通信輻射源抗ARM的有源誘偏研究

李文軍，李彥松，王維金

（總參通信訓練基地 河北 宣化 075100）

通信輻射源抗ARM的有源誘偏研究

李文軍，李彥松，王維金

（總參通信訓練基地 河北 宣化 075100）

反輻射導彈是現代戰爭條件下通信設備等電磁輻射源所面對的最具威脅性的武器之一，而有源誘偏是對抗反輻射導彈攻擊的一種相對簡單而有效的方法?；谟性聪鄥⒑陀性捶窍鄥l件下的幾種模型，從反輻射導彈的攻擊過程入手，得到Matlab仿真結果。最后根據仿真彈著點位置分布和位置分布的概率統計曲線，為通信輻射源的布設提供理論依據。

反輻射導彈；有源誘偏；相參誘偏；非相參誘偏

自上世紀 60年代反輻射導彈 （Anti Radiant Missile，ARM）首次應用于越南戰場以來，隨著科技進步和戰爭實踐，ARM已成為公認的輻射源殺手，反ARM（Anti-ARM）技術也成為軍事通信設備等輻射源必須考慮的對策之一。近年以來我東南沿海的T島和R國相繼引進美國 “哈姆”反輻射導彈，對我軍通信設備等大型輻射源形成嚴重威脅[1]，面對日益嚴峻的軍事斗爭形勢，進行反ARM研究是非常必要的。本文主要從ARM的攻擊過程入手結合相參和非相參的誘偏理論分析了幾種布站方式，加以仿真和評估，得出初步的結論，為部隊的實戰化訓練提供一定的參考和思路。

1 ARM攻擊過程分析

ARM對輻射源進行攻擊時，其實際攻擊方向將在敵方電磁波的導引下，由初始方向向導引頭的實測方向作弧形逼近。需要指出的是，為具備在較寬的頻譜范圍內截獲、跟蹤電磁信號的能力，ARM導引頭通常采用寬帶天線。受限于ARM的彈體尺寸，天線的孔徑尺寸相對較小，從而使得天線波束較寬，當在較遠距離上ARM導引頭天線波束內有多個輻射源目標時，導引頭與輻射源之間的夾角小于導引頭分辨角，導引頭將難以分辨而將指向輻射源的能量重心[2]，因此在很大概率上ARM將偏離輻射源而不能有效命中，這就是有源誘偏對抗ARM的基本理論依據。

隨著ARM與輻射源的距離縮小，導引頭與輻射源之間的夾角達到導引頭分辨角時，即當導引頭可以分辨具體輻射源目標位置時，ARM與地面的距離已經很小，缺乏足夠的時間修正攻擊方向，從而無法命中輻射源[3]。因此在本文仿真中并未將時間離散化、結合最大過載和速度計算其迭代攻擊路線計算彈著點而僅利用空間疊加電磁波陣面法線方向與地面交點的坐標作為彈著點。

2 有源誘偏技術

與信號發射技術等抗ARM技術不同，有源誘偏技術的立足點不在于避免被ARM截獲、跟蹤而在于利用ARM被動導引頭的弱點通過對多個輻射源參數的技術性配置將跟蹤電磁信號而來的ARM引偏。這種利用多個輻射源對敵ARM導引頭采取干擾措施使之不能有效命中目標的技術稱為有源誘偏，其中包括相參和非相參兩種模式。相參誘偏和非相參誘偏的區別在于是否要求輻射源（包括誘餌源）的相位、功率比等參數保持確定的關系。

2.1 相參誘偏

相參誘偏要求輻射源（包括誘餌源）的相位、功率比等參數之間保持確定關系，在理論上通過調整參數配置可以將ARM引到任意位置。根據有源誘偏的理論推導，ARM攻擊方向與地面（z=0）交點為[4]：

圖1 兩點源相參誘偏及不同相位差下誤差仿真圖Fig.1 Schematic diagram of two active points coherent decoy and error curves of different phase difference

其中黑、紅、藍3條誤差曲線中誘餌源與通信輻射源的功率比分別為 0.4、0.6、0.8 相位差即 （φi-φj） 范圍皆為 0°到360°。 通過對以仿真圖片的分析可以發現在（φi-φj）處于 180°及其附近時能夠使ARM攻擊位置最大偏離輻射源。而當E01接近E00時誘偏誤差急劇增加，以下圖片為k=0.98（其余參數不變）的仿真結果以及180°附近局部放大如圖2所示，易知當k趨近1時誤差曲線發生急劇變化，甚至可以得出以下結論：如 E01、E00、（φi-φj）等參數設置得當，并加以動態保持可將ARM引到任意的位置。

圖2 k=0.98時誤差曲線及其局部放大圖Fig.2 Curve of error when k=0.98 and partial of it

2.2 非相參誘偏

雖然相參誘偏具有優異的誘偏性能，但相參誘偏時必須實時監控ARM位置以便實時調整相位差等參數使處于高速運動中的ARM導引頭接收到的兩電磁信號始終一致相參，而這需要復雜的計算和控制，這也是限制其應用的原因。通過觀察圖1，并根據參考文獻[4]中提到殺傷半徑米RD＜30米的數據，以k=0.8為例，可以發現其受威脅的相位差范圍是關于 180°對稱的（122.6°，149°）和（211°，237.4°），僅有不到 53°，剩余約307°的范圍是安全的。若放棄對ARM的實時監控和實時參數調整，僅利用不同輻射源的排布和約307°的安全相位差對ARM進行有源誘偏，而當ARM處于動態中相參和非相參的區別消失只體現非相參的效果。

2.2.1 非相參雙點源誘偏

雙點源非相參誘偏系統是最簡單的一種有源誘偏系統，其排布可參考圖1的形式，當ARM在較遠距離上，可認為R0λ0≈R1λ1，令輻射源的功率比 k=E01/E00，z0=z1=0，則 ARM 攻擊方向與地面（z=0）交點公式可化簡為：

易知投彈誤差與 k、x1及（φ1-φ0）有關。 在非相參誘偏中可認為（φ1-φ0）在[0°，360°]區間內成均勻分布[4]，在此我們仍然采用RD＜30 m的數據，可得圖3左圖，其中虛線圓即為30米的輻射源受威脅范圍。 令 x0=x/x1[1]，并將[0°，360°]內均勻分布的相位差代入進行計算求平均值，其仿真計算結果如圖3中圖所示。

圖3左、中兩圖是兩點源非相參誘偏的不同表現形式，可對照分析。通過圖3中圖可知隨著k增加x0逐漸增加，即彈著點由輻射源0向輻射源1靠攏。在k=1時xo=0.5，即著彈點為兩輻射源連線中點。 由于 RD＜30 m，易知當 x0＜0.3、x0>0.7時將分別威脅輻射源1、0。通過觀察圖左的彈著點分布可證明這一點。但是這并不代表在0.3＜x0＜0.7時兩輻射源是安全的，因為圖3中圖的曲線作為統計平均值僅具統計平均意義。由于k=1時具有最好的彈著點分布，通過對為0.99及1.01進行仿真可得圖3右圖，其中藍、紅兩色分別代表k為0.99及1.01時的彈著點分布。易知k≈1附近的值也不能完全保證兩輻射源的安全，因而不是一種理想的布站方式。

圖3 k為不同值時雙點源非相參誘偏彈著點分布及x0曲線圖Fig.3 Impact points Graph and x0curve of two active points non-coherent decoy with different k

2.2.2 非相參三點源誘偏

三點源誘偏有多種布站方式，在此采用參考文獻[4-5]中的論述和數據（可參考圖4左圖），并設輻射源0為核心輻射源，輻射源1、2為非核心輻射源或誘餌源。其參數配置為：m=y2/y1=1，y1=250，x1=100， 當 ARM 處于較遠的距離上 R0λ0≈R1λ1≈R2λ2[1]且 RD＜30，令功率比 k=E01/E00=E02/E00，z0=z1=0，φ0、φ1、φ2在[0°，360°]內均勻分布，Δφ12=φ1-φ2、Δφ01=φ0-φ1、Δφ02=φ0-φ2，則2.1節中ARM攻擊方向與地面的交點坐標可化簡為：

易知彈著點與功率比、輻射源坐標及相位差有關。分別取k為1、2進行仿真可得如圖7彈著點分布圖；令x0=x/x1，y0=y/y1并將在[0°，360°]區間內均勻分布的 φ0、φ1、φ2代入計算并求平均值，其仿真結果如圖4左圖所示。

圖4 三點非相參誘偏彈著點及不同k值時x0與y0曲線圖Fig.4 Impact points Graph and x0，y0curves of 3 active points non-coherent decoy with fifferent k

易知，當k較小時x0、y0也較小，說明彈著點位置更加靠近輻射源0；隨著k增大x0、y0逐漸增大，也即彈著點由輻射源0向輻射源1、2靠攏，在k=1即三輻射源功率相等時，對照圖4左圖可知彈著點大多落在三角形幾何重心附近；當k繼續增加，即輻射源1、2的功率超過輻射源0，由圖4右圖可得：x0→0.5、y0→1， 即彈著點向輻射源 1、2 的連線中點靠攏，而圖左中k=1到k=2的彈著點變化趨勢也證明了這一點。不難得出結論，當k>>1時三點源誘偏便轉化為雙點源誘偏，而從圖表4彈著點的分布看，三點源誘偏能夠在較寬的參數范圍內較好的保護所有輻射源，是一種較好的布陣方式。

[4-5]中都提及非相參四點源誘偏比三點源誘偏具有更好的誘偏效果，核心輻射源將更加安全。按系統工程學的觀點，隨著系統的復雜性的增加，其可靠性也將相應下降。在軍事行動中通信輻射源等設備的布防地域的地形復雜程度將遠大于仿真的理想條件。隨著輻射源數量的增加，核心輻射源固然更加安全，但其布陣難度、成本也將相應提高，故而在此不討論四點源及其以上的有源誘偏系統。

3 結 論

相參和非相參誘偏抗ARM技術互具優勢和特點，而這將在很大程度上決定其應用場合和范圍。相參誘偏對技術的要求高，實現難度較大，但其優異的誘偏性能特別適合大型水面艦艇的抗ARM作戰，而與之相比，非相參誘偏實際上只能將ARM誘導到能量重心附近，在大型水面艦艇的作戰中無異于自殺；非相參誘偏則是一種較為簡單的抗ARM手段，而其中三點源誘偏系統，具有良好的誘偏性能且對技術要求不高、誘餌源較少易于布陣，雖然不適合大型水面艦艇抗ARM作戰，但在陸上無疑是一種較好的抗ARM措施，對于通信輻射源的保護具有一定的實際意義。

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Study on active decoy of communication radiant source confront ARM attacking

LI Wen-jun， LI Yan-song， WANG Wei-jin
（Communication Training Base of General Staff， Xuanhua 075100， China）

Anti Radiant Missile （ARM）is one of the most threatening arms on current war condition，while active decoying is a much simpler and more effective way than some methods.the source of the study is the attacking process of ARM.Several models based on coherent and non-coherent decoying system is analysised，and the conclusion is given by Matlab simulation.At last， with the distribution of points impact and probability curve of it， the conclusions of this paper can offer theoretical basis for the layout of communication radiant source.

unit anti radiant missile； active decoy； coherent decoy； non-coherent decoy

TJ 762.2；TN 974

A

1674－6236（2013）08-0154-03

2012-11-11稿件編號201211077

李文軍 （1986—），男，山東濰坊人，碩士，助理講師。研究方向：無線通信與網路、電子對抗、計算機測控。