王 濤，胡生亮，金嘉旺

(海軍工程大學電子工程學院，湖北武漢430033)

0 引言

隨著反艦導彈射程的增大、攻擊速度的提高以及末端抗干擾技術的發(fā)展，水面艦艇傳統(tǒng)意義上的近程軟硬對抗手段的使用條件越來越惡劣、有效使用空間越來越小。因此，中遠程對抗手段就越發(fā)顯得重要。有源干擾存在“主動暴露”的缺點，因此無源干擾得到越來越多的使用。

假目標干擾方法是無源干擾的一種，是現代艦艇自衛(wèi)防御的一種重要干擾手段。對于水面艦艇防御作戰(zhàn)而言，干擾敵搜索和目標指示雷達，降低艦艇目標的被捕獲概率，仍然是目前防御來襲導彈的手段之一。雷達角反射器就是其中一種常見的無源干擾設備，它利用合理的幾何結構設計和特殊材料將入射雷達信號反射回去，從而形成一個誘餌假目標欺騙或干擾敵方空中平臺雷達和導彈末制導雷達。

目前，英美等國均已研制和列裝充氣式角反射器，如英國“橡皮鴨”系列舷外充氣式角反射體［1］。以色列拉斐爾公司開發(fā)的“巫師”系列充氣式角反射體誘餌系統(tǒng)，采用115 mm口徑固體推進火箭發(fā)射器發(fā)射［2］。如果使用艦炮將角反射器以彈丸形式發(fā)射 (炮射雷達誘餌)，將角反射器折疊于炮彈中，入水后利用自動充氣裝置將其撐開以形成雷達反射器漂浮在海面，用于欺騙敵方探測、制導系統(tǒng)，降低敵雷達系統(tǒng)對目標的捕捉概率。與箔條相比，海上漂浮假目標對海戰(zhàn)場自然環(huán)境 (速度、風向等)適應性強、反應時間短、發(fā)射距離遠、有效干擾時間長、發(fā)射引導技術相對成熟、攻防兼?zhèn)涞纫幌盗袃?yōu)點，是水面艦艇反導作戰(zhàn)的有效干擾方式，具有廣泛的發(fā)展應用前景［1］。本文就炮射雷達誘餌遠程干擾的使用方法展開探討。

1 概況

角反射體是由3個互相垂直相交的金屬平面構成的反射體，可在一定的角度范圍內將入射的電磁波經過3次反射按原方向反射回去，可在較寬方向上具有很大的雷達截面積，是一類非常重要的無源干擾器材。角反射體具有頻帶寬、對雷達適應性強、作戰(zhàn)效能高、受風速風向等海戰(zhàn)場環(huán)境影響小、可對抗各種體制雷達等諸多優(yōu)點。

炮射雷達誘餌遠程干擾是在敵搜索雷達和火控雷達開機搜索目標前，通過使用艦炮向艦艇周圍發(fā)射若干枚遠程雷達誘餌彈，形成海上漂浮雷達角反射器假目標，改變雷達顯示圖樣，對編隊目標進行防御支援和掩護，吸引敵對假目標的注意力，降低其主動雷達對真目標的發(fā)現概率、戰(zhàn)術選擇概率，提高艦艇目標生存力和掩護攻擊行動的一種電子對抗手段。

由于距離、時間上的擴展，炮射雷達誘餌遠程干擾擴大了艦艇編隊電子戰(zhàn)的作戰(zhàn)空間，是現代水面艦艇作戰(zhàn)早期可采用的作戰(zhàn)對抗手段。艦艇編隊(單艦)在進入作戰(zhàn)或威脅較大海區(qū)之前，可利用艦炮遠程向主要作戰(zhàn)海區(qū)以典型戰(zhàn)術編隊態(tài)勢遠距離布設雷達誘餌群，形成編隊 (群)假目標，重點迷惑機載雷達搜索探測目標和裝訂導彈參數，從而達到降低艦艇被發(fā)現的概率和受攻擊概率，提高水面艦艇干擾能力和防御縱深，提升戰(zhàn)場生存能力。角反射器假目標的存在給敵取得有關編隊 (單艦)真實位置和數量信息增加難度，其布設距離和坐標應符合艦艇編隊的典型隊形，使敵機載雷達無法區(qū)分真假目標，從而干擾敵方對目標的識別判定和火力分配，降低艦艇遭受敵火力攻擊的概率［3］。其干擾原理如圖1所示。

圖1 遠程干擾示意圖Fig.1 Sketch map of long-distance jamming

通過以上分析可以看出，只要使用戰(zhàn)術合理，炮射雷達誘餌可以作為一種干擾手段擴大電子戰(zhàn)的防御空間，增強艦艇的遠程無源干擾能力，提高艦艇的作戰(zhàn)能力。

2 戰(zhàn)術使用探討

2.1 雷達誘餌與傳統(tǒng)箔條的區(qū)別

箔條是實施無源干擾的一種常見器材，具有成本低，效果好，使用簡便等優(yōu)點，是艦艇反導作戰(zhàn)末端軟武器的核心手段之一，一般采用迫擊炮式或火箭彈式發(fā)射方式。但其使用受海戰(zhàn)場自然環(huán)境 (如風速、風向等)影響十分顯著，留空時間短，發(fā)射距離近，且采用人工方式填裝。當面臨多枚導彈攻擊時，箔條干擾的持續(xù)作戰(zhàn)能力十分有限［4］。

炮射雷達誘餌采用艦炮發(fā)射，反應時間短、射程遠、發(fā)射距離可調、射擊精度高、發(fā)射速度快、可快速布設多種假目標樣式，而且艦炮備彈量多、自動裝填，可進行多波次發(fā)射有效對抗飽和攻擊。誘餌彈充氣后漂浮在海面，持續(xù)干擾時間長，受海況和風向等環(huán)境因素影響相對較小。因此，炮射雷達誘餌相對傳統(tǒng)箔條具有發(fā)射距離遠、發(fā)射時機相對寬松、戰(zhàn)術使用靈活、能增大艦載電子戰(zhàn)系統(tǒng)防御縱深等優(yōu)點，在現代反導作戰(zhàn)中具有廣闊應用前景。

2.2 戰(zhàn)術使用

遠程干擾的主要作戰(zhàn)對象為敵方空中平臺雷達，這就要求炮射雷達誘餌在敵機載雷達開機前形成有效雷達反射截面積并處于有利位置。根據其特點，總結出炮射雷達誘餌遠程干擾在未來海戰(zhàn)中的戰(zhàn)術使用有以下幾種樣式:

1)遠程干擾防御作戰(zhàn)。在對海防御作戰(zhàn)中，當艦艇進入威脅作戰(zhàn)海區(qū)，或發(fā)現敵海上編隊目標時，通過發(fā)射雷達誘餌彈，在敵方雷達開機搜索前形成一定數量的假目標誘餌，降低敵方對編隊的搜索捕捉概率及戰(zhàn)術選擇概率 (見圖2)，掩護編隊完成作戰(zhàn)任務。此時，雷達對艦艇目標的捕捉概率為

式中:P0為無干擾時雷達發(fā)現概率;M為艦艇數目;N為誘餌假目標的數量。

由統(tǒng)計概率可以得出，當存在有假目標時，雷達對艦艇的捕捉概率將會下降，且假目標數目愈多，其捕捉概率下降愈大。

圖2 遠程干擾防御作戰(zhàn)Fig.2 Long-distance jamming defensive operation

2)遠程干擾佯動作戰(zhàn)。在小群多路作戰(zhàn)方式下，制造假目標進行電磁佯動，掩護主攻方向、攻擊兵力群前出攻擊 (見圖3)。由防御能力較強的艦艇組成的掩護群從正面接敵，在特定的方向特定的時間內發(fā)射誘餌干擾彈，在敵雷達搜索區(qū)域內形成假目標虛擬攻擊群，產生編隊多群佯動的假象，其目的是將敵方的注意力吸引到虛擬攻擊群的方向上，掩護主攻方向的攻擊群，為攻擊群先敵發(fā)動攻擊提供時間和空間上的優(yōu)勢。另一方面，由攻擊能力較強的艦艇組成的攻擊群迂回到敵編隊的側翼，對敵編隊進行攻擊。當敵方主動雷達開機進行搜索時，在雷達顯示屏幕上出現多個假目標，把敵方的注意力集中到假目標的判斷上來，增加敵方對戰(zhàn)術意圖判斷的難度，增強戰(zhàn)場主動權。

圖3 遠程干擾佯動作戰(zhàn)Fig.3 Long-distance jamming feint operation

3)編隊內部無源支援干擾。當敵方編隊攻擊能力較強，需要掩護編隊內其他艦艇或者不具備遠程干擾和電子對抗能力弱的艦艇時，可將編隊內防御能力較強的艦船變?yōu)檠谧o群，來實施遠程假目標干擾對需保護艦船進行支援 (見圖4)。

圖4 編隊內支援作戰(zhàn)干擾樣式Fig.4 The interference pattern of formation internal support combat

3 發(fā)射決策

3.1 干擾實施時機

質心式干擾常使用箔條彈來干擾導彈末制導雷達跟蹤段。箔條彈和炮射雷達誘餌同屬無源干擾手段，二者用于中遠程干擾時，作戰(zhàn)對象和作戰(zhàn)目的基本相同，因此可參考箔條進行遠程干擾時的特征來對炮射雷達誘餌進行分析。

炮射雷達誘餌主要用于迷惑干擾和沖淡干擾。迷惑干擾是干擾敵搜索警戒雷達，在敵搜索警戒雷達開機搜索時就應形成假目標;沖淡干擾是迷惑末制導雷達的搜索段，在末制導雷達開機搜索時就應形成假目標［5］。

由于艦艇與雷達誘餌之間存在著相對運動，所以何時發(fā)射雷達誘餌，使之在機載雷達開機前完成布設，并處于有效位置，這是戰(zhàn)術上需要解決的問題。通常掌握實施時機，引導干擾的實施，在戰(zhàn)術上可以有如下幾種方法:

1)在進入危險海區(qū)或作戰(zhàn)海區(qū)，按照戰(zhàn)術編隊態(tài)勢布設，降低對方各類雷達對高價值目標探測概率;

2)本編隊或上級的電子偵察設備發(fā)現來襲偵察或預警飛機到達前布設遠程干擾彈;

3)發(fā)現對方攻擊平臺的各種征兆。如攻擊機迫近，穩(wěn)定戰(zhàn)斗航向等;

4)在對方雷達已開機發(fā)現編隊真實目標情況下，通過有源干擾破壞其搜索狀態(tài)，使其重新進入搜索狀態(tài)，并同時發(fā)射誘餌彈形成干擾樣式造成真假目標同時存在，延誤對方識別真實目標時間;

5)當指揮員根據當時的作戰(zhàn)態(tài)勢、對方威脅程度或得到上級的引導以及戰(zhàn)術配合上的需要，認為有必要布放干擾誘餌，也可進行發(fā)射。

3.2 假目標布設的基本要求

要使遠程干擾有效，首先要使所布設的假目標與艦船之間或者假目標與假目標之間處于雷達的不同分辨單元內，使得雷達能區(qū)分艦船與假目標或不同位置的假目標是2個不同的目標，要求假目標與艦船或者假目標之間的距離波門相同時處在不同的波束內，在同一波束內則要處于不同的距離波門中。

3.2.1 雷達距離分辨力對假目標的布設要求

為使干擾有效，首先發(fā)射距離應該大于機載雷達的距離分辨力，以便雷達顯示器上顯示為不同于艦艇的目標。距離分辨力是指同一方向上2個大小相等點目標之間的最小可區(qū)分距離［6］。在顯示器上測距時，分辨力主要取決于回波的脈沖寬度τ，同時也和光點直徑d所代表的距離有關。2個點目標回波的矩形脈沖之間間隔為τ+d/vn，其中vn為掃掠速度，這是距離可分的臨界情況，這時定義距離分辨力為

式中:d為光點直徑;vn為光點掃掠速度，cm/μs。

3.2.2 雷達角度分辨力對假目標的布設要求

角分辨力是指存在多目標的情況下，雷達能在角度上把目標分辨開的能力，通常用雷達在可分辨條件下同距離的2個目標間的最小角坐標之差表示［6］。

通常有2種方式定義分辨力，一種是以天線方向性函數F(θ)的半功率寬度來定義;另一種是以F(θ)的2/π強度處的寬度來定義的，也稱瑞利分辨力。

雷達采用實際孔徑天線時，設線陣天線長度為L，均勻加權。在遠場條件下，發(fā)射和接受均認為是平面波。若工作波長為λb，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。如果設目標方向偏離視軸的角度為θ，則回波信號的單程相位差為

式中，x為接收點偏離相位基準點的位置。

由此得到的橫向分辨力為

式中R為目標距離。

3.3 仿真分析

以典型作戰(zhàn)平臺某型攻擊機為例，其機載火控雷達對海作戰(zhàn)時，主要用于控制導彈對艦艇目標進行有效攻擊［7］。

由機載火控雷達的參數可知，其脈沖寬度λ為0.286～8 μs，由式(2)可知其距離分辨力為42.9～1 200 m，不同的分辨力與雷達處于不同模式有關。因此，在同一波束內，為滿足機載雷達距離分辨力的要求，則誘餌假目標至少要被發(fā)射到距離艦艇1 200 m遠的地方并且假目標之間最少要相距1 200 m。

由機載火控雷達的參數可知，工作波長λb≈0.03 m，線陣天線長度L=0.74 m，則由式(4)可得機載火控雷達的單程半功率波束寬度為θ|3dB=0.035 7，若敵攻擊機對距其R=140 km的位置進行搜索時，此時機載雷達的橫向分辨力為

因此，在攻擊機距離艦艇140 km時，假目標與艦船或者假目標之間的距離值相同時，為滿足機載雷達角度分辨力的要求，誘餌假目標相對于攻擊機來襲方向至少要被發(fā)射到距離艦艇4 998 m遠的地方。

綜上所述可以得出結論，對于某型機載火控雷達而言，當艦艇與假目標或者假目標與假目標之間處在機載雷達的同一波束內，需要艦艇與假目標間或者假目標與假目標之間的距離大于1 200 m;當艦艇與假目標或者假目標與假目標之間的距離波門相同時，需要艦艇與假目標間或者假目標與假目標之間的距離相對于攻擊機來襲方向大于4 998 m。

4 結語

本文初步分析了炮射雷達誘餌與傳統(tǒng)箔條的區(qū)別，探討了遠程干擾的使用方法，并結合典型作戰(zhàn)對象進行研究，得出假目標布設時的距離和角度要求。在具體作戰(zhàn)使用時，要充分了解雷達的主要性能和特點及戰(zhàn)術使用方法，掌握被防護艦艇其他干擾裝備器材的技術性能，以提高干擾和保護艦艇的能力。

炮射雷達誘餌的應用，為艦艇電子對抗增加了新的方法和手段，有效增加了無源干擾的作戰(zhàn)縱深，增強了艦艇電子對抗的作戰(zhàn)能力。但其相關的作戰(zhàn)運用研究才剛剛開始，如何與其他無源干擾手段進行有效銜接，與有源干擾手段配合使用還需要進一步研究。

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