王　雋，許海龍，周水樓

（海軍裝備研究院，北京100161）

艦載舷外雷達有源誘餌布放高度研究

王雋，許海龍，周水樓

（海軍裝備研究院，北京100161）

艦載舷外雷達有源誘餌是對抗現(xiàn)代先進反艦導彈的有效方式，引起各個國家的關注重視。艦載舷外雷達有源誘餌通過有源欺騙干擾方式模擬被掩護艦船的雷達信號特征，引誘或欺騙敵跟蹤和制導雷達。根據(jù)艦載舷外雷達有源誘餌的干擾機理，研究舷外雷達有源誘餌的最佳布放高度等布放策略，對部隊作戰(zhàn)使用和部隊訓練具有一定的參考價值。

雷達有源誘餌；布放高度；質心干擾

艦載舷外雷達有源誘餌通過有源欺騙干擾方式模擬被掩護艦艇的雷達信號特征，引誘或欺騙敵跟蹤和制導雷達［1］。本文通過分析艦載舷外雷達有源誘餌的干擾機理和技術特點，利用之前建立的艦載電子戰(zhàn)反導防御仿真系統(tǒng)［2］，重點研究艦載舷外雷達有源誘餌的典型布放高度，為充分發(fā)揮艦載舷外雷達有源誘餌的作戰(zhàn)效能提供參考。

1　艦載舷外雷達有源誘餌工作過程分析

艦載舷外雷達有源誘餌工作過程［3］如下。

1）偵察探測。艦載電子對抗偵察設備（ESM設備）或雷達探測到有高速逼近的小目標時，對來襲威脅實施告警。

2）戰(zhàn)術決策。依據(jù)艦艇導航設備、風力風向傳感器、羅經(jīng)儀提供的實時數(shù)據(jù)，根據(jù)作戰(zhàn)準則，自動選擇合適發(fā)射方向的誘餌，裝訂必要的參數(shù)。

3）誘餌發(fā)射。觸發(fā)發(fā)射管的有源誘餌電池、點火助推火箭發(fā)射飛行。

4）開傘工作。誘餌飛行至設定地點開傘，天線按設定方向調整指向，實施對反艦導彈的誘騙干擾。

5）失效落水。誘餌工作時間主要取決于誘餌的留空時間，誘餌下落入水，則誘餌失效。

2　艦載舷外雷達有源誘餌干擾機理研究

2.1干擾原理

本文研究的艦載舷外雷達有源誘餌干擾原理與箔條質心的作用原理基本相同［4-6］。主要通過轉發(fā)放大敵方雷達的信號，與水面艦艇的回波信號共同作用來實現(xiàn)導彈誘偏，直至導彈跟蹤攻擊誘餌假目標［7］。在質心效應形成的初始時刻，雷達已經(jīng)穩(wěn)定跟蹤艦艇目標，天線波束中心指向艦艇的回波反射中心（設與幾何中心重合）。艦載舷外雷達有源誘餌發(fā)射后開始工作，有效實施誘騙干擾的前提條件是誘餌布放的位置需要與目標艦艇處于末制導雷達的同一個波束內(nèi)，且誘餌假目標的等效雷達截面積通常要大于目標艦的反射面積的1倍以上，這時末制導雷達將跟蹤目標與誘餌回波的能量中心，即質心，從而偏離目標［8-9］。

質心干擾的示意圖如圖1所示，制導雷達的波束角為θ0.5；誘餌與目標對雷達的張角為θ，其中，質心與目標對雷達的張角為θ1，質心與誘餌對雷達的張角為θ2，θ1+θ2=θ；目標的雷達反射面積σ1，反射的雷達波能量為P1；誘餌發(fā)射的功率為P2，相當于存在一個截面積為σ2的目標反射的能量。由質心原理和文獻［10］可知：

當壓制系數(shù)σ2/σ1≤1時，導彈最終跟蹤艦艇；

當壓制系數(shù)σ2/σ1≥1.5時，導彈最終跟蹤誘餌；

當壓制系數(shù)1＜σ2/σ1＜1.5時，導彈最終跟蹤哪個目標是等概率隨機的。

圖1　艦載舷外雷達有源誘餌干擾示意圖Fig.1 Jamming sketch map of off-board radar active decoy

2.2動態(tài)干擾過程

圖2　艦載舷外雷達有源誘餌干擾過程分析圖Fig.2 Jamming process analysis diagram of off-boardADR

假設末制導雷達的跟蹤波束服從函數(shù)f（x）=sin2x/x2分布，跟蹤波束的寬度θ=5°～6°，A、B波束交叉點位于3dB處，發(fā)現(xiàn)導彈來襲時導彈離艦艇距離 S=12km，導彈速度 300m/s，艦艇 RCS為1.3×104m2，艦載舷外雷達有源誘餌橫向布放位置250m，艦艇不橫向機動。

導彈末制導雷達的跟蹤過程如下：A波束接收到的信號強度為EA，B波束接收到的信號強度為EB，EA＞EB時，跟蹤軸將向A波束方向偏轉，直至EA=EB穩(wěn)定跟蹤；EA＜EB時，跟蹤軸將向B波束方向偏轉，直至EA=EB穩(wěn)定跟蹤。從末制導雷達鎖定跟蹤艦艇到誘餌成功干擾后末制導雷達偏離艦艇轉而跟蹤誘餌假目標的過程分為以下5個階段。

a1階段：來襲導彈鎖定艦艇。

a2階段：艦艇發(fā)現(xiàn)來襲導彈后，誘餌發(fā)射，11 s到達預定位置，開始釋放假目標信號，此時導彈離艦艇距離S=8.7km，誘餌與艦艇在雷達天線處的張角約為1.7°，在該距離上誘餌的RCS=4×105m2，艦船的RCS=1.3×104m2，EA=4×105×0.9+1.3×104×1/2，EB=4×105×Δ+1.3×104×1/2，Δ 為 小 量 ，顯然EA＞EB，RCS誘餌/RCS船=30，雷達天線跟蹤軸將直指誘餌。

a3階段：當導彈飛行至離艦艇距離S=4.776km，誘餌的RCS=1.87×105m2，誘餌與艦艇在雷達天線處的張角約為3°，由EA≈EB的穩(wěn)定跟蹤條件計算得此時誘餌偏離跟蹤軸約-0.06°，艦艇位于B波束頂點。

a4階段：當導彈飛行至離艦艇距離S=2.4km時，誘餌的RCS=4×105m2，誘餌與艦艇在雷達天線處的張角約為6°，根據(jù)EA≈EB的穩(wěn)定跟蹤條件計算得此時誘餌彈偏離跟蹤軸約-0.5°，艦艇位于B波束半波束位置。

a5階段：當導彈飛行至離艦艇距離S=1.6km時，誘餌的RCS=1.3×104m2，誘餌與艦艇在雷達天線處的張角約為90°，根據(jù)EA≈EB的穩(wěn)定跟蹤條件計算得知：此時導彈跟蹤軸穩(wěn)定指向誘餌方向，導彈與艦艇的橫向距離約為250m。故在S=1.6km時，可以認為艦艇已擺脫導彈跟蹤，干擾獲得成功。

若艦艇橫向機動，則將在大于1.6km距離時擺脫導彈跟蹤波束。

3　艦載舷外雷達有源誘餌布放高度研究

通過艦載舷外雷達有源誘餌使用過程和干擾機理分析可知，為保證艦載舷外雷達有源誘餌的干擾效能，艦載舷外雷達有源誘餌在下落和導彈由遠逐漸逼近艦艇的過程中，應始終保證在導彈俯仰波束寬度內(nèi)，并保證能夠可靠接收導引頭雷達信號并有效復制轉發(fā)欺騙干擾信號，如圖3所示。這就須要恰當選擇誘餌布放高度。誘餌的布放高度主要與誘餌下降速度、導引頭俯仰波束寬度（θ）、導彈速度、系統(tǒng)反應時間和發(fā)現(xiàn)導彈時的彈目距離等有關［12-13］。

圖3　導彈視場與誘餌位置示意圖Fig.3 Sketch map of missile field view and decoy position

目前，艦載舷外雷達有源誘餌主要由艦載ESM設備引導布放，而ESM設備無法提供導彈目標的距離和速度信息。因此，須要研究一個典型布放高度來適應不同開機距離和不同速度的導彈。筆者在前期工作中計算得出典型布放高度為150m，下面就重點分析這個典型布放高度對不同類型導彈的有效干擾時間。

仿真計算的假設條件如下：

1）反艦導彈末制導雷達導引頭的俯仰波束寬度為5°；

2）反艦導彈的速度：亞音速為300m/s；超音速為800m/s；

3）反艦導彈飛行高度為10m；

4）誘餌開傘后的下降速度為3m/s；

5）從艦載電子對抗偵察設備（ESM）發(fā)現(xiàn)反艦導彈到誘餌布放到位開始工作所需時間為11 s；

6）誘餌布放到位時反艦導彈末制導雷達導引頭已跟蹤鎖定艦船；

7）誘餌干擾方式為質心干擾。

分析情況1：艦載ESM設備在8km發(fā)現(xiàn)亞音速反艦導彈，艦載舷外雷達有源誘餌布放到位開傘工作時距離反艦導彈4.7km，開傘工作高度150m。從圖4可以看出，反艦導彈飛行至距離誘餌800m左右時，誘餌脫離導引頭3dB波束俯仰視場，此時反艦導彈基本失去再次搜索捕獲目標的能力。艦載舷外雷達有源誘餌有效誘偏工作時間約為13 s。

分析情況2：艦載ESM設備在12km發(fā)現(xiàn)亞音速反艦導彈，艦載舷外雷達有源誘餌布放到位開傘工作時距離反艦導彈8.7km，艦載舷外雷達有源誘餌開傘高度150m。從圖5可以看出，導彈飛行至距離誘餌在300m左右時，誘餌脫離導引頭3dB波束俯仰視場，此時反艦導彈基本失去再次搜索捕獲目標的能力。艦載舷外雷達有源誘餌有效誘偏工作時間約為28 s。

圖5　艦載舷外雷達有源誘餌高度與導引頭視場分析圖（12km）Fig.5 Analysis diagram of off-boardADR height and seeker field view（12km）

分析情況3：艦載ESM設備在20km發(fā)現(xiàn)超音速反艦導彈，艦載舷外雷達有源誘餌布放到位開傘工作時距離反艦導彈11.2km，艦載舷外雷達有源誘餌開傘高度150m。從圖6可以看出，導彈飛行至距離誘餌在800m左右時，誘餌脫離導引頭3dB波束俯仰視場，此時反艦導彈基本失去再次搜索捕獲目標的能力。艦載舷外雷達有源誘餌有效誘偏工作時間約為13 s。

圖6　艦載舷外雷達有源誘餌高度與導引頭視場分析圖（20km）Fig.6 Analysis diagram of off-boardADR height and seeker field view（20km）

分析情況4：艦載ESM設備在25km發(fā)現(xiàn)超音速反艦導彈，艦載舷外雷達有源誘餌布放到位開傘工作時距離反艦導彈16.2km，艦載舷外雷達有源誘餌開傘高度150m。從圖7可以看出，導彈飛行至距離誘餌在600m左右時，誘餌脫離導引頭3dB波束俯仰視場，此時反艦導彈基本失去再次搜索捕獲目標的能力。艦載舷外雷達有源誘餌有效誘偏工作時間約為20 s。

圖7　艦載舷外雷達有源誘餌高度與導引頭視場分析圖（25km）Fig.7 Analysis diagram of off-boardADR height and seeker field view（25km）

通過上述分析計算可以看出，在只有艦載ESM設備信息引導的前提下，下降速度為3m/s的艦載舷外雷達有源誘餌，在典型布放高度150m時，基本可以滿足作戰(zhàn)使用要求，但誘餌有效工作時間較短。如果可以借助艦艇上的其他有效探測信息（比如雷達主動探測信息）進行引導，由于可以提供導彈目標距離和速度等參數(shù)，就可以在導彈開機距離較遠時，誘餌布放高度高一些，開機距離較近時，布放高度低一些，通過更為精確的控制誘餌發(fā)射時機和布放高度，干擾效果會更好。

4　結束語

艦載舷外雷達有源誘餌的布放策略（布放時機、布放高度和布放距離）受風、導彈來襲方向和艦船機動等很多因素的制約，具體的布放策略應該由當時的具體作戰(zhàn)環(huán)境決定。只有綜合利用艦載ESM設備信息和雷達探測目標航跡等信息，掌握整個戰(zhàn)場態(tài)勢并充分考慮艦載舷外雷達有源誘餌布放位置和發(fā)射時機的原則，才能最大限度發(fā)揮艦載舷外雷達有源誘餌的作戰(zhàn)能力。

［1］許海龍，周水樓，李宏中.艦載舷外雷達有源誘餌作戰(zhàn)應用和效能分析［J］.電子信息對抗學術，2007，22（4）：50-53. XU HAILONG，ZHOU SHUILOU，LI HONGZHONG. Appli-cation research and jamming efficiency evaluation of shipboard radar active decoy［J］.Electronic Information Warfare Technology，2007，22（4）：50-53.（in Chinese）

［2］王雋，許海龍.基于DWK的艦載電子戰(zhàn)反導防御仿真系統(tǒng)設計與分析［J］.論證與研究，2012（S）：148-154. WANG JUN，XU HAILONG.Analysis and design of simulation system based on DWK for ship EW system against missile［J］.Demonstration and Research，2012（S）：148-154.

［3］張樹森，王騰飛，杜曉寧.舷外有源雷達誘餌作戰(zhàn)使用研究［J］.四川兵工學報，2015，36（1）：1-3. ZHANG SHUSEN，WANG TENGFEI，DU XIAONING. Research on application of shipboard off-board active radar decoy technology［J］.Journal of Sichuan Ordnance，2015，36（1）：1-3.（in Chinese）

［4］羅蘭，楊澍，劉忠.艦外有源誘餌及其戰(zhàn)術使用［J］.彈箭與制導學報，2003，23（4）：157-159. LUO LAN，YANG SHU，LIU ZHONG.The outer active batis of the warship and their tactics application［J］.Journal of Projectiles，Rockets，Missiles and Guidance，2003，23（4）：157-159.（in Chinese）

［5］孫有田，呂為民，彭瑾.艦載舷外有源誘餌的技術現(xiàn)狀及作戰(zhàn)使用特點［J］.艦船工程研究，2010（3）：44-48. SUN YOUTIAN，LV WEIMIN，PENG JIN.Operational characteristics of outboard active decoys and present technical development［J］.Ship Engineering Research，2010（3）：44-48.（in Chinese）

［6］張新如，姜偉，劉鐵軍.舷外有源誘餌防御反艦導彈的建模計算與分析［J］.艦船電子對抗，2009，32（1）：36-39. ZHANG XINRU，JIANG WEI，LIU TIEJUN.Modeling calculation and analysis of off-board active decoy defending anti-ship missile［J］.Shipboard Electronic Countermeasure，2009，32（1）：36-39.（in Chinese）

［7］吳圻鵬，王斌，李雪松.舷外有源誘餌保衛(wèi)大型艦艇建模與仿真［J］.現(xiàn)代防御技術，2013，41（5）：159-163. WU QIPENG，WANG BIN，LI XUESONG.Modeling and simulation of active decoy round defending measure-ment warship［J］.Modern Defence Technology，2013，41（5）：159-163.（in Chinese）

［8］胡海，張林，鐘志通.舷外有源誘餌反導方法研究［J］.現(xiàn)代防御技術，2013，41（3）：34-37. HU HAI，ZHANG LING，ZHONG ZHITONG.Antiship missile counter measures of outboard active electronic bait［J］.Modern Defence Technology，2013，41（3）：34-37.（in Chinese）

［9］杜建東，何國寶.舷外雷達有源誘餌試驗方法研究［J］.水雷戰(zhàn)與艦船防護，2013，21（1）：36-39. DU JIANDONG，HE GUOBAO.Research on test method of outboard radar active deeoy［J］.Mine Warfare&Ship Self-Defence，2013，21（1）：36-39.（in Chinese）

［10］高東華，俞躍，李偉.艦艇電子對抗戰(zhàn)術［M］.北京：解放軍出版社，2004：50. GAO DONGHUA，YU YAO，LI WEI.Ship ECM technique［M］.Beijing：People’s Liberation Army Press，2004：50.（in Chinese）

［11］張劍鋒，楊靜，李曉軍.艦載舷外有源雷達誘餌技術研究［J］.艦船電子對抗，2013，36（1）：7-12. ZHANG JIANFENG，YANG JING，LI XIAOJUN.Research into shipboard off-board active radar decoy technology［J］.Shipboard Electronic Countermeasure，2013，36（1）：7-12.（in Chinese）

［12］朱炳賢.舷外有源誘餌對付反艦導彈的有效性［J］.水雷戰(zhàn)與艦船防護，2003（4）：1-17. ZHU BINGXIAN.The effectiveness of the outboard active decony against anti-ship missile［J］.Mine Warefare& Ship Self-Defence，2003（4）：1-17.（in Chinese）

［13］賴中安，王彩英.舷外雷達有源誘餌干擾反艦導彈仿真建模與分析［J］.艦船電子對抗，2012，35（6）：66-70. LAI ZHONGAN，WANG CAIYING.Simulation modeling and analysis of off-board radar active decoy jamming anti-ship missile［J］.Shipboard Electronic Countermeasure，2012，35（6）：66-70.（in Chinese）

Research on the Deploy Altitude of Off-Board Radar Active Decoy

WANG Jun，XU Hailong，ZHOU Shuilou
（Naval Academy of Armament，Beijing 100161，China）

The Off-board Radar Active Decoy（ADR）is an effective measure to counter the modern advanced anti-ship missiles，and attracts the attention of each country.The ADR uses unique technology to produce a powerful jamming sig?nal，seducing the missile away from the ship towards the decoy.According to the jamming theory and technical characteris?tic of ADR，in this paper，the best deploy altitude to deploy ADR was studied，which had some reference value to force training.

radar active decoy；deploy altitude；centroid jamming

TN97

A

1673-1522（2015）06-0516-05DOI：10.7682/j.issn.1673-1522.2015.06.004

2015-07-18；

2015-09-24

王雋（1977-），女，工程師，碩士。