李文俊 劉承禹 魏建功 吳 皓 祝 強(qiáng)

（1.中國(guó)船舶重工集團(tuán)有限公司第七一〇研究所 宜昌 443003）（2.中國(guó)人民解放軍96901部隊(duì) 北京 100094）

1 引言

利用箔條干擾雷達(dá)末制導(dǎo)反艦導(dǎo)彈是艦船無(wú)源干擾作戰(zhàn)的重要組成部分。通過(guò)適時(shí)的發(fā)射箔條干擾火箭彈，進(jìn)行干擾物的布放，形成迷惑、沖淡、轉(zhuǎn)移、質(zhì)心、遮蔽等多種干擾態(tài)勢(shì)，能夠有效地干擾雷達(dá)偵察設(shè)備和雷達(dá)導(dǎo)引頭的搜索和跟蹤系統(tǒng)［1］。隨著現(xiàn)代電子戰(zhàn)的日趨復(fù)雜和高新技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是全相參、多模復(fù)合、窄脈寬、雙極化等制導(dǎo)技術(shù)的快速發(fā)展，精確目標(biāo)識(shí)別能力越來(lái)越強(qiáng)，傳統(tǒng)的沖淡、質(zhì)心干擾已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)的作戰(zhàn)需要［2］。

由于脈沖壓縮、全相參等新技術(shù)的運(yùn)用，新體制下的導(dǎo)引頭不僅分辨力得到了大幅提高，跟蹤距離分辨力可以達(dá)到10m量級(jí)［3］。而且可以獲得頻域（多普勒頻移）上的目標(biāo)特性。質(zhì)心干擾時(shí)，箔條位置和艦船位置在末制導(dǎo)雷達(dá)視線上的距離差必須小于約30m，這樣才能在距離維度上真正形成“質(zhì)心干擾”。而常規(guī)反艦導(dǎo)彈的毀傷半徑約為60m，單純的質(zhì)心干擾已經(jīng)起不到保護(hù)艦船的目的。單一的箔條遮蔽，導(dǎo)引頭會(huì)跟蹤箔條幕的能量中心，且突防箔條幕后，導(dǎo)引頭會(huì)重新跟蹤目標(biāo)艦船［4］。單一的有源干擾對(duì)抗新體制下的導(dǎo)引頭效果也達(dá)不到預(yù)期。為了有效對(duì)抗新體制下的雷達(dá)末制導(dǎo)導(dǎo)引頭，需要充分發(fā)揮各個(gè)干擾方法的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，并根據(jù)導(dǎo)引頭的工作原理和流程，將其進(jìn)行針對(duì)性的有機(jī)組合，從而達(dá)到有效干擾，保護(hù)艦船的目的。

2 有源無(wú)源復(fù)合干擾機(jī)理

當(dāng)敵方導(dǎo)彈末制導(dǎo)系統(tǒng)開機(jī)跟蹤目標(biāo)艦船后，在導(dǎo)彈來(lái)襲方位發(fā)射若干枚箔條干擾彈，在艦船外圍形成一層箔條幕，利用箔條對(duì)電磁波的吸收、散射和反射效應(yīng)，使導(dǎo)引頭發(fā)射的電磁波不能有效到達(dá)目標(biāo)艦船，進(jìn)而不能獲取有效的目標(biāo)艦船反射回波，導(dǎo)引頭不能捕獲和跟蹤箔條幕另一側(cè)的目標(biāo)艦船。由于導(dǎo)引頭失去跟蹤目標(biāo)，會(huì)重新進(jìn)入掃描搜索階段，在適當(dāng)時(shí)機(jī)發(fā)射有源誘餌干擾彈到遠(yuǎn)離目標(biāo)艦船的空域，輻射出與目標(biāo)艦船正常雷達(dá)回波信息相似的信息，對(duì)導(dǎo)引頭進(jìn)行欺騙式干擾，誘騙導(dǎo)引頭對(duì)其進(jìn)行捕獲跟蹤。由于有源誘餌彈一般采用傘降方式布放，且需要滿足60s～90s的滯空時(shí)間，布放高度一般為200m～300m，為了避免導(dǎo)引頭在低于有源誘餌高度和穿過(guò)箔條幕后，由于失去目標(biāo)而重新進(jìn)入搜索階段，進(jìn)而捕獲目標(biāo)艦船，還需在有源誘餌彈布放的方位，對(duì)導(dǎo)引頭進(jìn)行箔條質(zhì)心干擾，箔條云應(yīng)盡量貼近海平面布放，使箔條云和有源誘餌處于導(dǎo)引頭的同一距離分辨單元內(nèi)，箔條云與有源誘餌的干信比大于2［5］，使導(dǎo)引頭轉(zhuǎn)而跟蹤有源誘餌和箔條云共同形成的等效能量中心。由于干擾物的目標(biāo)特征更強(qiáng)，導(dǎo)引頭跟蹤的“質(zhì)心點(diǎn)”將偏向于干擾物，隨著導(dǎo)引頭飛近目標(biāo)，目標(biāo)處的導(dǎo)引頭跟蹤視場(chǎng)（波束）寬度越來(lái)越窄［6］，處于跟蹤視場(chǎng)邊緣能力較小的目標(biāo)將逐漸偏出跟蹤視場(chǎng)，最后跟蹤視場(chǎng)內(nèi)只剩下能量較大的目標(biāo)，直到導(dǎo)引頭擊中該目標(biāo)。

3 有源無(wú)源復(fù)合干擾決策研究

箔條遮蔽是利用了箔條對(duì)電磁波的吸收，散射和反射作用，使導(dǎo)引頭發(fā)射的雷達(dá)電磁波和目標(biāo)艦船輻射的電磁回波大幅衰減，目標(biāo)艦船不能被導(dǎo)引頭搜索和跟蹤。為了滿足遮蔽效應(yīng)，箔條幕對(duì)雷達(dá)電磁波的衰減作用必須足夠大，一般需要大于10dB，這就需要箔條絲密度和箔條幕厚度滿足一定條件?，F(xiàn)役箔條干擾彈干擾物裝填一般采用長(zhǎng)短不一，粗細(xì)不一箔條絲混裝模式。在6級(jí)海況的無(wú)雨天氣下，單發(fā)箔條彈在起爆7s內(nèi)，能夠在預(yù)定空域形成初始直徑約30m，長(zhǎng)度300m的圓柱狀箔條云［7］。箔條云密度大于500根/m3。根據(jù)雷達(dá)作用的衰減公式：

式中，D0表示無(wú)箔條云遮擋時(shí)雷達(dá)的作用距離，D表示有箔條云遮擋時(shí)雷達(dá)的作用距離，λ表示雷達(dá)波波長(zhǎng)，ρ表示箔條云的密度，x表示箔條云的厚度?，F(xiàn)役體制下的反艦導(dǎo)彈雷達(dá)末制導(dǎo)系統(tǒng)為了保證跟蹤精度和空間分辨力，大多工作在Ku頻段（7GHz～18GHz）和Ka頻段（30GHz～40GHz），將邊界值代入公式（1）計(jì)算可知，現(xiàn)役箔條彈所形成的箔條幕滿足“箔條遮蔽”所要求的衰減要求。

考慮到實(shí)際艦船的物理尺寸、航速、風(fēng)向和風(fēng)速，單發(fā)箔條彈在起爆初期所形成的箔條云面積很難保證在導(dǎo)引頭跟蹤階段完全遮蔽目標(biāo)艦船。因此需要發(fā)射多枚箔條干擾彈，兼顧艦首、艦中和艦尾。發(fā)射數(shù)量根據(jù)目標(biāo)艦船尺寸的大小不等。除此之外，還需在艦船航行的方向上進(jìn)行箔條幕的布放，發(fā)射數(shù)量約為2～5枚，以保證艦船航行過(guò)程中的安全。當(dāng)風(fēng)速大于10m/s時(shí)，需要對(duì)箔條幕進(jìn)行補(bǔ)充布放，使箔條遮蔽態(tài)勢(shì)能夠保持。箔條幕應(yīng)布放于上風(fēng)側(cè)，且盡量貼近海平面，目標(biāo)艦船向利于與箔條幕混合遮蔽的方向機(jī)動(dòng)。

雷達(dá)導(dǎo)引頭距離分辨力σ與脈沖寬度r的關(guān)系如下：

式中，c表示光在真空中的傳播速度。一般反艦導(dǎo)彈導(dǎo)引頭搜索波門為8μs，則搜索波門寬度為1200m，搜索分辨力約為600m。跟蹤波門為3.5μs，則跟蹤距離波門寬度約為525m，跟蹤分辨力約為262m，導(dǎo)彈發(fā)射前發(fā)射平臺(tái)給導(dǎo)引頭裝定距離搜索范圍，反艦導(dǎo)彈距目標(biāo)30km導(dǎo)引頭開機(jī)，方位上小角度扇掃，距離上優(yōu)先選擇較近目標(biāo)。一般導(dǎo)引頭波束角為 5°～9°，搜索范圍±45°［8］。箔條質(zhì)心干擾時(shí)，箔條云的布放位置與有源誘餌之間的距離不大于263m，使箔條云與有源誘餌同處在導(dǎo)引頭相同的距離跟蹤分辨單元內(nèi)，導(dǎo)引頭不能區(qū)分干擾物和目標(biāo)，轉(zhuǎn)而跟蹤箔條云和有源誘餌之間形成的能量“質(zhì)心”，箔條云的目標(biāo)特性強(qiáng)于有源誘餌，且箔條云的位置貼近海面，“質(zhì)心”較有源誘餌更貼近海面［9］，導(dǎo)引頭追蹤至質(zhì)心時(shí)，由于高度已貼近海面，視場(chǎng)被大大壓縮，不能再發(fā)現(xiàn)目標(biāo)艦船［10］，直至墜海。執(zhí)行箔條質(zhì)心干擾時(shí)，發(fā)射數(shù)量約為2枚～4枚，發(fā)射方位與有源誘餌彈同向［11～12］。

4 仿真分析

4.1 場(chǎng)景設(shè)計(jì)

作戰(zhàn)仿真分析基于信號(hào)級(jí)雷達(dá)對(duì)抗仿真平臺(tái)。仿真平臺(tái)通過(guò)參數(shù)配置，可以實(shí)時(shí)模擬無(wú)源光電對(duì)抗的動(dòng)態(tài)全過(guò)程。整個(gè)對(duì)抗環(huán)境布局如圖所示。目標(biāo)尺寸設(shè)定為200m×80m的固定靶，無(wú)源干擾發(fā)射平臺(tái)與目標(biāo)中心成北偏西16°夾角，距離目標(biāo)中心500m。導(dǎo)彈來(lái)襲真方位為344°和90°，末端突防速度為3馬赫，彈道模型采用理論彈道數(shù)據(jù)。共進(jìn)行3次模擬對(duì)抗仿真。

4.2 試驗(yàn)仿真

第一次試驗(yàn)：導(dǎo)彈來(lái)襲真方位為344°，風(fēng)向?yàn)?5°、風(fēng)速為2.3m/s。在彈幕距為100km時(shí)，發(fā)射一枚有源誘餌彈對(duì)導(dǎo)引頭實(shí)施有源誘騙。在彈目距為80km時(shí)，發(fā)射30枚箔條彈實(shí)施箔條遮蔽干擾，每隔4s發(fā)射一次，共發(fā)射6次。在彈幕距為40km時(shí)，發(fā)射8枚箔條彈實(shí)施質(zhì)心干擾。

第二次試驗(yàn)：導(dǎo)彈來(lái)襲真方位為344°，風(fēng)向?yàn)?0°、風(fēng)速為3.5m/s。在彈幕距為100km時(shí)，發(fā)射一枚有源誘餌彈對(duì)導(dǎo)引頭實(shí)施有源誘騙。在彈目距為80km時(shí)，發(fā)射30枚箔條彈實(shí)施箔條遮蔽干擾，每隔4s發(fā)射一次，共發(fā)射6次。在彈幕距為40km時(shí)，發(fā)射8枚箔條彈實(shí)施質(zhì)心干擾。

第一次試驗(yàn)和第二次試驗(yàn)干擾態(tài)勢(shì)圖如圖1所示。第一次試驗(yàn)導(dǎo)彈軌跡圖如圖2所示。第二次試驗(yàn)導(dǎo)彈軌跡圖如圖3所示。

圖1 第一、二次試驗(yàn)干擾態(tài)勢(shì)圖

圖2 第一次試驗(yàn)導(dǎo)彈軌跡圖

圖3 第二次試驗(yàn)導(dǎo)彈軌跡圖

第三次試驗(yàn)：導(dǎo)彈來(lái)襲真方位為90°，風(fēng)向?yàn)?89°、風(fēng)速為4.9m/s。在彈幕距為100km時(shí)，發(fā)射一枚有源誘餌彈對(duì)導(dǎo)引頭實(shí)施有源誘騙。在彈目距為80km時(shí)，發(fā)射30枚箔條彈實(shí)施箔條遮蔽干擾，每隔4秒發(fā)射一次，共發(fā)射6次。在彈幕距為40km時(shí)，發(fā)射8枚箔條彈實(shí)施質(zhì)心干擾。干擾態(tài)勢(shì)圖如圖4所示。導(dǎo)彈軌跡圖如圖5所示。

圖4 第一、二次試驗(yàn)干擾態(tài)勢(shì)圖

圖5 第三次試驗(yàn)導(dǎo)彈軌跡圖

4.3 試驗(yàn)分析

第一次和第二次試驗(yàn)分析：執(zhí)行箔條遮蔽時(shí)，箔條幕的布放范圍為117°～177°，布放距離為340m，從方位上完全遮蔽目標(biāo)，且箔條幕布放位置距離目標(biāo)較近，目標(biāo)與箔條幕充分混合，導(dǎo)彈在俯沖攻擊時(shí)，失去目標(biāo)轉(zhuǎn)入重新搜索階段，導(dǎo)引頭在一定時(shí)間內(nèi)不能捕獲真實(shí)目標(biāo)，會(huì)轉(zhuǎn)而鎖定跟蹤有源誘餌和用于質(zhì)心干擾箔條云之間的能量質(zhì)心，直至脫靶。有源誘餌布放方位為245°，布放距離700m，保證有源誘餌不被箔條遮蔽。

第三次試驗(yàn)分析：執(zhí)行箔條遮蔽時(shí)，箔條幕的布放范圍為137°～207°，布放距離為180m，未能從方位上完全遮蔽目標(biāo)，且箔條幕布放位置距離目標(biāo)較遠(yuǎn)，導(dǎo)致導(dǎo)彈俯沖攻擊時(shí)目標(biāo)部分暴露于導(dǎo)引頭跟蹤波束中，導(dǎo)引頭鎖定目標(biāo)，有源誘餌和質(zhì)心干擾效果大大降低。有源誘餌布放方位為115°，布放距離700m，保證有源誘餌不被箔條遮蔽。

5 結(jié)語(yǔ)

本文根據(jù)有源干擾和無(wú)源干擾的技術(shù)特點(diǎn)，針對(duì)新體制下導(dǎo)引頭的末制導(dǎo)過(guò)程提出了一種基于無(wú)源發(fā)射平臺(tái)的對(duì)抗方法。利用仿真平臺(tái)對(duì)有源誘餌、箔條遮蔽和箔條質(zhì)心組合對(duì)抗來(lái)襲反艦導(dǎo)彈的全過(guò)程進(jìn)行了動(dòng)態(tài)仿真。仿真數(shù)據(jù)表明，箔條遮蔽是干擾成功與否的關(guān)鍵，導(dǎo)引頭在失去目標(biāo)后，才有可能去跟蹤誘餌假目標(biāo)。箔條質(zhì)心是為了降低導(dǎo)引頭突防后再次發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的概率。仿真分析中給出了不同干擾手段實(shí)施的時(shí)機(jī)和布放位置的建議，可為現(xiàn)代海戰(zhàn)和靶場(chǎng)建設(shè)中對(duì)抗戰(zhàn)術(shù)的使用提供重要技術(shù)支持。