艦載舷外有源雷達(dá)誘餌技術(shù)研究

張劍鋒，楊 靜，李曉軍

（中國電子科技集團(tuán)公司29所，成都 610036）

0 引 言

反艦導(dǎo)彈是水面艦船的主要威脅，雷達(dá)制導(dǎo)的反艦導(dǎo)彈大都采用單脈沖體制進(jìn)行末端制導(dǎo)，電子戰(zhàn)軟殺傷是有效對抗反艦導(dǎo)彈的重要手段。艦載綜合電子戰(zhàn)防御系統(tǒng)的干擾主要由兩大部分組成：一部分是艦載有源對抗設(shè)備；另一部分是舷外對抗設(shè)備。舷外干擾設(shè)備由于有天然的角度優(yōu)勢，在對抗反艦導(dǎo)彈的末制導(dǎo)方面具有極大的優(yōu)勢。

舷外干擾分為無源和有源2類，隨著導(dǎo)彈導(dǎo)引頭廣泛采用脈沖多普勒（PD）體制，載頻、重頻捷變，單脈沖測角等先進(jìn)技術(shù)，增強(qiáng)了其識別真假目標(biāo)的能力，降低了無源箔條彈的干擾效果。

艦載舷外有源雷達(dá)誘餌是舷外對抗設(shè)備的最新發(fā)展方向。有源舷外誘餌利用其電子載荷捕獲導(dǎo)彈導(dǎo)引頭信號并將其誘離目標(biāo)，能夠有效對付具有復(fù)雜調(diào)制、頻率捷變和相干多普勒處理特征的雷達(dá)導(dǎo)引頭。雖然與單發(fā)箔條彈相比，有源舷外誘餌彈比常規(guī)箔條彈昂貴，但使用有源艦外誘餌彈可避免同艦船的雷達(dá)、自衛(wèi)系統(tǒng)等相互干擾，每次交戰(zhàn)只需發(fā)射單枚或幾枚誘餌彈，且艦艇無需進(jìn)行大規(guī)模規(guī)避行動，并能對抗絕大多數(shù)先進(jìn)的反艦導(dǎo)彈雷達(dá)導(dǎo)引頭。

因此艦載舷外有源雷達(dá)誘餌是對付反艦導(dǎo)彈的一個(gè)強(qiáng)有力的手段，是艦載電子戰(zhàn)系統(tǒng)的重要組成部分。

1 國外發(fā)展情況

當(dāng)前，各國海軍對艦載舷外有源雷達(dá)誘餌的發(fā)展和應(yīng)用越來越重視，艦載舷外有源誘餌主要是工作在I／J（6～18GHz）波段的有源雷達(dá)誘餌。艦船綜合防御體系可使艦艇機(jī)動、有源干擾、無源干擾及硬殺傷武器完美地結(jié)合起來，從而有效地對付反艦導(dǎo)彈的威脅。

從作戰(zhàn)使用方式來分，艦載舷外有源雷達(dá)誘餌有投擲式、拖曳式、控制飛行式等幾類。其中投擲式包括傘降型、空中懸停型、海上漂浮型等；拖曳式包括裝載有電子干擾有效載荷的拖曳誘餌船；自由飛行式主要包括從艦艇發(fā)射起飛的裝載有電子干擾有效載荷的折疊式無人機(jī)、固定翼無人機(jī)、旋翼無人機(jī)等。

由于舷外有源誘餌有較大的技術(shù)難度，涉及的技術(shù)層面廣，目前國外裝備和使用舷外有源誘餌的品種較少，比較著名的有美、澳聯(lián)合開發(fā)的“納爾卡”（Nulka）Mk 234懸停火箭有源雷達(dá)誘餌和英國的“海妖”（Siren）傘降有源雷達(dá)誘餌，美國海軍研制的“急切”（Eager）空中系留無人機(jī)誘餌和飛行雷達(dá)目標(biāo)（FLYRT）無人機(jī)誘餌。

1.1 “納爾卡”（Nulka）

“納爾卡”（Nulka）Mk 234是美、澳聯(lián)合開發(fā)的一種有源雷達(dá)誘餌系統(tǒng)，可與AN／SLQ-32、先進(jìn)綜合預(yù)警系統(tǒng)（AIEWS）、艦艇自衛(wèi)系統(tǒng)（SSDS）綜合，能有效地全天候保護(hù)海軍艦艇對抗反艦導(dǎo)彈。該系統(tǒng)可用作艦艇多層防御系統(tǒng)的一部分，也可作為獨(dú)立系統(tǒng)，如圖1所示。

圖1 “納爾卡誘餌彈

“納爾卡”系統(tǒng)提供自動或人工導(dǎo)彈威脅指示，然后根據(jù)特定威脅指示迅速響應(yīng)發(fā)射自主誘餌彈，威脅信息由艦上的電子支援措施（ESM）系統(tǒng)或其他設(shè)備提供。發(fā)射前，“納爾卡”利用這些信息結(jié)合母艦的航速、航向以及風(fēng)向等參數(shù)，計(jì)算誘餌彈的最佳發(fā)射時(shí)間和最佳飛行航線，并將這些彈道數(shù)據(jù)編程輸入誘餌彈飛行控制器。誘餌彈發(fā)射之后，母艦與誘餌彈不再進(jìn)行通信聯(lián)系。

誘餌彈的工作方式有全自動、半自動和手動3種。在探測和識別目標(biāo)后，該系統(tǒng)可以設(shè)定為“一收到必要數(shù)據(jù)就自動發(fā)射”的工作方式。雖然來襲導(dǎo)彈被探測到時(shí)很可能已距離母艦不到20km，但誘餌彈可迅速飛行到位，能夠?qū)Ω兑?00m／s左右的速度襲來的掠海飛行導(dǎo)彈。

其性能參數(shù)為：

干擾頻段：I／J波段；

彈長：2 083mm；

彈徑：150mm；

彈重：50kg；

預(yù)編程飛行高度：達(dá)100m；

空中懸停時(shí)間：＞55s。

1.2 “海妖”（Siren）有源誘餌系統(tǒng)

“海妖”（Siren）Mk 251ADR是一種艦射有源誘餌系統(tǒng)，用來對抗雷達(dá)制導(dǎo)的反艦導(dǎo)彈，見圖2。

圖2 “海妖”誘餌彈

該系統(tǒng)由智能電子誘餌彈、標(biāo)準(zhǔn)多管發(fā)射架和微處理機(jī)控制的控制裝置組成。該系統(tǒng)可與艦上傳感器接口，可全自動、半自動或手控發(fā)射“海妖’誘餌彈。誘餌彈一旦射出將靠降落傘緩慢降落。傘降干擾機(jī)發(fā)射大功率干擾信號，將導(dǎo)彈誘離目標(biāo)艦。

誘餌彈由低重力加速度火箭、降落傘、行波管（TWT）發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、天線、電子控制裝置及電池電源組成。

使用時(shí)，發(fā)射架將“海妖”誘餌彈發(fā)射到離艦400～500m的預(yù)置距離上，這時(shí)火箭燃料燃盡，打開降落傘，打開接收機(jī)、發(fā)射機(jī)和電子控制裝置。在它探測到來襲導(dǎo)彈雷達(dá)尋的器信號的1s之內(nèi)，發(fā)射I／J（7.5～17.5GHz）干擾信號，以將來襲導(dǎo)彈誘離艦艇。降落傘將保證其工作約3min。

“海妖”有源干擾彈性能參數(shù)為：

頻率范圍：7.5～17.5GHz；

干擾技術(shù)：距離門拖引；

彈長：1 700mm；

彈徑：130mm；

彈重：28kg；

特別是2016年12月云南高鐵的開通運(yùn)營，基本形成1小時(shí)覆蓋省內(nèi)高鐵城市，2至5小時(shí)通達(dá)周邊省會城市，8至12小時(shí)輻射珠三角、長三角和環(huán)渤海地區(qū)的高鐵交通服務(wù)生活圈，使北京、上海、廣州等千里之外的旅客利用周末、小長假到云南旅游、消費(fèi)變成現(xiàn)實(shí)，為云南旅游開發(fā)、經(jīng)濟(jì)增長注入發(fā)展新動能。

部署時(shí)間：＜10s；

預(yù)置距離：400～500m；

留空時(shí)間：約3min。

1.3 “急切”和FLYRT無人機(jī)有源雷達(dá)誘餌

FLYRT是一種轉(zhuǎn)發(fā)式假目標(biāo)無人機(jī)誘餌，由小型固體火箭從艦載Mk36超速散開離艦箔條系統(tǒng)（SRBOC）系統(tǒng)發(fā)射架上發(fā)射，約1.6s后固體火箭脫落，然后按預(yù)編程繞艦艇飛行。無人機(jī)采用炭纖維折疊翼，電子干擾載荷有上下2個(gè)天線，其中一個(gè)天線接收來自導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)的信號，放大后從另一個(gè)天線發(fā)射出去，以對來襲導(dǎo)彈實(shí)施干擾，彈上電池可提供幾分鐘的飛行時(shí)間。

Eager無人機(jī)誘餌是一種空中系留有源雷達(dá)誘餌，該誘餌重約36kg，有效載荷6.8kg，有1個(gè)直徑為3m的主旋翼和2個(gè)較小的起穩(wěn)定作用的旋翼。無人機(jī)通過1根光電混合的系纜聯(lián)系，系纜長度大于230m，系纜內(nèi)有用于傳輸控制信號的光纖，同時(shí)系纜還傳輸10kW以上的供電功率，使無人機(jī)可長時(shí)間工作。該無人機(jī)的發(fā)射不通過火藥助推的方式。

這類無人機(jī)誘餌系統(tǒng)智能化程度高，受氣象條件限制少；但系統(tǒng)復(fù)雜，技術(shù)難度大，維護(hù)費(fèi)用高，不能提供360°全方位的瞬時(shí)覆蓋，對控制人員能力和程序智能化程度要求高［1］。

2 初步總體方案考慮

從國外類似裝備情況來看，舷外有源雷達(dá)誘餌典型的使用方式主要有4種：

（1）火箭投擲，空中傘降，如英國的“海妖”有源雷達(dá)誘餌和英法的離艦式有源誘餌（LAD）；

（3）有線可控，空中伴行，如美國的“急切”空中系留有源雷達(dá)誘餌；

（4）航線預(yù)編程或可遙控，空中伴行，如美國的FLYRT。

后面3種方式都利用了無人機(jī)，飛行器具有動力，不太受風(fēng)等氣象條件的影響，線控方式工作時(shí)間不受電池限制；但系統(tǒng)復(fù)雜，技術(shù)難度大，操作要求高。傘降方式難度相對較低，但受風(fēng)等氣象條件的影響大，工作時(shí)間也受限于電池和降落傘的性能。

雖然近年國內(nèi)的無人機(jī)發(fā)展較快，但類似“納爾卡”的小型精密無人機(jī)平臺仍處于空缺階段；而火箭投擲、空中傘降的方式在無源箔條干擾裝置中大量使用，屬于成熟技術(shù)，且大中型艦艇都配備發(fā)射器。從填補(bǔ)空白，盡快形成裝備和作戰(zhàn)能力的角度出發(fā)，應(yīng)首先研制類似英國“海妖”的誘餌系統(tǒng)，分散技術(shù)難度，集中力量突破大功率干擾裝置小型化、艦艇電子對抗系統(tǒng)協(xié)同對抗等關(guān)鍵技術(shù)。平臺方面開展適合艦艇使用的多功能小型留空飛行器研制，該類飛行器應(yīng)具備使用簡便、抗風(fēng)能力強(qiáng)，飛行軌跡精確可控等特點(diǎn)。待該類飛行器成熟后，即可與小型干擾裝置相結(jié)合，構(gòu)成可重復(fù)使用的高效費(fèi)比艦艇末段對抗系統(tǒng)。下面介紹采用“火箭投擲，空中傘降”方式舷外有源雷達(dá)誘餌的初步總體方案。

2.1 作戰(zhàn)使用方式

反艦導(dǎo)彈在預(yù)定區(qū)域開機(jī)后，很快就會搜索并鎖定目標(biāo)艦艇。導(dǎo)引頭穩(wěn)定跟蹤目標(biāo)后，其波束中心將指向艦艇雷達(dá)截面（RCS）中心。發(fā)射的有源誘餌的干擾信號與目標(biāo)回波處于導(dǎo)引頭的同一或臨近分辨單元內(nèi)，導(dǎo)引頭將跟蹤目標(biāo)和干擾回波的能量中心，隨著導(dǎo)彈逼近目標(biāo)和誘餌，如果干擾強(qiáng)于目標(biāo)回波，導(dǎo)彈將逐漸偏離目標(biāo)而趨向誘餌，從而達(dá)到保護(hù)艦艇的目的，如圖3所示［2］。

圖3 舷外有源雷達(dá)誘餌作戰(zhàn)使用示意圖

2.2 舷外有源雷達(dá)誘餌與艦船系統(tǒng)的關(guān)系

舷外有源雷達(dá)誘餌在艦艇電子系統(tǒng)中的關(guān)系如圖4所示。艦載電子對抗系統(tǒng)主要有雷達(dá)對抗系統(tǒng)和光電對抗系統(tǒng)，舷外有源雷達(dá)誘餌是雷達(dá)對抗系統(tǒng)中的艦外有源干擾部分。

艦外誘餌作戰(zhàn)需要提供的支撐信息和數(shù)據(jù)是在艦載綜合指揮控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)下，通過艦載電子對抗系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)等協(xié)同工作，經(jīng)過數(shù)據(jù)融合完成的。

圖4 誘餌系統(tǒng)與艦艇電子系統(tǒng)關(guān)系示意圖

2.3 舷外有源雷達(dá)誘餌信息流程

舷外有源雷達(dá)誘餌系統(tǒng)屬于艦載電子對抗系統(tǒng)，在艦載綜合指揮控制系統(tǒng)的統(tǒng)一控制下，執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)。與舷外有源雷達(dá)誘餌直接關(guān)聯(lián)的傳感器主要有艦載ESM系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、氣象探測系統(tǒng)，如圖5所示。

圖5 舷外有源雷達(dá)誘餌信息流程

導(dǎo)航系統(tǒng)、氣象探測系統(tǒng)為艦載電子對抗系統(tǒng)提供艦艇的航向、速度、海面風(fēng)力等平臺信息，艦載雷達(dá)系統(tǒng)可提供偵收到的來襲威脅導(dǎo)彈目標(biāo)的方位、距離、速度等信息。當(dāng)雷達(dá)系統(tǒng)探測到威脅導(dǎo)彈目標(biāo)或艦載電子對抗的ESM系統(tǒng)偵收到威脅導(dǎo)彈目標(biāo)末制導(dǎo)信息時(shí)，根據(jù)預(yù)先加載的雷達(dá)對抗策略，將威脅數(shù)據(jù)和對抗建議措施上報(bào)綜合指揮控制系統(tǒng)，綜合指揮控制系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)融合，經(jīng)電子戰(zhàn)系統(tǒng)顯控臺對有源雷達(dá)誘餌系統(tǒng)下達(dá)對抗作戰(zhàn)指令。

2.4 舷外有源雷達(dá)誘餌工作過程

誘餌工作過程主要分參數(shù)加載、決策發(fā)射、誘餌布放及干擾3個(gè)階段。圖6為工作過程簡圖。

圖6 舷外有源雷達(dá)誘餌工作過程圖

（1）參數(shù)加載

舷外有源雷達(dá)誘餌具有很寬的工作帶寬和各種工作模式，為使誘餌能有效地發(fā)揮干擾誘偏來襲反艦導(dǎo)彈的作用，需要準(zhǔn)確鎖定來襲威脅目標(biāo)的工作頻段，選取最佳的工作模式和作戰(zhàn)對象參數(shù)，這可通過對誘餌進(jìn)行參數(shù)加載來完成。舷外有源雷達(dá)誘餌設(shè)有一個(gè)數(shù)據(jù)加載口，加載的參數(shù)包括：目標(biāo)雷達(dá)工作頻率范圍、脈沖寬度、重復(fù)周期、誘餌的干擾模式等，裝訂可以在誘餌出廠前進(jìn)行部分設(shè)定，也可在誘餌裝上發(fā)射架后，在發(fā)射前根據(jù)艦載傳感器獲取的威脅導(dǎo)彈信息，通過有源雷達(dá)誘餌的發(fā)射控制顯控臺系統(tǒng)在線加載或者變更參數(shù)。

參數(shù)加載可以是自動的，也可通過人工手動完成。參數(shù)加載后舷外有源雷達(dá)誘餌即完成了準(zhǔn)備工作，裝上發(fā)射架后的誘餌彈由發(fā)射控制顯控臺統(tǒng)一管理，將誘餌工作參數(shù)及準(zhǔn)備情況上報(bào)ECM系統(tǒng)，并結(jié)合到艦載ECM系統(tǒng)中進(jìn)行統(tǒng)一資源調(diào)配。

（2）決策及發(fā)射

舷外有源雷達(dá)干擾控制系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)有源誘餌資源的管理和發(fā)射控制、綜合解算，ECM系統(tǒng)根據(jù)ESM的威脅告警確定需要使用的舷外有源雷達(dá)誘餌類型，并通報(bào)艦載綜合指揮控制系統(tǒng)，在指控系統(tǒng)決策后，下達(dá)有源雷達(dá)誘餌發(fā)射命令。發(fā)射控制顯控臺根據(jù)威脅目標(biāo)來襲方向和距離、艦艇航向、海面風(fēng)力等信息進(jìn)行誘餌的最佳布防位置綜合解算，得出誘餌發(fā)射架的最佳發(fā)射方位角、俯仰角，發(fā)射有源雷達(dá)誘餌并上報(bào)發(fā)射結(jié)果，若需要也可提出艦艇的最佳規(guī)避建議。除誘餌的參數(shù)加載可人工參與外，發(fā)射控制系統(tǒng)的綜合解算處理和發(fā)射過程全部由程序自動控制完成。

（3）誘餌布放及干擾

誘餌彈發(fā)射，達(dá)到預(yù)定位置后，有效載荷即與火箭分離。隨后火箭和有效載荷的減速傘打開，分別減速。火箭在減速傘的作用下，隨自身的軌跡掉入海中。有效載荷在減速傘的作用下，降低到一定的速度，將主傘打開，隨后減速傘脫落，有效載荷在主傘的浮力作用下緩慢下降，在下降過程中持續(xù)對導(dǎo)引頭進(jìn)行干擾。

2.5 設(shè)備組成

舷外有源雷達(dá)誘餌系統(tǒng)包括有源雷達(dá)誘餌彈、誘餌發(fā)射裝置、誘餌綜合顯控系統(tǒng)等3個(gè)部分，如圖7所示。誘餌發(fā)射裝置共用現(xiàn)役的箔條干擾彈發(fā)射裝置，本文中不再展開。

圖7 舷外有源雷達(dá)誘餌系統(tǒng)組成框圖

（1）有源雷達(dá)誘餌彈

舷外有源雷達(dá)誘餌彈主要由整流罩（天線罩）、雷達(dá)干擾機(jī)、高能電池組、傘降系統(tǒng)（包括主傘系統(tǒng)和發(fā)動機(jī)減速傘組成）、彈體分離裝置、火箭發(fā)動機(jī)、穩(wěn)定裝置等零部件組成，如圖8所示。

圖8 舷外有源雷達(dá)誘餌彈結(jié)構(gòu)示意圖

火箭發(fā)動機(jī)主要由發(fā)動機(jī)殼體、噴管組件、推進(jìn)劑、點(diǎn)火藥盒、檔藥板、中間底、數(shù)據(jù)線電纜插頭等組成。其功能是在系統(tǒng)控制臺的控制下，對火箭發(fā)動機(jī)點(diǎn)火，將有源誘餌彈從發(fā)射裝置投射到預(yù)定位置。

彈體分離裝置包括定時(shí)器、拋撒開倉裝置等，該裝置在誘餌彈飛行到預(yù)定時(shí)間后，使干擾機(jī)系統(tǒng)與火箭助推系統(tǒng)分離。

傘降系統(tǒng)在干擾系統(tǒng)與火箭助推系統(tǒng)分離后展開工作，保持干擾系統(tǒng)低速降落，包括主傘和減速傘。

雷達(dá)干擾機(jī)包括收發(fā)射天線、接收機(jī)、發(fā)射機(jī)、干擾信號產(chǎn)生器及管理控制單元、數(shù)據(jù)加載接口、高能電池組、天線罩（整流罩）等部分。雷達(dá)干擾機(jī)產(chǎn)生干擾信號，以誘偏來襲導(dǎo)彈。

高能電池組在雷達(dá)干擾機(jī)工作時(shí)，提供電源。

整流罩保證誘餌發(fā)射時(shí)的飛行穩(wěn)定性，同時(shí)也是干擾機(jī)的天線罩。

殼體用于裝載整個(gè)誘餌彈，與火箭發(fā)動機(jī)相連。

（2）誘餌綜合顯控系統(tǒng)

有源誘餌顯示控制系統(tǒng)可以集成在無源控制臺或者電子戰(zhàn)系統(tǒng)臺中。它主要完成有源誘餌的數(shù)據(jù)融合、戰(zhàn)術(shù)解算等功能，并對有源雷達(dá)誘餌進(jìn)行資源管理，控制發(fā)射裝置發(fā)射誘餌，完成有源誘餌狀態(tài)的上報(bào)，是有源雷達(dá)誘餌彈與艦載電子對抗系統(tǒng)的聯(lián)系樞紐。

其中資源管理功能包括對雷達(dá)誘餌數(shù)據(jù)庫加載和工作參數(shù)設(shè)定、誘餌資源及位置分布信息管理，根據(jù)作戰(zhàn)指令對航向、航速、風(fēng)速、威脅來襲方向、距離等進(jìn)行綜合解算，最終得出誘餌的最優(yōu)布防區(qū)域和艦船規(guī)避航向，控制發(fā)射裝置將誘餌發(fā)射到預(yù)定作戰(zhàn)區(qū)域。其中需要的雷達(dá)數(shù)據(jù)和其它設(shè)備數(shù)據(jù)均直接到戰(zhàn)術(shù)形成的控制臺上獲取。

3 結(jié)束語

艦載舷外有源雷達(dá)誘餌作為艦船綜合電子對抗系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，能夠產(chǎn)生較大的等效雷達(dá)反射面積，可以方便靈活地進(jìn)行各種調(diào)制，較好地模擬艦船的反射特性，產(chǎn)生逼真的假目標(biāo)，是一種反艦導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)的有效對抗手段。目前英國、美國、澳大利亞等國家已經(jīng)裝備和使用了艦載舷外雷達(dá)有源誘餌。為提高我海軍艦船的自衛(wèi)能力，需要重點(diǎn)發(fā)展該類裝備。

本文提出了艦載舷外有源雷達(dá)誘餌的使用流程和初步總體方案，希望能夠?qū)υ擃愌b備的發(fā)展起到拋磚引玉的作用。

［1］ 石長安，李為民，付強(qiáng)，等.舷外誘餌及其戰(zhàn)術(shù)使用方式分析［J］.飛航導(dǎo)彈，2004（11）：59-62

［2］ 洪波.舷外有源誘餌——現(xiàn)代海戰(zhàn)中電子戰(zhàn)的熱點(diǎn)［J］.艦船電子對抗，2003，26（4）：1-3.