苑建偉李文鵬孫新

（1.中國洛陽電子裝備試驗中心洛陽471003）（2.中國人民解放軍150醫(yī)院洛陽471031）

對預警機的干擾方法設計及分析

苑建偉1李文鵬1孫新2

（1.中國洛陽電子裝備試驗中心洛陽471003）（2.中國人民解放軍150醫(yī)院洛陽471031）

基于機載預警雷達的超低副瓣特性，設計并分析了對預警機干擾的多部干擾機協(xié)同部署方式及干擾效能。針對以預警機為打擊目標的情況，設計并解析分析了多部干擾機掩護飛機突防的具體方法。

機載預警雷達；干擾機；部署方式

Class NumberTN974

1 引言

從預警機、干擾裝備、突防飛機所組成的攻防體系角度看，當預警機沿固定航線巡航、突防飛機沿預定航線突防時，任意時刻干擾裝備干擾效能的發(fā)揮程度取決于其能否有效壓制預警機探測突防飛機，取決于進入機載預警雷達的干擾信號功率與目標回波信號功率之比是否大于壓制系數(shù)［1～4，6］。其中，干擾信號功率取決于干擾裝備的干擾功率、干擾裝備與預警機的距離、干擾裝備的數(shù)量，以及干擾裝備、突防飛機、預警機三者位置關系等因素，回波信號功率取決于機載預警雷達的發(fā)射功率、突防飛機的突防高度、突防飛機距離預警機的距離等因素。本文擬針對預警機的防區(qū)外跑道形巡邏方式，先分析干擾機的部署策略和干擾效果，后結(jié)合突防目標分析突防飛機的突防方法和干擾機的優(yōu)化配置方式。

2 干擾機部署方式設計

PD雷達（脈沖多普勒雷達）的接收機多采用超低副瓣天線、旁瓣對消、旁瓣匿影等空域濾波技術(shù)來降低副瓣干擾，使得噪聲很難進入雷達接收系統(tǒng)；在數(shù)據(jù)處理時對回波信號進行相干積累，使得噪聲干擾效率很低［5，7～9］。針對現(xiàn)代預警雷達的極低旁瓣特性和抗干擾能力，為使突防飛機突防航線上的任何時刻均有一部干擾機能對準機載預警雷達的主瓣，在此，考慮沿與預警機巡邏航線平行的我方陣地一側(cè)前沿區(qū)域呈線狀部署多部干擾機，以下稱為“一線多機”部署，如圖1所示。圖1中，Dj為干擾機部署位置距預警機航線的距離，Δθ為機載預警雷達主波束寬度。

多部干擾機“一線多機”部署的關鍵在于確定干擾機到預警機巡邏線距離Dj、各干擾機的部署間距ΔL及干擾機的部署數(shù)量N。

1）干擾機到預警機巡邏線距離Dj的確定方法

當預警機飛行高度遠小于突防飛機與預警機、干擾機與預警機之間的距離時，干擾壓制區(qū)分析可忽略預警機、突防飛機的飛行高度［2～3，10～12］。因此，本文在水平面內(nèi)考慮干擾機、突防飛機和預警機間的位置關系。

干擾機到預警機巡邏線距離Dj受戰(zhàn)術(shù)要求（Dj，max）、通視要求（D0）、預警雷達垂直波束寬度（D1）、地理環(huán)境（D2）等因素制約。

假設：戰(zhàn)術(shù)要求將敵機載預警雷達的探測距離由A壓縮到R1（km）。

則由干擾方程：

可得：

此外，干擾機應在預警雷達的直視距離D0之內(nèi)，即：

式中hj為干擾機天線高出地平線高度（m）。H為預警機飛行高度（m）。

另外，設機載預警雷達垂直波瓣寬度為Δθβ，當雷達波束水平照射時，雷達波搭地距離D1等于：

綜上，干擾機到預警機巡邏線的水平距離Dj應滿足：

2）干擾機部署間距ΔL的確定方法

為了保證在構(gòu)成威脅的位置和方向上，機載預警雷達主瓣里至少有一部干擾機，則干擾機間距ΔL（km）應滿足：

式中，Δθa為機載預警雷達水平波瓣寬度；Dj為干擾機到預警機巡邏線距離，km。

3）干擾機部署數(shù)量的確定方法

當需要保護的正面寬度為Lkm時，所需干擾機數(shù)量為

實際部署時，干擾機距離預警機的位置也應考慮干擾機自身的安全問題，即干擾機距離預警機的位置不能太近。假設根據(jù)戰(zhàn)術(shù)要求干擾機距離預警機的最近距離為D2，則所選擇的干擾機部署位置距預警機的最近距離D1在滿足式（5）的同時，還應滿足下式：

若不存在滿足式（8）的D1存在，則應考慮“多對一”干擾，即在任意位置，設計使預警機的主波束內(nèi)同時存在兩部或多部干擾機。假設為N部，基于功率疊加原理，則使用N部干擾機時D1的計算式（2）應改為

在此基礎上再結(jié)合式（3）～（7），確定干擾機的實際部署位置和數(shù)量。

3 一線多機部署干擾效果分析

預警機以跑道形航線飛行時，無干擾時其探測區(qū)域為一跑道形及其內(nèi)部。

受到干擾后，當干擾距離為Dj時，機載預警雷達的實際作用距離R2為

考慮機載預警雷達的超低副瓣特性，假設所有的副瓣干擾均無效，則干擾機“一線多機”部署方式下，機載預警雷達的探測區(qū)域如圖2所示。

該區(qū)域的解析表達式［10～12］為

例如，已知某預警機以130km巡邏邊長飛行時，其“強效區(qū)”寬度約550km。假設單部干擾機主瓣干擾時可有效壓制其機載預警雷達并滿足戰(zhàn)術(shù)需求（即實際部署時Dj對應的R1小于等于R2），且已知該機載預警雷達水平波瓣寬度為5.5°，則為掩護正面550km寬度范圍內(nèi)的所有突防目標，所需干擾機數(shù)量為24部，各干擾機的部署間距為24km。

4 以預警機為打擊目標的突防方法設計

分析可知，掩護一定正面寬度時，多部干擾機“一線多機”部署可有效壓制預警機的探測效能，但所需的干擾機數(shù)量卻較多。為優(yōu)化干擾機的部署數(shù)量、節(jié)省干擾資源，可根據(jù)突防目標設計相應的突防方法。以預警機為打擊目標時的戰(zhàn)機突防航線及干擾部署設計如圖4所示。突防飛機沿斜線飛行，在預警機進入其機載武器射程范圍（打擊半徑）R時，對其進行攻擊。干擾機采用“一線多機”部署方式，以保證一旦預警機主瓣對準突防飛機，在其主波束內(nèi)即有一部干擾站可對其實施干擾。

如圖3，t1時刻，假設預警機沿固定航線以速度v1由A向B飛行，突擊飛機沿斜線以速度v2由C向D超低空突防。

此刻，為掩護突防飛機突防，使用預警雷達主瓣照射到突防飛機時進入雷達波束主瓣范圍的2號干擾站對其進行干擾。下一時段，當突防飛機、2號干擾機與預警機之間的夾角大于（1 2）Δθ時，使用3號干擾機對其實施干擾，依次類推，直至突擊飛機到達打擊位置D點。t2時刻，預警機到達B位置，突防飛機到達C位置，B、C之間距離小于等于機載武器打擊半徑R時，突防飛機發(fā)射導彈攻擊預警機。

圖3中，Δθ為雷達主瓣寬度，t1、t2時刻干擾站、預警機、突防飛機之間的夾角θ1和θ2均不大于（1 2）Δθ。AB為預警機航線。CD為突防飛機航線。橘黃色虛線表示t1時刻當敵預警機位于A點時，考慮預警機飛行速度、我突防飛機位置及飛行速度、我方機載武器射程時，突防飛機的初始進入位置線。

5 突防過程解析分析

成功實施上述戰(zhàn)術(shù)的核心在于確定突防戰(zhàn)機的突防時機（t1）和突防航線（θ），以及掩護突防所需的干擾機數(shù)量（N），本節(jié)對所設計的方法進行解析分析。

1）最佳突防時機和突防航線確定方法

如圖4所示，假設預警機飛行速度為V1，突防飛機速度為V2，初始0時刻，預警機由航跡的左側(cè)端點飛向右側(cè)端點，則預警機的實時位置可用如下方程描述：

假設t1時刻突防飛機開始突防，航線與X軸的夾角為θ，則突防飛機航跡可用如下方程描述：

則任意t時刻突防飛機距預警機的距離為

某一時刻t，若突防飛機與預警機的距離小于等于突防飛機的打擊半徑，即d≤R，則突防飛機對預警機實施攻擊。

當已知突防飛機的初始位置（x20，y20）、突防飛機與預警機航線的初始距離（y10）、突防飛機的速度（v1）、預警機的速度（v2）時，改變突防方向（θ），通過仿真分析可確定某一突防方向所對應的突防時機（t1）。

2）掩護最佳突防航線所需干擾機數(shù)量的確定方法

對比各方向的各突防時機t1，可確定滿足約束條件的最小突防時間t，記為tmin。則t1至tmin過程中預警機的實際巡邏長度為

式中，S為預警機巡邏邊長。

假設單部干擾機主瓣干擾機載預警雷達可滿足戰(zhàn)術(shù)壓制要求。則為了有效掩護突防飛機突防，按照“一線多機”部署方式，多部干擾機掩護一定正面寬度時各干擾機間的部署間距ΔL（km）應滿足：

式中Δθa為預警雷達的主瓣寬度，y10為干擾機距離預警機航線的垂直距離。

此時，由預警機的實際巡邏長度S1，可得掩護突防飛機突防所需的干擾機數(shù)量約為

如圖5所示。

6 結(jié)語

本文主要完成以下兩方面研究：一是針對機載預警雷達的超低副瓣特性，設計了掩護一定正面寬度時多部干擾機的協(xié)同部署方式；二是針對以預警機為打擊目標的突防作戰(zhàn)，設計并解析分析了多部干擾機掩護突防飛機突防的具體戰(zhàn)法。本文側(cè)重從理論層面對地對空干擾對預警機作戰(zhàn)問題進行分析，為下一步開展預警機戰(zhàn)法研究提供重要參考。

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Design and Analysis of AWACS Interference Method

YUAN Jianwei1LI Wenpeng1SUN Xin2
（1.China Luoyang Electronic Equipment Test Center，Luoyang471003）（2.The 150th Hospital of the PLA，Luoyang471031）

Taking into account of the ultra-low side beam characteristic of airborne warning radar，the multi-jamming cooper?ation disposition strategy is designed and the interference efficiency is analyzed.Focus on the task of striking AWACS，a useful method is developed to shield the assault fighters by multi-jamming.

airborne warning radar，jamming，disposition strategy

TN974

10.3969/j.issn.1672-9730.2017.08.036

2017年2月9日，

2017年3月27日

苑建偉，男，碩士，助理工程師，研究方向：雷達及雷達對抗。李文鵬，男，碩士，工程師，研究方向：雷達及雷達對抗。孫新，女，碩士，工程師，研究方向：計算機應用技術(shù)。