儲潔強，黃 晨

（電子工程學院，合肥 230037）

0 引 言

機載自衛(wèi)雷達干擾系統(tǒng)是機載電子戰(zhàn)裝備的重要發(fā)展方向，幾乎所有的先進作戰(zhàn)飛機均裝有這種系統(tǒng)設備。該類干擾系統(tǒng)對各種地基雷達構成了嚴重威脅，是陸戰(zhàn)場電磁環(huán)境的主要研究對象之一。運用雷達干擾模擬器對敵方機載自衛(wèi)雷達干擾系統(tǒng)進行模擬，是構建陸軍合同戰(zhàn)術訓練電磁環(huán)境的重要環(huán)節(jié)。

已有的雷達干擾模擬器的干擾樣式包括壓制性干擾和欺騙性干擾，且工作頻段覆蓋范圍廣，能夠模擬多種類型的雷達干擾信號。但是，為了保證模擬器的高性價比和便攜性，模擬器的干擾功率通常比較小。因此，如何運用較小功率的模擬器模擬敵方機載自衛(wèi)雷達干擾系統(tǒng)的干擾效果成為亟需解決的關鍵問題。本文以機載自衛(wèi)雷達有源壓制干擾系統(tǒng)為研究對象，探討不同平臺雷達干擾模擬器的干擾效果等效模擬方法。

1 車載模擬器的等效模擬方法

目前，車載模擬器因其調度靈活、效費比高、便于更新維護等優(yōu)點被廣泛應用，是雷達干擾模擬器的主要類型。車載模擬器搭載車輛在訓練場地進行機動，其干擾功率無法實時微調，通常只能在準備實施干擾階段進行粗略的調節(jié)。對于這類模擬器，應在整個干擾時域上調整其與雷達之間的配置距離，以模擬機載自衛(wèi)雷達干擾系統(tǒng)的干擾效果。

根據功率準則，在壓制性干擾條件下，干擾效果等效的充要條件是雷達接收機輸入端的“干信比”相等。假設雷達的探測目標不變，且干擾信號帶寬覆蓋雷達接收機的帶寬，根據干擾方程推算可知，敵機載自衛(wèi)雷達干擾系統(tǒng)實施干擾時的雷達接收端干信比為：

式中：Pt、Pj、Pm分別為雷達、敵干擾系統(tǒng)、模擬器的功率，單位為 W；Δf r、Δf j、Δf m分別為雷達接收機、敵干擾系統(tǒng)、模擬器的帶寬，單位為Hz；σ為敵機的有效反射面積，單位為m2；Rj、Rm分別為雷達和敵機之間、模擬器和雷達之間的距離，單位為km；Gt、Gj、Gm分別為雷達、敵干擾系統(tǒng)、模擬器的主瓣增益；Gt（β）為雷達天線在模擬器方向上的接收增益，其中β是雷達對敵機和模擬器的張角；γj、γm分別為敵干擾系統(tǒng)和模擬器的干擾信號對雷達天線的極化損失；L t、L j、Lm分別為雷達、敵干擾系統(tǒng)、模擬器發(fā)射信號的大氣損耗。

那么，要使得模擬器與敵機載自衛(wèi)雷達干擾系統(tǒng)的干擾效果等效，必須滿足：

因此，在整個干擾過程中，模擬器與雷達之間的配置距離Rm（t）應為：

式中：Rj（t）為敵機至雷達的時間 －距離函數，單位為km；β（t）為雷達對目標和模擬器的時間 －張角函數，單位為°。

在進行模擬時，可以人為地設置模擬器的天線極化方式、帶寬，使得γm＝γj，Δf m＝Δf j，所以：

顯然，雷達天線主瓣方向會隨著時間的推移，因雷達探測目標（敵機）空間位置的改變而變化，難以精確計算雷達天線在模擬器方向上的接收增益，只能用簡化計算模型進行估算［1］。另外，敵干擾系統(tǒng)對地基雷達的干擾屬于空對地干擾，而車載模擬器的干擾屬于地對地干擾，干擾信號傳播路徑的不同導致了傳播損耗的巨大差異，需要在實際應用時利用實測數據對大氣損耗因子進行修正。這些因素對車載模擬器等效模擬敵干擾系統(tǒng)的逼真程度起到了負面的影響。

2 靜止升降平臺模擬器的等效模擬方法

靜止升降平臺模擬器是指在訓練場地某固定位置建造升降塔，將雷達干擾模擬器置于升降平臺上。運用該類模擬器進行模擬時，通過模擬器的勻速垂直機動模擬來襲敵機的運動特性；與此同時實時調整模擬器的干擾功率，來等效模擬機載自衛(wèi)雷達干擾系統(tǒng)的干擾效果。

圖1 靜止升降平臺模擬器等效模擬示意圖

建立平面直角坐標系如圖1所示，來襲敵機以速度v j向雷達所在位置O點方向做勻速運動，飛行高度為h，初始時刻處于F（x j，h）點，t時刻后到達F′（x′j，h）點，雷達波束的仰角由θ變?yōu)棣取?。靜止升降平臺與雷達間距離為r。為等效模擬敵機的運動特性，使雷達波束仰角的變化速率相等，模擬器應向上作垂直運動，T0時刻應處于F點的替代點M，T1時刻后應到達F′點的替代點M′。因此，可得在T0到T1時刻之間，模擬器垂直運動速度的計算公式為：

由公式（6）可知，模擬器的垂直運動速度是由干擾時域、飛機起始位置、飛行高度、飛行速度及升降平臺的位置共同決定的。根據第1節(jié)中對干擾效果等效充要條件的論述，可知在模擬器垂直運動的同時，應使其干擾功率Pm滿足：

式中：干擾功率Pm（t）是以時間t為自變量的函數，T0≤t≤T1。

靜止升降平臺模擬器規(guī)避了雷達天線增益方向性及電波傳播路徑差異造成的負面效應，相比車載模擬器而言，能夠更好地模擬敵方機載雷達干擾系統(tǒng)的干擾效果。但是靜止升降平臺必須搭建在固定的位置，無法根據訓練實際需要而挪動，在效費比和使用的便捷性、靈活性方面不如車載平臺模擬器。

3 低空直軌平臺模擬器的等效模擬方法

靜止升降平臺模擬器僅適用于模擬朝雷達方向飛行的來襲敵機，對于橫掠飛行的敵機，需要采用低空直軌平臺模擬器進行模擬。低空直軌平臺模擬器是指在訓練場地某固定兩點搭建高塔，在高塔之間拉起直線軌道，將模擬器吊掛在軌道上進行機動。運用該類模擬器進行模擬時，模擬器通過水平機動來模擬橫掠飛行敵機的運動特性，與此同時，實時調整模擬器的干擾功率來等效模擬敵機載自衛(wèi)雷達干擾系統(tǒng)的干擾效果。

圖2 低空直軌平臺模擬器等效模擬示意圖

假設敵機飛行軌跡與直軌平行，建立三維直角坐標系如圖2（a）所示：雷達位于O點，敵機以速度vj做水平勻速運動，飛行高度為hj，T0時刻處于F（x j，y j，h）點，T1時刻后到達F′（x′j，y′j，h）點；直軌的2個落腳點位置分別為（a，0，0）和（0，b，0），軌道高度為hm。要等效模擬敵機的運動特性，使雷達波束方位角的變化速率相等，模擬器應與敵機同向做水平運動，T0時刻應處于F點的替代點M，T1時刻應到達F′點的替代點M′。圖2（b）為敵機及模擬器運動軌跡在oxy面上的投影，θ為T0時刻的雷達方位角，θ′為T1時刻的雷達方位角。根據三角形相似的幾何原理，T0到T1時刻之間模擬器水平運動速度的計算公式為：

由公式（6）可知，模擬器的水平運動速度由飛機飛行高度、飛行速度及直軌的高度共同決定。根據第1節(jié)中對干擾效果等效充要條件的論述，可知T0到T1時刻之間模擬器干擾功率Pm應為：

4 客觀條件受限時的等效模擬問題

在實際應用中，由于模擬器自身性能、模擬器平臺機動能力、訓練場地地理環(huán)境等客觀因素的限制，以及敵方作戰(zhàn)運用方式的多樣性，上文給出的3種典型情況下的等效模擬方法未必適用。為了解決客觀條件受限時的干擾效果等效模擬問題，這里提出一種折衷的等效模擬方法：定義“干信比偏離度”為干信比差值在整個干擾時域上的積分與敵方干擾系統(tǒng)實施干擾時干信比積分的比值，以字母X表示。首先針對具體情況列出可能的模擬方案，然后計算各個方案的干信比偏離度，對比選取偏離度最小的方案為此客觀條件下的等效模擬方法。X的計算公式為：

下面以車載模擬器為例，形象化地說明這種方法：如圖3所示，某型車載模擬器，無法任意調整其配置距離和干擾功率，只能在訓練場地公路上勻速行進。建立三維直角坐標系，雷達位于O點，飛機初始時刻位于點F（x j，0，h），飛行軌跡為y＝0，z＝h（h為飛行高度），飛行速度為vj；車輛行進路線為y＝a＋bx，z＝0（a、b為常數）。

圖3 某型車載模擬器等效模擬示意圖

只有車輛初始位置、車輛行進速度是可調控的，因此，不妨假設初始位置為 （x0，a＋bx0，0），行進速度為vm。由幾何知識可得t時刻后位置為根據式（10）計算可供選擇模擬方案的干信比偏離度為：

顯然，公式（11）為X關于車輛初始位置和行進速度的函數。在掌握各項參數、估算各項因子后，運用數學解析法或者計算機工具，可以求出使X取得最小值時的車輛初始位置和行進速度，以此作為模擬器的等效模擬方法。

［1］林象平.雷達對抗原理［M］.西安：西北電訊工程學院出版社，1985.

［2］邵國培.電子對抗作戰(zhàn)效能分析［M］.北京：解放軍出版社，1998.