李小龍

（解放軍95214部隊，長沙410115）

0 引 言

隨著超視距空戰(zhàn)模式的出現(xiàn)，具備全天候、全方位、全高度攻擊能力的雷達主動制導導彈已經(jīng)成為空戰(zhàn)的主戰(zhàn)兵器。該類型導彈采用主動雷達末制導體制，其制導精度較之以往有很大提高，對戰(zhàn)機的生存力提出了巨大的考驗。

與以往的雷達制導導彈相比，該類型導彈具有更強的抗干擾能力和目標檢測、識別、跟蹤能力。多次試驗表明箔條彈已經(jīng)很難對該類型導彈形成有效的欺騙干擾效果。其主要原因表現(xiàn)在箔條彈難以真實模擬飛機運動特性，投放后短時間內(nèi)速度將大幅度降低，而雷達主動制導導彈導引頭采用脈沖多普勒（PD）雷達體制，具有較強的距離分辨力和速度分辨力，能在強雜波背景中分辨出動目標，箔條云回波將很快被導引頭識別并抑制掉。

可以說，隨著雷達主動制導導彈的發(fā)展，原本作為戰(zhàn)機末端對抗有效武器的箔條彈已經(jīng)很難達到理想的干擾效果，必須立足現(xiàn)有技術調(diào)整干擾策略。

1 提高箔條干擾效能的可行性分析

縱觀各世界軍事強國的主戰(zhàn)飛機，盡管諸如F－22、F－35等四代機擁有明顯的信息對抗優(yōu)勢，但都無一例外地裝備了箔條干擾用于末端對抗［1－2］，說明在未來空戰(zhàn)過程中，箔條干擾仍具有較好的實戰(zhàn)價值，關鍵在于如何有效發(fā)揮其作戰(zhàn)效能。

當前，飛機自衛(wèi)電子對抗系統(tǒng)應對雷達導引頭的干擾類型主要有2種：一是有源干擾，主要是采用回答式干擾體制，對威脅目標實施欺騙干擾；二是無源干擾，主要是運用“優(yōu)勢源響應原理［3］”或“瑞利限［4］”，通過拋灑無源干擾彈，使得導彈跟蹤能量中心或箔條云假目標。綜合應用有源干擾、無源干擾以形成對威脅目標的復合干擾已經(jīng)成為電子戰(zhàn)領域的趨勢。隨著雷達導引頭抗干擾能力的提升，綜合化、多樣化的復合干擾必將成為未來電子對抗的發(fā)展方向，在機載自衛(wèi)干擾中，有源和無源干擾的綜合運用具有廣闊的發(fā)展前景，照射箔條復合干擾即是其中一種。一方面它繼續(xù)沿用了箔條的干擾特性，另一方面，又克服了箔條易被PD雷達導引頭識別的缺陷，提高了干擾效能。

2 照射箔條復合干擾原理分析

照射箔條干擾的優(yōu)點非常突出。當機載告警探測設備發(fā)現(xiàn)有導彈攻擊時，載機先進行機動，形成攻擊條件。緊接著，投放箔條干擾彈，形成箔條云，同時機載電子干擾設備接收到雷達導引頭發(fā)射的微弱信號，經(jīng)過調(diào)制放大后，照射到箔條云上，調(diào)制后的干擾信號經(jīng)過箔條云的散射，被敵雷達導引頭接收。對于導引頭來說，速度跟蹤是角度跟蹤的前提，由于機載有源干擾設備照射箔條的信號具有一定的多普勒頻移，因此可以使箔條云模擬具有一定速度的假目標，欺騙導引頭跟蹤假目標。同時，導引頭接收的回波信號包括箔條云的直接回波、載機的反射回波和有源干擾經(jīng)箔條云的二次散射回波，對于導引頭來說，這個二次散射回波形成的假目標與真實箔條云、載機同處于單脈沖雷達導引頭波束范圍內(nèi)，形成角度干擾，導引頭將跟蹤能量重心，最終脫離載機。即使隨著時間的推移，箔條云回波運動速度大幅度降低，被導引頭動目標處理技術抑制掉，箔條二次散射回波形成的假目標仍可以和載機形成角度欺騙干擾。綜合來說，照射箔條干擾借助箔條云作為中繼站，使導引頭在受到無源干擾的同時也受到有源干擾，實現(xiàn)復合干擾的目的。其干擾示意如圖1所示。

3 照射箔條復合干擾實施條件分析

無論哪種干擾，要實現(xiàn)對雷達或雷達導引頭的有效干擾必須滿足一定的條件。通常有效干擾的前提條件包括方向?qū)?、頻率對準、能量足夠［5］。對于照射箔條復合干擾同樣如此，下面即對干擾條件進行分析：

3.1 對準條件

在箔條云剛發(fā)射時，載機與箔條云的距離很近，可以把γ近似看成0，即箔條云與載機同處于導引頭的波束寬度內(nèi)，因此，僅討論頻率對準條件。

圖1 照射箔條的效果示意圖

對導引頭來講，飛機回波的頻移為：

式中：vm為導彈速度；va為飛機速度。

箔條云回波的中心頻率為：

導彈收到的飛機的照射信號頻移（信號的路徑為載機到箔條云，再到導彈）：

欲使照射信號對制導雷達產(chǎn)生干擾，飛機的照射信號頻移應進入速度門，即：

設導彈制導信號的波長為3cm，載機速度為va＝600m／s，速度門寬B＝1 000Hz，則：

式中：B為速度門帶寬。

考慮前述簡化條件可以得到：

可得到－9°≤β≤9°。由此可見，載機直接轉(zhuǎn)發(fā)制導雷達的信號，只要載機的方向與載機及導彈連線夾角不大于9°，載機照射箔條云的信號即可進入導彈的速度門。換而言之，只要導彈的方向基本在載機、箔條云二者連線上，即可使得復合干擾信號進入導彈的速度門。

3.2 功率條件

載機回波功率為：

式中：Pt為導彈發(fā)射功率；Gt為天線增益；γ為損耗系數(shù)；σ為載機的雷達截面積；A′為載機的有效面積。

箔條回波功率為：

箔條反射有源干擾功率為：式中：Gj為箔條增益；γj為箔條云信號損耗系數(shù)；K為干擾功率的放大倍數(shù)。

由上式可得箔條云輻射功率提高的倍數(shù)Kt：

式中：σ′為箔條云的平均雷達截面積為箔條云的有效面積，Gjr為假箔條云的增益。

則：

根據(jù)經(jīng)驗公式［6］：

假設接收和發(fā)射的水平、俯仰波束寬度θa＝θb＝30°，q1＝26 000，q2＝30 000，箔條云為球形，ˉσ′／ˉσ＝1，由于導引頭距載機較遠，可以認為R1≈R2，K＝80dB，γj＝0.5，可得Kt與R3的關系，如圖2所示。

圖2 箔條云輻射功率提高的倍數(shù)

由圖2可知，采用有源干擾照射箔條云后，在一定距離范圍內(nèi)，箔條云輻射功率將有較大的提高，可以滿足干擾條件。

4 照射箔條復合干擾針對環(huán)節(jié)

4.1 對速度跟蹤系統(tǒng)的干擾

照射箔條的信號能夠模擬出具有一定速度的假目標信號，當該信號與飛機回波信號同時進入導引頭速度跟蹤系統(tǒng)時，就會對其檢測跟蹤產(chǎn)生影響。當干擾信號與飛機回波信號的多普勒頻移均進入鑒頻器線性區(qū)時，由于干擾信號能量強于飛機回波信號，導引頭速度跟蹤波門很容易捕獲到干擾信號。隨著飛機與箔條云距離的增大，兩信號多普勒頻移之間的差異也會隨著增大。當這種差異大于導引頭速度波門時，飛機回波信號將脫離到速度跟蹤波門以外，從而使導引頭丟失目標信號。

4.2 對角度跟蹤系統(tǒng)的干擾

箔條彈施放初期，箔條云、假箔條云和載機處于導彈同一波束寬度內(nèi)，導彈將跟蹤其能量重心。由于箔條投出的瞬間就喪失了向前運動的速度，易被導彈識別，但是有源干擾照射箔條形成的假箔條云存在多普勒頻移，將繼續(xù)對導彈形成干擾，導彈將跟蹤載機和假箔條云的能量中心，如圖3所示。

圖3 角度欺騙示意圖

根據(jù)數(shù)學知識，可得出三者的能量中心：

式中：P1為載機的微波信號功率；P2為箔條云的微波信號功率；P3為假箔條云的微波信號功率。

同樣可以得到載機和假箔條云的能量中心：

5 仿真推演

作戰(zhàn)態(tài)勢1：導彈從前半球進行攻擊，10km以外即截獲載機。

（1）導彈初始位置（0，0，80 000）m，速度1 000m／s，載機初始位置（14 000，2 000，80 000）m，速度600m／s，俯仰角5°，方位角10°，比例導引因子3，箔條下降速度0.8m／s，箔條可達高度4m，接收和發(fā)射的水平、俯仰波束寬度均為30°，q1＝26 000，q2＝30 000，箔條云為球形轉(zhuǎn)發(fā)增益90dB，箔條云截面積30m2，載機截面積5m2，導引頭工作波長3cm，波束寬度5°。假設箔條云達到指定散射面積的時間為0.5s，仿真結(jié)果如圖4、圖5所示。

圖5 跟蹤曲線水平投影

從圖4、圖5可以看出，在實施箔條照射干擾后，導彈轉(zhuǎn)為跟蹤載機與假箔條云組成的能量中心，隨著載機和箔條云距離的增大，導引頭將分辨出2個回波信號，導彈選擇跟蹤假箔條云，造成脫靶。

（2）將轉(zhuǎn)發(fā)增益改為80dB，其他條件不變，仿真結(jié)果如圖6、圖7所示。

從圖6、圖7可以看出，在實施箔條照射干擾后，導彈轉(zhuǎn)為跟蹤載機與假箔條云組成的能量中心，隨著載機和箔條云距離的增大，導引頭將分辨出2個回波信號，導彈選擇跟蹤飛機，干擾失敗。

上述仿真表明，導彈在分離點時選擇哪個目標跟蹤與干擾轉(zhuǎn)發(fā)增益有很大關系，可以得到上述條件下轉(zhuǎn)發(fā)增益和分離點處的壓制系數(shù)之間的關系，如圖8所示。

圖6 空間跟蹤曲線

圖7 跟蹤曲線水平投影

圖8 轉(zhuǎn)發(fā)增益與壓制系數(shù)的關系

可以看出，在假定作戰(zhàn)態(tài)勢1下，當轉(zhuǎn)發(fā)增益大于80dB時，分離點處壓制系數(shù)才滿足干擾條件Prj／Prr＞1，此時干擾才能有效。

作戰(zhàn)態(tài)勢2：導彈從后半球進行攻擊，大約3.5km處截獲載機。

（1）導彈初始位置 （0，0，10 000）m，速 度1 000m／s，載機初始位置（3 500，600，10 000）m，速度600m／s，俯仰角5°，方位角20°，比例導引因子3，箔條下降速度0.8m／s，箔條可達高度4m，接收和發(fā)射的水平、俯仰波束寬度均為30°，q1＝26 000，q2＝30 000，箔條云為球形，ˉσ′／ˉσ＝1，轉(zhuǎn)發(fā)增益80dB，箔條云截面積20m2，載機截面積5m2，導引頭工作波長3cm，波束寬度5°。假設箔條云達到指定散射面積的時間為0.5s，仿真結(jié)果如圖9、圖10所示。

圖9 空間跟蹤曲線

圖10 跟蹤曲線水平投影

從圖9、圖10可以看出，在實施箔條照射干擾后，導彈轉(zhuǎn)為跟蹤載機與假箔條云組成的能量中心，隨著載機和箔條云距離的增大，導引頭將分辨出2個回波信號，導彈選擇跟蹤假箔條云，造成脫靶。

（2）將轉(zhuǎn)發(fā)增益改為70dB，其他條件不變，仿真結(jié)果如圖11、圖12所示。

從圖11、圖12可以看出，在實施箔條照射干擾后，導彈轉(zhuǎn)為跟蹤載機與假箔條云組成的能量中心，隨著載機和箔條云距離的增大，導引頭將分辨出兩目標信號，導彈選擇跟蹤飛機，干擾失敗。

與前半球攻擊相似，可以得到轉(zhuǎn)發(fā)增益和分離點處的壓制系數(shù)之間的關系，如圖13所示。

圖11 空間跟蹤曲線

圖12 跟蹤曲線水平投影

圖13 轉(zhuǎn)發(fā)增益與壓制系數(shù)的關系

可以看出，在假定作戰(zhàn)態(tài)勢2下，當轉(zhuǎn)發(fā)增益大于70dB時，分離點處壓制系數(shù)才滿足干擾條件Prj／Prr＞1，此時干擾才能有效。

推演結(jié)果表明，照射箔條復合干擾必須具備一定的攻擊態(tài)勢，且對干擾信號能量也有嚴格的要求。在實際應用過程中，對具體的干擾實施程序還需進行更深入的理論分析和試飛驗證。

6 結(jié)束語

箔條干擾是使用最廣泛的一種無源干擾技術，如何提高箔條干擾效能也是機載自衛(wèi)電子對抗的重要研究方向。本文就照射箔條復合干擾進行了分析，并結(jié)合干擾模型進行了仿真驗證，對于如何提高箔條干擾的作戰(zhàn)效能具有較強的理論指導意義。

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