鄒積斌 姜 寧

（1.海軍大連艇學(xué)院研究生管理大隊 大連 116018）（2.海軍大連艦艇學(xué)院信息作戰(zhàn)系 大連 116018）

1 引言

隨著驅(qū)護(hù)艦上雷達(dá)、電子對抗、通信等電子設(shè)備的增加，艦艇內(nèi)發(fā)射機的輻射功率、接收機的靈敏度、天線的增益不斷提高，編隊內(nèi)部各種不同種類的電子設(shè)備的電磁互擾情況變得越來越嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了對空防御的效果。

美國和俄羅斯等國在電磁兼容研究和應(yīng)用方面達(dá)到了很高的水平。國內(nèi)對電磁兼容問題已越來越重視，在新造艦艇時，已考慮解決該問題，并在相關(guān)設(shè)備上進(jìn)行了改進(jìn)。但是這些設(shè)備只能解決技術(shù)上存在的問題，對作戰(zhàn)使用中，瞬息萬變的戰(zhàn)場環(huán)境對軟硬武器的使用中可能產(chǎn)生的電磁兼容問題考慮得不夠。

電子設(shè)備在共同的電磁環(huán)境中能一起完成各自功能的共存狀態(tài)稱為電磁兼容性。電磁兼容分技術(shù)上的電磁兼容性和使用上的電磁兼容性，這里只考慮使用上的電磁兼容問題。電子設(shè)備使用上的電磁兼容性與它們使用的頻域、空域和時域有關(guān)。如果這三個因素都不相關(guān)，電磁是兼容的；如果任意兩個因素相關(guān)，而另一個因素不相關(guān)，電磁也是兼容；只有三個因素都相關(guān)，電磁才不兼容。

2 軟硬武器協(xié)同反導(dǎo)的流程和手段

艦艇上用于對抗反艦導(dǎo)彈的硬武器包括中遠(yuǎn)程艦空導(dǎo)彈和近程反導(dǎo)艦炮武器系統(tǒng)，限于文章篇幅，本文主要對艦空導(dǎo)彈進(jìn)行研究。軟武器是指艦艇裝備的電子戰(zhàn)系統(tǒng)，主要采用電子對抗的方式對敵反艦導(dǎo)彈進(jìn)行迷惑和干擾，使其不能正常發(fā)揮作用，從而達(dá)到保護(hù)己方艦艇的作用。

2.1 艦空導(dǎo)彈反導(dǎo)的基本流程

艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)接收由作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)發(fā)來的目標(biāo)指示信息后，跟蹤雷達(dá)搜索發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，并實施穩(wěn)定跟蹤，艦空導(dǎo)彈發(fā)射后，跟蹤雷達(dá)需要持續(xù)獲取目標(biāo)和己方艦空導(dǎo)彈的運動信息，實時把數(shù)據(jù)發(fā)送給中心計算機，并由中心計算機形成制導(dǎo)指令，完成對艦空導(dǎo)彈的遙控制導(dǎo)，直至命中目標(biāo)。由于反艦導(dǎo)彈目標(biāo)小、運動速度快，一旦受到某種干擾，影響了跟蹤雷達(dá)對目標(biāo)的跟蹤，導(dǎo)致丟失目標(biāo)，那么跟蹤雷達(dá)從搜索至重新實施穩(wěn)定跟蹤需要花費較長的時間，同時在這段時間內(nèi)，系統(tǒng)無法對艦空導(dǎo)彈實施精確制導(dǎo)，從而會大大降低艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能。因此，得出結(jié)論為：

1）在有預(yù)警機引導(dǎo)的情況下，應(yīng)發(fā)揮艦空導(dǎo)彈最大射程。

2）單艦無預(yù)警機引導(dǎo)情況下，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后應(yīng)首先使用硬武器進(jìn)行抗擊。

2.2 電子戰(zhàn)反導(dǎo)的基本流程

艦艇上裝備的電子戰(zhàn)系統(tǒng)的干擾方式分為有源干擾和無源干擾。有源干擾又分為有源壓制性干擾和有源欺騙性干擾。無源干擾通常包括沖淡干擾、質(zhì)心干擾和煙幕干擾三種。而反艦導(dǎo)彈攻擊艦船一般經(jīng)過雷達(dá)探測引導(dǎo)、發(fā)射、巡航、末端制導(dǎo)系統(tǒng)開機搜索、目標(biāo)鎖定攻擊五個階段。干擾設(shè)備可針對反艦導(dǎo)彈攻擊的不同階段，實施層次防御。

1）艦艇雷達(dá)偵察告警設(shè)備發(fā)現(xiàn)敵搜索雷達(dá)信號開機搜索目標(biāo)時，應(yīng)首先使用有源噪聲干擾，其主要原理是利用有源干擾機發(fā)射的干擾信號“淹沒”本艦的雷達(dá)回波，使敵雷達(dá)觀察不到目標(biāo)回波，從而達(dá)到隱真示假的作用；隨后，還可以配合使用遠(yuǎn)程箔條干擾火箭向本艦周圍數(shù)公里距離發(fā)射若干箔條彈，形成多個雷達(dá)假目標(biāo)，且箔條云雷達(dá)截面積應(yīng)與被掩護(hù)艦艇相當(dāng)，使敵雷達(dá)難以判別真假；

2）偵察雷達(dá)中敵搜索雷達(dá)信號消失時，立即停止電子干擾，我艦對空偵察設(shè)備加強對空預(yù)警探測，并對重點方位加強觀察瞭望。

3）艦偵察雷達(dá)中再次發(fā)現(xiàn)敵搜索雷達(dá)信號或火控雷達(dá)信號時，不要立即使用沖淡干擾，因為目前各國反艦導(dǎo)彈射程普遍達(dá)到200km甚至更多，沖淡干擾的箔條云會有6min左右的留空時間，敵導(dǎo)彈速度按照300m／s計算，6min的飛行距離大概為108km，而導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)的開機距離大多為6km～22km，過早的使用沖淡干擾起不到任何作用，還是對我艦反導(dǎo)資源的一種浪費，為保證敵導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)開機時，箔條云在敵導(dǎo)彈雷達(dá)搜索范圍內(nèi)，指揮員可以根據(jù)偵察雷達(dá)信號對敵機型號和所使用的導(dǎo)彈型號進(jìn)行粗判，再決定實施沖淡干擾的具體時機（圖1）。

4）海軍艦艇裝備的相控陣?yán)走_(dá)對雷達(dá)反射面積0.2m2，飛行高度25m的導(dǎo)彈目標(biāo)，探測距離為25km左右，當(dāng)目標(biāo)飛行高度為10m時，探測距離僅為15km左右。當(dāng)雷達(dá)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，且航路仍然指向我艦時，可以視為敵反艦導(dǎo)彈已經(jīng)對我艦進(jìn)行目標(biāo)鎖定，在不影響硬武器使用的前提下，應(yīng)立即進(jìn)行質(zhì)心干擾（圖2）。

圖1 沖淡干擾示意圖

圖2 質(zhì)心干擾示意圖

3 軟硬武器協(xié)同反導(dǎo)過程中可能存在的電磁問題

電子對抗系統(tǒng)一般由雷達(dá)偵察機、有源干擾機、無源干擾設(shè)備、系統(tǒng)控制臺組成。偵察頻段通常為2GHz～18GHz、有源干擾機干擾頻段為8GHz～18GHz、箔條彈干擾頻段為7GHz～18GHz、紅外彈干擾頻段為3～5和8～14，煙幕彈干擾頻段為1.06。

硬武器系統(tǒng)牽涉電磁波發(fā)射和接收的裝備有：目標(biāo)指示雷達(dá)、跟蹤雷達(dá)、紅外跟蹤器、電視跟蹤器、導(dǎo)彈遙控指令發(fā)射等裝備。目標(biāo)指示雷達(dá)頻段通常為2GHz～4GHz、跟蹤雷達(dá)頻段通常為12GHz～18GHz、紅外跟蹤器通常為8～12、電視跟蹤器頻段為可見光、導(dǎo)彈遙控指令發(fā)射裝置頻段通常為10GHz～15GHz、紅外引入器頻段為3～5、導(dǎo)彈遙控預(yù)制導(dǎo)指令發(fā)射裝置頻段為8GHz～12GHz、導(dǎo)彈后部遙控應(yīng)答機，接收頻段為10GHz～15GHz、發(fā)射頻段為15～GHz18GHz。

3.1 有源干擾與硬武器使用

海軍裝備的有源干擾機的干擾頻段與對空導(dǎo)彈相控陣?yán)走_(dá)的工作頻率，在頻域上是兼容的，不會出現(xiàn)電磁互擾現(xiàn)象，可以共同使用。電子對抗系統(tǒng)中的有源干擾頻段與硬武器系統(tǒng)中的跟蹤雷達(dá)頻段、導(dǎo)彈遙控預(yù)制導(dǎo)指令發(fā)射裝置頻段、導(dǎo)彈后部遙控應(yīng)答機頻段都不兼容。

當(dāng)我艦發(fā)現(xiàn)敵導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)信號時，通常不使用有源干擾機對敵導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)實施干擾，原因有三點：一是為了不影響艦空導(dǎo)彈對敵導(dǎo)彈攻擊效果；二是防止反輻射導(dǎo)彈或具有跟雜能力的導(dǎo)彈沿干擾波束跟蹤、攻擊我艦艇；三是目前艦載有源干擾機的干擾功率較小，干擾效果不理想。而且只能在敵反艦導(dǎo)彈距我艦15km以上時使用，以免影響跟蹤雷達(dá)，從而影響艦空導(dǎo)彈的使用。

3.2 質(zhì)心干擾與硬武器使用

質(zhì)心干擾形成的箔條云滯空時間較短（約為60s左右），但由于質(zhì)心箔條云位置距離艦艇較近，仍然有較大可能對艦空導(dǎo)彈產(chǎn)生干擾。針對不同引導(dǎo)方式的反艦導(dǎo)彈分為紅外質(zhì)心干擾和箔條質(zhì)心干擾。為達(dá)成干擾，需要綜合分析多種相關(guān)因素，包括質(zhì)心干擾彈發(fā)射的時機和方向、箔條云的有效反射面積、海區(qū)風(fēng)向、以及艦艇的機動方向等。

當(dāng)使用紅外質(zhì)心干擾和毫米波箔條質(zhì)心干擾時，無源干擾彈的干擾頻段同艦載硬抗擊武器系統(tǒng)的工作頻段不一致，兩者在頻域是電磁兼容的，可以共同使用。

當(dāng)質(zhì)心干擾使用厘米波箔條干擾彈時，箔條干擾彈與艦炮武器系統(tǒng)跟蹤雷達(dá)的工作頻率相關(guān)，需要討論兩者在時域和空域使用上的相關(guān)性，以確定其電磁兼容性。

3.3 沖淡干擾與硬武器使用

根據(jù)沖淡干擾和艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的使用特點，假設(shè)對抗同一批目標(biāo)，沖淡干擾發(fā)射后最初一段時間內(nèi)形成的箔條云不處于目標(biāo)和艦艇之間，即箔條云不會對艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)產(chǎn)生影響，那么這種情況下二者是兼容的。但由于沖淡箔條云具有較長的滯空時間（約6min），隨著艦艇運動、海區(qū)風(fēng)向和風(fēng)速的影響，三者的相對位置會產(chǎn)生變化，某一箔條云的位置可能會移動到了艦艇和反艦導(dǎo)彈之間，這時箔條云就會對艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，影響系統(tǒng)對目標(biāo)的跟蹤和對艦空導(dǎo)彈的制導(dǎo)。

4 軟硬武器使用中空域、頻域、時域管控中的一些原則

4.1 空域管控

對連續(xù)波或高重頻的設(shè)備同頻干擾時，通常不能采用時域管理。當(dāng)設(shè)備的工作頻帶較窄，無法實施頻域管理，特別是無線電或衛(wèi)星通信設(shè)備，其工作頻率不能自主變換，此時可采用空域管理。即當(dāng)跟蹤設(shè)備天線處于某個對其它設(shè)備產(chǎn)生干擾的方位和仰角時，有伺服系統(tǒng)將天線方位和仰角信息通過控制設(shè)備發(fā)送到電磁兼容管控設(shè)備，有管控設(shè)備進(jìn)行自動判斷，當(dāng)天線角度進(jìn)入方位Δθ或仰角Δβ時，管控設(shè)備自動向受干擾設(shè)備發(fā)送管理命令或提示，由管控設(shè)備自動采取規(guī)避措施，例如：由管理設(shè)備自動接通可瞬時控制的高頻濾波器等。

空域管理的原理簡單且實施方法簡便，可結(jié)合艦總體布置順勢利用，但由于艦總體尺度不大，空間有限一般難以完全奏效。特別地，當(dāng)管理設(shè)備是需要全方位作戰(zhàn)的設(shè)備，則空間管理對設(shè)備作戰(zhàn)效能有一定影響。比如令某一雷達(dá)在某一水平方位角度a內(nèi)不發(fā)波，那么這一雷達(dá)的空域損失可表示為W：W＝（a／b）·100%，其中a為受限的角度，b為雷達(dá)掃描的范圍。但是，如果不采取空域管理措施，那么受干擾的設(shè)備作戰(zhàn)效能損失率可能為50%，甚至于100%。

4.2 頻域管控

當(dāng)能確定本艦電磁收／發(fā)設(shè)備之間的干擾僅存在于某些頻段或頻點，或工作于寬頻帶的發(fā)射設(shè)備對電引爆武器的威脅突出表現(xiàn)在某些頻段時，可根據(jù)電磁收／發(fā)設(shè)備的受控特點，錯開相互干擾設(shè)備工作載頻，使設(shè)備相互干擾消失或減弱，頻率管控能保證相關(guān)設(shè)備作戰(zhàn)同時使用。如果設(shè)備有多個工作頻段或可自適應(yīng)變頻，則要詳細(xì)分析出現(xiàn)干擾可能的頻率點的實際使用情況及技術(shù)特點，統(tǒng)一規(guī)劃電磁設(shè)備使用頻段，盡量使用具有寬跳頻和抗同頻異步能力的設(shè)備。

頻域管控的主要措施有：1）錯開工作頻率或關(guān)閉某個頻段；2）采用跳頻和抗同頻干擾技術(shù)。

4.3 時域管控

時間分隔法的實質(zhì)是使各部雷達(dá)的發(fā)射信號和視頻顯示（或是接收機）從時域上分開，不顯示干擾信號，從而達(dá)到抑制相互干擾的目的。干擾脈沖（發(fā)射脈沖）和抑制脈沖在時間上重合是抗干擾的基本條件，干擾脈沖從發(fā)射天線到接收天線在空中傳播的時間，小于信號沿“干擾源－中心轉(zhuǎn)接盒－受干擾設(shè)備”電纜的傳輸時間，那么這種重合就需要所有連接在一起的雷達(dá)設(shè)備提前于發(fā)射脈沖向電磁兼容保證系統(tǒng)發(fā)送信號，這個信號就是提前脈沖（啟動脈沖），提前脈沖的提前時間就是電磁波沿電纜和經(jīng)過空中傳播所用時間不同而產(chǎn)生的時間差。這樣，當(dāng)某部雷達(dá)將要發(fā)射脈沖時，先向電磁兼容保證系統(tǒng)送出一個提前脈沖，這個提前脈沖在電磁兼容保證系統(tǒng)的中心轉(zhuǎn)接盒里分壓，形成抑制脈沖再送到同一保護(hù)組的其它雷達(dá)，保證在這個抑制脈沖到達(dá)各部雷達(dá)的同時，本雷達(dá)的發(fā)射脈沖也正好到達(dá)，從而實現(xiàn)發(fā)射脈沖和抑制脈沖在時間上的重合。

5 結(jié)語

為了提高艦艇在未來海戰(zhàn)中的生存能力，必須最大發(fā)揮各種艦載軟硬武器的作戰(zhàn)潛力。目前，軟硬武器協(xié)同使用的兼容性問題是限制二者綜合運用的重要因素，本文在通過分析艦空導(dǎo)彈和電子戰(zhàn)系統(tǒng)各自作戰(zhàn)流程的基礎(chǔ)上，得出協(xié)同使用中可能出現(xiàn)不兼容問題的節(jié)點，同時還通過時域、頻域、空域三方面分析軟硬武器使用中的兼容性問題，為解決兼容性問題有一定的借鑒作用。

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