究的開展亦具有一定的借鑒意義。
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