胡寶潔，劉廣建，毋曉鶴，王永明

(中國(guó)洛陽(yáng)電子裝備試驗(yàn)中心，河南 洛陽(yáng) 471003)

機(jī)載自衛(wèi)干擾對(duì)抗跟蹤制導(dǎo)雷達(dá)策略研究*

胡寶潔，劉廣建，毋曉鶴，王永明

(中國(guó)洛陽(yáng)電子裝備試驗(yàn)中心，河南 洛陽(yáng) 471003)

分析了空—地攻防對(duì)抗環(huán)境，研究了機(jī)載自衛(wèi)干擾裝備對(duì)抗防空導(dǎo)彈跟蹤制導(dǎo)雷達(dá)進(jìn)而掩護(hù)飛機(jī)突防的作戰(zhàn)機(jī)理，并進(jìn)行了仿真計(jì)算。針對(duì)攻防對(duì)抗過(guò)程中機(jī)載自衛(wèi)干擾裝備的干擾使用方式，依據(jù)不同干擾樣式下對(duì)雷達(dá)作用效果不同設(shè)計(jì)了2種干擾策略，并給出了具體應(yīng)用，為機(jī)載自衛(wèi)干擾裝備的實(shí)際運(yùn)用提供參考和借鑒。

自衛(wèi)干擾；跟蹤制導(dǎo)雷達(dá)；突防過(guò)程；攻防對(duì)抗；機(jī)理；干擾策略

0 引言

跟蹤制導(dǎo)雷達(dá)[1-2]是防空系統(tǒng)[3-5]火力單元的控制中心，在目標(biāo)的捕獲和跟蹤方面發(fā)揮著重要作用。自衛(wèi)干擾[6-7]是突防飛機(jī)在完成突防攻擊、轟炸封鎖、近空支援和壓制防空系統(tǒng)時(shí)所采用的，這種干擾方式的作用是保護(hù)突防飛機(jī)不被末端防御系統(tǒng)截獲和跟蹤。機(jī)載自衛(wèi)干擾裝備具備多種不同干擾樣式，在突防過(guò)程中針對(duì)不同階段，采用不同干擾策略將會(huì)大大提高突防飛機(jī)的突防概率。因此，針對(duì)空—地攻防行動(dòng)過(guò)程，研究分析機(jī)載自衛(wèi)干擾裝備的干擾樣式和干擾時(shí)機(jī)，破壞跟蹤制導(dǎo)雷達(dá)的捕獲和跟蹤，充分發(fā)揮機(jī)載自衛(wèi)干擾裝備作戰(zhàn)效能，是設(shè)計(jì)干擾策略的主要目的。

1 對(duì)抗環(huán)境分析

作為突防方，突防飛機(jī)攜帶精確制導(dǎo)炸彈，以超低空出航，到達(dá)預(yù)定地域A后迅速爬升，進(jìn)入航線。突防至B地域的攻擊陣位時(shí)，發(fā)射精確制導(dǎo)炸彈，對(duì)要地進(jìn)行打擊。飛機(jī)具有自衛(wèi)干擾能力，在突防過(guò)程中對(duì)地面跟蹤制導(dǎo)雷達(dá)系統(tǒng)實(shí)施不同樣式的干擾。

地面系統(tǒng)主要由地面雷達(dá)站、地空導(dǎo)彈陣地和防空高炮陣地組成，按照一定的防御規(guī)則對(duì)飛機(jī)編隊(duì)進(jìn)行攔截[8-10]。地面跟蹤制導(dǎo)雷達(dá)在搜索雷達(dá)的引導(dǎo)下，跟蹤照射進(jìn)攻方飛機(jī)目標(biāo)，為導(dǎo)彈發(fā)射提供導(dǎo)彈制導(dǎo)信息。但受機(jī)載干擾裝備的干擾，無(wú)法穩(wěn)定跟蹤目標(biāo)，受干擾后迅速采取措施進(jìn)行抗干擾。

對(duì)抗環(huán)境如圖1所示。

2 自衛(wèi)干擾掩護(hù)飛機(jī)突防機(jī)理

2.1跟蹤制導(dǎo)雷達(dá)作用機(jī)理分析

地面跟蹤制導(dǎo)雷達(dá)，主要用于捕獲和跟蹤飛行目標(biāo)，為導(dǎo)彈發(fā)射提供導(dǎo)彈制導(dǎo)信息。為實(shí)現(xiàn)盡早盡遠(yuǎn)探測(cè)空中目標(biāo)的目的，通常工作于脈沖壓縮等常規(guī)工作樣式，其特點(diǎn)是具有較長(zhǎng)的脈沖寬度，較低的脈沖重復(fù)頻率；當(dāng)雷達(dá)受到噪聲干擾時(shí)，可采取手動(dòng)變頻、頻率捷變等措施抗干擾；當(dāng)雷達(dá)受到假目標(biāo)干擾時(shí)，采取重頻抖動(dòng)等措施抗干擾。除此之外，雷達(dá)還具備脈間或脈組隨機(jī)變頻、旁瓣對(duì)消、動(dòng)目標(biāo)顯示等抗干擾措施。

對(duì)跟蹤制導(dǎo)雷達(dá)實(shí)施干擾，主要是降低其跟蹤精度，進(jìn)而降低目標(biāo)飛機(jī)被擊毀的概率[11-13]。跟蹤制導(dǎo)雷達(dá)在搜索過(guò)程中發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后，一方面要對(duì)該目標(biāo)進(jìn)行跟蹤；另一方面還要繼續(xù)對(duì)搜索空域進(jìn)行搜索，這些過(guò)程都需占用時(shí)間資源。當(dāng)控制目標(biāo)增多，雷達(dá)的時(shí)間資源占用率將變大，當(dāng)目標(biāo)的數(shù)量超過(guò)雷達(dá)所能承受的上限時(shí)，雷達(dá)將處于飽和狀態(tài)，無(wú)法處理所有來(lái)襲目標(biāo)。

隨著干擾技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，機(jī)載自衛(wèi)干擾裝備不但具備寬帶阻塞式干擾樣式，還具備窄帶瞄準(zhǔn)、掃頻式、多假目標(biāo)等多種干擾樣式；在突防飛機(jī)相對(duì)地面雷達(dá)由遠(yuǎn)及近飛行時(shí)，地面雷達(dá)也并非一直工作于一種工作樣式，受到干擾后，還會(huì)采取多種抗干擾措施。實(shí)際的電子對(duì)抗過(guò)程，對(duì)雙方而言，是一個(gè)不完全信息動(dòng)態(tài)博弈的過(guò)程。本文討論的對(duì)跟蹤制導(dǎo)雷達(dá)實(shí)施的電子對(duì)抗措施，主要是指機(jī)載自衛(wèi)干擾裝備在突防飛機(jī)沿指定航線由遠(yuǎn)及近接近任務(wù)區(qū)，從突防飛機(jī)進(jìn)入地面雷達(dá)的探測(cè)范圍開(kāi)始到飛機(jī)實(shí)施打擊任務(wù)結(jié)束，對(duì)雷達(dá)實(shí)施的干擾。

圖1 對(duì)抗環(huán)境示意圖Fig.1 Air to surface countermeasure battlefield environment

2.2突防過(guò)程分析

通過(guò)上述分析，機(jī)載雷達(dá)干擾裝備在不同突防階段，準(zhǔn)確把握干擾樣式和干擾時(shí)機(jī)，可掩護(hù)突防飛機(jī)完成空地打擊任務(wù)。當(dāng)突防飛機(jī)在防空導(dǎo)彈有效射程以外時(shí)，機(jī)載干擾裝備采取噪聲干擾對(duì)雷達(dá)實(shí)施干擾壓制，企圖降低雷達(dá)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)概率，減少防空預(yù)警和火力準(zhǔn)備時(shí)間，掩護(hù)飛機(jī)在防區(qū)外的突防。當(dāng)突防飛機(jī)進(jìn)入防空導(dǎo)彈有效射程以內(nèi)時(shí)，機(jī)載干擾裝備采取欺騙干擾等措施，企圖破壞雷達(dá)對(duì)目標(biāo)的穩(wěn)定跟蹤，影響雷達(dá)跟蹤能力，掩護(hù)飛機(jī)靠近攻擊陣位，完成空地打擊任務(wù)。機(jī)載干擾裝備干擾策略設(shè)計(jì)[14-16]可分為2個(gè)階段：第1個(gè)階段為突防飛機(jī)位于防區(qū)外的行動(dòng)；第2個(gè)階段為突防飛機(jī)進(jìn)入防區(qū)內(nèi)的行動(dòng)，如圖2所示。

2.3仿真計(jì)算

機(jī)載自衛(wèi)干擾裝備干擾樣式主要考慮寬帶阻塞式干擾、窄帶瞄頻干擾、多假目標(biāo)干擾和距離/速度拖引干擾。

由雷達(dá)方程可得[17]，雷達(dá)接收端的目標(biāo)回波信號(hào)功率為

(1)

雷達(dá)接收到干擾信號(hào)功率為

(2)

由式(1)和式(2)可以得到雷達(dá)干擾方程

(3)

由式(3)雷達(dá)干擾模型，即可得到受到干擾后雷達(dá)的燒穿距離。由于不同干擾樣式下雷達(dá)的燒穿距離不同，據(jù)此進(jìn)行干擾策略設(shè)計(jì)。

以突防飛機(jī)進(jìn)入航線A點(diǎn)作為T(mén)0時(shí)刻，突防飛機(jī)速度為v。突防飛機(jī)從A點(diǎn)至防區(qū)C點(diǎn)由遠(yuǎn)及近飛行，需T1，從防區(qū)C點(diǎn)至精確制導(dǎo)炸彈射程B點(diǎn)飛行，需T2。寬帶阻塞式干擾樣式下，雷達(dá)燒穿距離為r1，持續(xù)時(shí)間為t1；窄帶瞄準(zhǔn)式干擾樣式下，雷達(dá)燒穿距離為r2，持續(xù)時(shí)間為t2。

假設(shè)以下參數(shù)：突防方飛行速度180 km/h，機(jī)載干擾設(shè)備發(fā)射功率為1 000 W，攜帶的精確制導(dǎo)炸彈射程為10 km,突防飛機(jī)距防空陣地80 km時(shí)進(jìn)入預(yù)定航線。

經(jīng)計(jì)算，寬帶阻塞式干擾樣式下，干擾帶寬為300 MHz時(shí)，雷達(dá)燒穿距離為36.9 km；當(dāng)干擾功率為38 dBW，干擾帶寬為200 MHz時(shí)，雷達(dá)燒穿距離為33 km。窄帶瞄頻干擾樣式下，當(dāng)干擾功率為38 dBW、帶寬為5 MHz時(shí)，雷達(dá)燒穿距離為13.2 km。當(dāng)突防飛機(jī)從80～35 km由遠(yuǎn)及近飛行，即從進(jìn)入航線到防區(qū)附近飛行需15 min；從35～10 km飛行，即從進(jìn)入防區(qū)到精確制導(dǎo)炸彈有效射程，需8 min左右。

3 機(jī)載自衛(wèi)干擾裝備干擾策略設(shè)計(jì)

3.1策略1：電磁佯動(dòng)，掩護(hù)突防

如圖3所示，飛機(jī)進(jìn)入航線后，T0時(shí)刻，干擾裝備首先釋放假目標(biāo)干擾，實(shí)施電磁佯動(dòng)，影響雷達(dá)對(duì)真實(shí)目標(biāo)的判別；T0+5 min時(shí)刻，干擾裝備采取寬帶阻塞式干擾對(duì)雷達(dá)工作頻段進(jìn)行覆蓋，降低雷達(dá)對(duì)目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)概率；T0+15 min時(shí)刻，飛機(jī)臨近防區(qū)，飛行至距防空陣地33 km(寬帶阻塞式干擾下雷達(dá)燒穿距離)時(shí)，采取窄帶瞄頻式干擾，對(duì)雷達(dá)重點(diǎn)頻段進(jìn)行干擾，破壞雷達(dá)跟蹤精度；T0+22 min時(shí)刻，目標(biāo)已位于防區(qū)內(nèi)，當(dāng)目標(biāo)飛行至距防空陣地13.2 km(窄帶瞄頻式干擾下雷達(dá)燒穿距離)時(shí)，切換干擾樣式，采取距離/速度拖引干擾，掩護(hù)目標(biāo)至攻擊陣位(精確制導(dǎo)炸彈有效射程10 km)實(shí)施打擊行動(dòng)。

圖2 空地攻防行動(dòng)示意圖Fig.2 Air to surface countermeasure engagement

3.2策略2：擾騙結(jié)合，破壞跟蹤

如圖4所示，飛機(jī)進(jìn)入航線后，T0時(shí)刻，干擾裝備首先采取寬帶阻塞式干擾對(duì)雷達(dá)工作頻段進(jìn)行覆蓋，實(shí)施壓制干擾，降低雷達(dá)對(duì)目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)概率；T0+15 min時(shí)刻，飛機(jī)臨近防區(qū)，飛行至距防空陣地33 km(寬帶阻塞式干擾下雷達(dá)燒穿距離)時(shí)，采取多假目標(biāo)干擾，影響雷達(dá)對(duì)真目標(biāo)的判別，甚至于雷達(dá)系統(tǒng)飽和，難以發(fā)現(xiàn)和跟蹤突防飛機(jī)；T0+20 min時(shí)刻，采取距離/速度拖引，掩護(hù)目標(biāo)至攻擊陣位(精確制導(dǎo)炸彈有效射程10 km)實(shí)施打擊行動(dòng)。

圖3 干擾策略1攻防行動(dòng)示意圖Fig.3 Countermeasure engagement of the first kind of jamming tactics

圖4 干擾策略2攻防行動(dòng)示意圖Fig.4 Countermeasure engagement of the second kind of jamming tactics

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)干擾策略應(yīng)用背景、對(duì)抗雙方裝備戰(zhàn)技性能、攻防行動(dòng)過(guò)程等進(jìn)行深入分析，充分考慮到各種因素對(duì)攻防行動(dòng)可能產(chǎn)生影響的基礎(chǔ)上，對(duì)裝備實(shí)際運(yùn)用的總體謀劃和安排。本文僅提供了一種機(jī)載自衛(wèi)干擾裝備干擾策略設(shè)計(jì)的思路和方法，而干擾策略的實(shí)施效果、關(guān)鍵參數(shù)還有待于通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)和驗(yàn)證。通過(guò)干擾策略設(shè)計(jì)，機(jī)載自衛(wèi)干擾裝備在實(shí)際運(yùn)用中還需注意干擾行動(dòng)與突防行動(dòng)的協(xié)同、自衛(wèi)干擾與遠(yuǎn)距離支援干擾的協(xié)同等。

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JammingTacticsofAirborneSelf-ProtectionJammingAgainstTrackingandGuidingRadar

HU Bao-jie，LIU Guang-jian，WU Xiao-he，WANG Yong-ming

(Luoyang Electronic Equipment Test Center，Henan Luoyang 471003，China)

The air-to-surface countermeasure battlefield environment is analyzed, and the operational mechanism that airborne self-protection jammer covering aircraft penetration acts against tracking and guiding radar of air-defense missile system is studied by simulating and calculating. Based on the jamming styles, two kinds of jamming tactics are designed with different jamming models against different radar burning ranges, and the application is put forward. The research on jamming tactics will provide references for the operational utilization of the airborne self-protection jammer..

self-protection jamming；tracking and guiding radar；penetrating process；attack and defense countermeasures；mechanism；jamming tactics

2016-11-20；

2016-12-27

有

胡寶潔(1981-)，女，河南南陽(yáng)人。工程師，碩士，主要從事電子信息裝備領(lǐng)域的研究工作。

通信地址：471003 河南省洛陽(yáng)市洛龍區(qū)061信箱700號(hào)E-mail：baojiehu06@163.com

10.3969/j.issn.1009-086x.2017.05.021

TN974

A

1009-086X(2017)-05-0131-05