齊 偉

(中國人民解放軍92941部隊,遼寧 葫蘆島125000)

0 引言

隨著作戰(zhàn)電磁環(huán)境的日益復雜,對艦空導彈武器系統(tǒng)抗干擾能力的要求越來越高。引信的抗干擾性能連同引戰(zhàn)配合效率和可靠性一起被稱為引信的三大戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標。目標攜帶有源干擾機,可以使無線電引信的起爆區(qū)發(fā)生畸變,其理想效果是引信在正常作用區(qū)域以外早炸,導致引信的作用率為零或殺傷概率為零[1]。無線電引信是利用無線電波獲取目標信息而作用的近炸引信。作為彈上重要的分系統(tǒng)之一,無線電引信工作在電磁干擾環(huán)境下,其抗干擾性能的優(yōu)劣直接影響導彈的單發(fā)殺傷概率和導彈武器系統(tǒng)總體作戰(zhàn)效能[2]。所以無線電引信抗干擾技術(shù)十分重要,一直是國內(nèi)外研究熱點。文獻[3]闡述了地空導彈武器系統(tǒng)抗干擾試驗檢驗的途徑和方法,提出了檢驗地空導彈引信抗干擾性能的飛行試驗方法及評估原則。文獻[4]提出了無線電引信抗海雜波干擾方法。文獻[5]和文獻[6]主要對無線電引信抗有源干擾技術(shù)及綜合評估方法進行了研究。

針對引信抗干擾試驗尚無標準或成熟方法,以及引信抗干擾試驗環(huán)境構(gòu)建不逼真的現(xiàn)狀,本文在分析無線電引信有源干擾環(huán)境特性的基礎(chǔ)上,對無線電引信抗有源干擾試驗方法進行了研究。

1 干擾源及干擾環(huán)境分析

對無線電引信進行有源干擾的技術(shù)途徑是,首先偵查出引信的工作頻率和信號特征,然后利用干擾機產(chǎn)生相應(yīng)頻率和信號特征的波形,以模擬真實目標的有益信號,使無線電引信早炸或在起爆區(qū)失效,使戰(zhàn)斗部不能殺傷目標。常見的有源干擾有壓制式干擾和欺騙式干擾等。

根據(jù)艦空導彈、空中目標、敵方干擾機的空間相對位置,中、遠程艦空導彈無線電引信面臨的有源干擾主要分為遠距支援干擾、自衛(wèi)干擾、隨隊掩護干擾三大類。

(1)遠距支援干擾

遠距支援干擾通常是指由專用的運載平臺,例如大型電子干擾飛機等,攜帶雷達干擾設(shè)備,對敵方雷達進行干擾,為己方飛機提供保護性的干擾屏障,達到掩護已方的作戰(zhàn)行動的目的。遠距支援干擾中的“遠距”是指己方干擾設(shè)備遠離敵方雷達,在敵方雷達最大探測范圍之外發(fā)射干擾信號,使其無法正常探測接近的攻擊編隊。干擾設(shè)備通過輻射強干擾信號掩護目標,干擾信號主要是從雷達天線的旁瓣進入接收機,一般采用壓制式干擾方式。遠距支援干擾的優(yōu)點主要有:干擾飛機有足夠的時間占據(jù)有利位置,實現(xiàn)最佳干擾;干擾飛機能夠攜帶大功率的專用電子干擾設(shè)備,能有效掩護我方飛機突防,達到隱蔽攻擊的目的,從而實現(xiàn)縱深打擊戰(zhàn)略。典型遠距支援干擾機有美國的AN/ALQ-99系列等。

(2)自衛(wèi)干擾

自衛(wèi)干擾機由作戰(zhàn)飛機或突防導彈攜帶,實施對防空導彈系統(tǒng)和其他電子系統(tǒng)的干擾,用于保護其本身免受防空導彈和電子系統(tǒng)的威脅。典型自衛(wèi)干擾機有美國的ALQ-165等。自衛(wèi)干擾又可分為壓制式干擾和欺騙式干擾。自衛(wèi)干擾的主要任務(wù)是實施突防,重點是火力配備,不可能搭載更多的電子戰(zhàn)裝備,其干擾功率稍小,重點實施瞄準式干擾。

(3)隨隊掩護干擾

隨隊掩護干擾是電子干擾設(shè)備伴隨作戰(zhàn)系統(tǒng)一同運動所實施的一種支援干擾。在執(zhí)行隨隊干擾任務(wù)時,干擾機位于目標附近,通過輻射強干擾信號掩護目標。干擾信號是從雷達天線的主瓣(與目標不能分辨時)或旁瓣(與目標可分辨時)進入接收機的,可采用壓制或欺騙干擾方式。隨隊掩護干擾機可能處于己方攻擊機群的前方,對敵方的搜索雷達和跟蹤雷達實施干擾,以保護隨后的攻擊機編隊;也可能伴隨攻擊機群一同進入目標區(qū)域,搜索和壓制敵方雷達,從而保護已方機群。隨隊掩護干擾的優(yōu)點有:干擾載機具有同目標一樣的機動能力;既可釋放大功率的壓制干擾,又可釋放欺騙干擾;干擾信號既可從天線主瓣進入,也可從旁瓣進入。

2 無線電引信抗有源干擾試驗方法

2.1 靜態(tài)線饋試驗

靜態(tài)線饋抗干擾試驗是采用目標模擬器和干擾信號源,以線饋的方式,將目標模擬信號和干擾信號直接注入引信接收機中,通過對引信啟動特性等指標的分析,檢驗引信抗干擾性能。

無線電引信靜態(tài)線饋抗干擾試驗設(shè)備包括引信專用測控臺、引信目標模擬器、可調(diào)衰減器、噪聲干擾模擬器、功率合成器等。靜態(tài)線饋抗干擾試驗示意圖如圖1所示。試驗時,目標模擬器和程控型噪聲干擾模擬器輸出信號分別衰減后合成,注入引信接收通道。引信的開關(guān)機等指令通過專用測控臺進行控制。通過調(diào)節(jié)可調(diào)衰減器調(diào)整目標信號強度和干擾信號強度,模擬典型遠距支援寬帶阻塞式噪聲干擾和自衛(wèi)噪聲干擾條件下的引信輸入信號。通過專用測控臺觀測和采集記錄引信在不同干擾條件下的工作特性,驗證引信的抗干擾性能。

圖1 靜態(tài)線饋抗干擾試驗示意圖

2.2 暗室半實物仿真試驗

暗室半實物仿真試驗是將被測引信、目標模擬器和干擾信號源置于微波暗室中,目標模擬信號和干擾信號經(jīng)陣列天線輻射,被引信接收,通過分析引信啟動情況,驗證其抗干擾性能。暗室半實物抗干擾仿真試驗示意圖如圖2所示。

圖2 暗室半實物仿真抗干擾試驗示意圖

試驗時,利用功率縮比原理模擬引信、目標及干擾源之間的空間距離。目標模擬器模擬目標回波信號和多普勒頻率信號,干擾信號源模擬壓制和欺騙干擾信號。干擾信號的產(chǎn)生有兩種方式:干擾模擬器和實裝干擾機。干擾模擬器是射頻仿真實驗室配備的仿真試驗設(shè)備,由計算機控制,具備產(chǎn)生多種干擾信號的功能。干擾信號和目標模擬回波信號在天線陣面上的移動位置,由陣列信號控制系統(tǒng)根據(jù)導彈、目標等相對位置的變化來確定。干擾功率按雷達方程或干擾方程進行計算并控制。引信抗遠距支援干擾試驗是模擬遠距支援干擾機從不同距離、不同方向?qū)σ胚M行干擾的態(tài)勢;抗機載/彈載自衛(wèi)干擾試驗是模擬機載/彈載自衛(wèi)干擾機從不同脫靶方位、不同脫靶量對引信進行干擾的態(tài)勢;抗隨隊掩護干擾試驗是模擬機載/彈載隨隊掩護干擾模式。最后根據(jù)引信回波信號和啟動情況分析抗干擾效果。

2.3 滑軌試驗

滑軌試驗是指裝有引信的試驗車,沿著置于地面的軌道運動,在事先設(shè)定好的干擾環(huán)境下,模擬彈目交會狀態(tài),通過對引信啟動情況等的分析,測試引信抗干擾性能。

無線電引信抗有源干擾滑軌試驗示意圖如圖3所示。試驗中,引信及其試驗車放置于試驗軌道上,目標按預定的交會姿態(tài)和脫靶條件懸掛于軌道上方,干擾機則根據(jù)不同的干擾模式置于目標中或者軌道旁邊。目標和干擾機靜止不動,引信沿滑軌勻速從目標下方滑過。引信滑行過程中探測干擾環(huán)境下的目標信號。根據(jù)遠距支援干擾空間態(tài)勢,進行抗遠距支援干擾試驗時,干擾模擬器應(yīng)置于目標后方盡量遠處,通?？梢灾糜谲壍澜K點附近,干擾機天線主波束應(yīng)與軌道成一定角度,同時天線主波束需覆蓋引信與目標遭遇段。進行抗機載/彈載自衛(wèi)干擾試驗時,將干擾機或其天線放置在目標上,通過電纜與信號源連接,信號源及放大器置于地面。在進行抗遠距支援或者隨隊掩護干擾試驗時,由于滑軌試驗場地比實際干擾空間小很多,因此在滿足干擾功率譜密度指標要求前提下,需要對干擾機發(fā)射功率進行等效縮比。已知

式中:Pj為干擾機發(fā)射功率;Gj為干擾機發(fā)射天線增益;Rj為引信與干擾機的距離;Pj]1為試驗干擾機發(fā)射功率;Gj]1為試驗干擾機發(fā)射天線增益;Rj]1為試驗干擾機與引信的距離。

試驗過程中,利用測量和數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集引信工作信號、引信滑行參數(shù)及干擾機工作信號等。根據(jù)目標回波、多普勒頻率檢波、報警信號、受到干擾信號標志、抗干擾措施標志等信號,經(jīng)數(shù)據(jù)處理后分析評估無線電引信抗干擾效果。

圖3 無線電引信抗有源干擾滑軌試驗示意圖

2.4 飛行試驗

飛行試驗是指在導彈攔截模擬目標過程中,利用干擾機采取特定模式對導彈引信進行干擾,通過導彈攔截目標成功與否,驗證引信抗干擾性能。無線電引信抗有源干擾飛行試驗一般不單獨組織,而是結(jié)合艦空導彈武器系統(tǒng)抗有源干擾飛行試驗,進行導彈飛行試驗的同時,兼顧驗證引信的抗干擾性能。

飛行試驗示意圖如圖4所示。試驗中,導彈對模擬目標(靶機或靶彈)進行攔截,干擾機發(fā)射干擾信號對導彈制導系統(tǒng)和引信系統(tǒng)進行干擾,導彈對抗干擾的同時搜索并攻擊目標。進行抗遠距支援干擾試驗時,可將干擾機布設(shè)在地面;抗自衛(wèi)干擾試驗時,將干擾機裝備在模擬目標(靶機或靶彈)上;抗機載/彈載隨隊掩護干擾試驗可通過兩個靶標同時供靶構(gòu)建態(tài)勢。利用彈上遙測設(shè)備將引信相關(guān)參數(shù)傳輸至地面接收站,通過分析導彈遙測設(shè)備記錄的引信工作參數(shù)、模擬目標遙測設(shè)備記錄的干擾機相關(guān)參數(shù)、光測設(shè)備記錄的彈目交會參數(shù)以及導彈對目標的殺傷情況,來判定引信抗干擾性能。

圖4 艦空導彈抗干擾飛行試驗示意圖

3 對比分析

針對四種檢驗無線電引信抗有源干擾性能的試驗方法,從可控性、組織實施難易程度、技術(shù)實現(xiàn)及貼近實戰(zhàn)化角度進行對比分析,詳見表1。

表1 艦空導彈無線電引信抗有源干擾試驗方法對比

由表1的分析結(jié)果,結(jié)合無線電引信抗干擾試驗方法發(fā)展趨勢可知:靜態(tài)線饋試驗和暗室半實物仿真試驗組織實施容易,可控可測性較高,但是構(gòu)建的彈目飛行環(huán)境和空間干擾環(huán)境不夠真實,對于檢驗真實環(huán)境下的引信抗干擾性能效果不夠明顯;飛行試驗可以構(gòu)建真實的彈目飛行過程和干擾環(huán)境,且空中其他干擾因素都將包含在內(nèi),更加貼近現(xiàn)實作戰(zhàn)狀態(tài),但干擾環(huán)境監(jiān)測和干擾結(jié)果評估較為困難,并且由于成本太高難以進行多子樣試驗,只能結(jié)合導彈的飛行試驗來進行;滑軌試驗是在引信繞飛全尺寸模擬試驗基礎(chǔ)上的進一步發(fā)展,可采用靶標和干擾機,兼顧了全尺寸模擬試驗的真實性和縮比模擬試驗的經(jīng)濟性,既可精確預裝目標脫靶量或彈體姿態(tài),又可在小脫靶量及任意脫靶方位上進行試驗,隨時調(diào)控干擾態(tài)勢,以獲得各種彈目交會特征信號,試驗組織容易,方便對引信抗干擾性能進行評估?？梢哉f,滑軌試驗優(yōu)勢比較明顯,非常適合引信抗有源干擾統(tǒng)計性試驗。

由此可進一步得到艦空導彈無線電引信抗有源干擾試驗的設(shè)計思路:以滑軌試驗為主對引信抗干擾措施和性能進行統(tǒng)計性檢驗;靜態(tài)線饋試驗和暗室半實物仿真試驗主要用于輔助驗證引信抗干擾性能;飛行試驗主要用于在實裝對抗環(huán)境和真實彈目飛行環(huán)境下對引信抗干擾性能進行考核和驗證。

4 總 結(jié)

復雜電磁環(huán)境是現(xiàn)代戰(zhàn)場的突出特征,提高無線電引信在日趨復雜的電磁環(huán)境下的抗干擾能力,是保障武器系統(tǒng)高效毀傷目標的關(guān)鍵。本文針對艦空導彈無線電引信面臨的電磁有源干擾,分析了無線電引信所處的干擾環(huán)境,歸納和研究了無線電引信抗電磁有源干擾試驗方法,通過對比得出了滑軌試驗更加適合無線電引信抗有源干擾統(tǒng)計性試驗的結(jié)論。