對激光制導(dǎo)武器欺騙干擾技術(shù)研究

張小保，仝力鵬

（1.解放軍電子工程學(xué)院，安徽 合肥230037；2.中國人民解放軍61345部隊(duì)，陜西 西安710100）

0 引言

隨著光電技術(shù)的不斷發(fā)展及其在軍事領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，導(dǎo)彈陣地、通信樞紐、指揮所、水面艦船等面臨著日趨嚴(yán)重的光電威脅。尤其是命中精度極高的激光制導(dǎo)武器對重要目標(biāo)的威脅越來越大。針對日益嚴(yán)峻的安全形勢，多種針對激光制導(dǎo)武器的對抗手段應(yīng)用到了目標(biāo)防護(hù)的作戰(zhàn)行動(dòng)中，假目標(biāo)欺騙干擾以其簡單、經(jīng)濟(jì)、有效的特點(diǎn)，成為其中一種重要的對抗方式。

激光角度欺騙干擾是通過激光干擾機(jī)向假目標(biāo)發(fā)射干擾信號，經(jīng)假目標(biāo)對干擾信號進(jìn)行反射后，使假目標(biāo)與目標(biāo)同時(shí)出現(xiàn)在激光制導(dǎo)武器導(dǎo)引頭的視場中，從而誘使激光制導(dǎo)武器攻向假目標(biāo)。本文以陣地防衛(wèi)為研究背景，針對角度欺騙干擾在具體使用過程中涉及到的假目標(biāo)漫反射板的選擇、束散角選擇以及假目標(biāo)和干擾機(jī)的配置方法三個(gè)方面的問題進(jìn)行了分析，給出了具體的使用方法和建議。

1 假目標(biāo)的選擇

在執(zhí)行陣地防衛(wèi)任務(wù)時(shí)，為了充分發(fā)揮角度欺騙干擾的作戰(zhàn)效能，應(yīng)盡可能的延長對制導(dǎo)武器的干擾時(shí)間。當(dāng)制導(dǎo)武器的速度一定時(shí)，干擾時(shí)間主要取決于角度欺騙干擾的有效干擾距離，根據(jù)激光角度欺騙干擾的基本原理，有效干擾距離的計(jì)算模型為［1］：

式中，PL為角度欺騙時(shí)激光干擾信號功率，ηL為激光欺騙干擾機(jī)發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)的透過率，ηM為導(dǎo)引頭接收系統(tǒng)的透過率，ρO為漫反射板表面半球反射率，θM為漫反射板法線和激光半主動(dòng)制導(dǎo)武器來襲方向的夾角，D 為導(dǎo)引頭直徑，RLO為激光干擾機(jī)與假目標(biāo)（漫反射板）的距離，RM為激光干擾機(jī)與被保護(hù)目標(biāo)間距離，Ω 為漫反射板反射立體角，Pmin為導(dǎo)引頭最小可探測的激光功率。

仿真分析可知，有效干擾距離與制導(dǎo)武器來襲方向、漫反射板法線的夾角有關(guān)，如圖1所示。

圖1 有效干擾距離與假目標(biāo)法線、制導(dǎo)武器來襲方向夾角的關(guān)系

由圖1可知，角度欺騙干擾的有效干擾距離隨夾角θM的增大而減小。在夾角θM為0°時(shí)，有效作用距離最大；隨著夾角θM的增大，有效作用距離逐漸減小，當(dāng)夾角θM大于60°時(shí)，有效作用距離迅速下降。

為延長干擾時(shí)間，在選擇假目標(biāo)時(shí)，應(yīng)盡可能使漫反射板朝向制導(dǎo)武器的來襲方向，使漫反射板法線方向與制導(dǎo)武器來襲方向的夾角盡可能地小。

2 束散角的選擇［2］

干擾激光束到達(dá)漫反射板表面時(shí)，所形成的橢圓光斑的長軸和短軸長度分別為［3］：

式中，DOl為光斑的長軸長度，DOs為光斑的短軸長度，θL為激光角度欺騙干擾機(jī)束散角，βO 為假目標(biāo)反射表面與水平面的夾角，即假目標(biāo)的傾角。

在具體作戰(zhàn)運(yùn)用過程中，激光光束束散角由漫反射板與干擾機(jī)的距離、漫反射板的傾角和長度決定。通常漫反射板長度為1m，布設(shè)傾斜角常在45～55°范圍內(nèi)。干擾激光光束束散角的變化如圖2所示。

圖2 光束束散角與制式假目標(biāo)的傾斜角、距離的關(guān)系

由圖2可知，在陣地防護(hù)時(shí)，光束束散角隨漫反射板的布設(shè)傾角增大而增大，隨干擾機(jī)與漫反射板距離的增大而減小。在執(zhí)行陣地防護(hù)任務(wù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)漫反射板的傾角βO 和布設(shè)距離RLO，選擇相應(yīng)的干擾光束束散角。假設(shè)漫反射板的傾角βO 為45°、距離RLO為140m，此時(shí)應(yīng)選擇的干擾激光光束束散角為5mrad。

3 激光角度欺騙干擾的配置方法

為了達(dá)到預(yù)定的干擾目的，假目標(biāo)在作戰(zhàn)使用時(shí)要滿足一定的要求，首先假目標(biāo)與被保護(hù)目標(biāo)的距離應(yīng)在一定的范圍之內(nèi)，以確保干擾信號能被激光制導(dǎo)武器探測到，同時(shí)在制導(dǎo)武器攻擊假目標(biāo)時(shí)，不會(huì)對被保護(hù)目標(biāo)造成損傷。其次避免制導(dǎo)武器在攻擊假目標(biāo)的過程中經(jīng)過被保護(hù)目標(biāo)的上方空域，造成其轉(zhuǎn)而攻擊被保護(hù)目標(biāo)。與此同時(shí)，為了保證干擾信號能夠經(jīng)假目標(biāo)反射后對激光制導(dǎo)武器形成干擾，應(yīng)確保干擾機(jī)與假目標(biāo)之間，以及假目標(biāo)和激光制導(dǎo)武器之間的通視［4-5］。

在陣地防護(hù)時(shí)，通常采用一臺激光干擾機(jī)配合多個(gè)假目標(biāo)使用。設(shè)被保護(hù)目標(biāo)與漫反射板的距離為ROB，激光角度欺騙干擾機(jī)與漫反射板的距離為RLO、激光角度欺騙干擾機(jī)與被保護(hù)設(shè)施的距離為RLB，將被保護(hù)設(shè)施等效為半徑為r的圓。

假設(shè)現(xiàn)有三個(gè)假目標(biāo)配置在等邊三角形頂點(diǎn)，為保證三個(gè)假目標(biāo)的反射面同時(shí)朝向激光干擾機(jī)，激光角度欺騙干擾機(jī)必須處于三角形外接圓的內(nèi)部。在保證通視的條件下，其配置區(qū)如圖3中的陰影部分所示。

圖3 三個(gè)假目標(biāo)時(shí)激光干擾機(jī)的有效配置區(qū)示意圖

設(shè)ROB與RLO均取值大于等于a、小于等于b的范圍內(nèi)，當(dāng)點(diǎn)F、M 重合在以O(shè)3為圓心、RLO為半徑的圓上時(shí)，配置區(qū)存在的臨界條件為：

仿真可得，角度欺騙干擾機(jī)的配置距離（角度欺騙干擾機(jī)與漫反射板的距離）RLO，如圖4所示。

由圖4可知，激光角度欺騙干擾機(jī)的配置距離RLO隨漫反射板配置距離ROB的增大而增大，隨被保目標(biāo)半徑r的增大而減小。在實(shí)際使用時(shí)，應(yīng)根據(jù)被保護(hù)設(shè)施半徑r和漫反射板配置距離ROB，得出激光角度欺騙干擾機(jī)的配置距離。若r為30m、ROB為180m，激光角度欺騙干擾機(jī)的配置距離RLO為135m。

圖4 激光角度欺騙干擾機(jī)與漫反射板的距離

同理，n個(gè)漫反射板在等邊n 邊形頂點(diǎn)布設(shè)時(shí)，激光角度欺騙干擾機(jī)有效配置區(qū)存在的臨界條件為：

存在較大有效配置區(qū)的臨界條件，需滿足下式：

當(dāng)r為30m，ROB為200m，由式（5）仿真可得激光角度欺騙干擾機(jī)配置距離RLO與漫反射板數(shù)目n 的關(guān)系，如圖5所示。

由圖5可知，在通視的條件下，激光角度欺騙干擾機(jī)配置距離隨漫反射板數(shù)目增加而減小。當(dāng)漫反射板數(shù)目大于4個(gè)時(shí)，激光角度欺騙干擾機(jī)配置距離小于100m，不符合實(shí)際需要。這說明當(dāng)漫反射板數(shù)目大于4個(gè)時(shí)，將有漫反射板不能與干擾機(jī)通視。具體運(yùn)用時(shí)，為了應(yīng)對飽和打擊，要求漫反射板有冗余，可以大于4個(gè)漫反射板。

圖5 配置距離與漫反射板數(shù)目的關(guān)系

4 結(jié)束語

本文根據(jù)激光角度欺騙干擾的工作原理，以陣地防護(hù)為例，分析討論了激光角度欺騙干擾在保護(hù)重要目標(biāo)過程中涉及到的假目標(biāo)的選擇、束散角的選擇以及干擾機(jī)和假目標(biāo)的配置三個(gè)方面的問題，給出了在實(shí)際運(yùn)用中的一些建議，對裝備的具體運(yùn)用有一定的參考價(jià)值。■

［1］孫曉泉，呂躍廣，等.激光對抗原理與技術(shù)［M］.北京：解放軍出版社，2000.

［2］侯振寧.激光有源干擾及技術(shù)［J］.光機(jī)電信息，2002（3）：22-26.

［3］魏光輝，楊培根，等.激光技術(shù)在兵器工業(yè)中的應(yīng)用［M］.北京：兵器工業(yè)出版社，1995.

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