艦載舷外有源誘餌試驗設計與分析

2014-04-26 06:09:42韓偉

艦船電子對抗 2014年2期

韓偉

（解放軍91404部隊，秦皇島 066001）

0 引言

影響舷外雷達有源誘餌干擾效果的因素很多，必須考慮各個因素對試驗結果的影響，才能對裝備進行全面的考核。在多因素、多水平試驗中，如果對多個因素每個水平都相互搭配進行試驗，需要做的試驗次數就會很多。比如對四因素三水平的全面試驗需要進行81次試驗。要做這么多的試驗，不僅要花費大量的人力、物力，而且消耗大量的彈量，顯然是很困難的。

因此應當尋求各種不同試驗變量和不同水平之間的合理搭配，在不影響試驗效果的前提下，盡可能減少試驗次數。正交試驗設計是解決這個問題的有效辦法。本文用正交設計的方法對舷外雷達有源誘餌干擾效果試驗進行設計。

1 正交試驗設計方法介紹

正交設計是根據正交性準則來進行試驗設計的，其主要工具是正交表。根據試驗目的，確定影響考核項目的因素和各因素的水平，通過對具體問題的分析，選出主要因素，略去次要因素；在因素確定后，再確定各因素的水平數，重要的因素或者特別希望詳細了解的因素水平可多一些，其余的可少一些；然后選擇合適的正交表，對試驗方案進行設計［1］。

2 影響舷外雷達有源誘餌干擾效果試驗的因素分析

2.1 導彈來襲方位

舷外有源干擾誘餌的干擾機理是利用雷達跟蹤目標能量質心這一特點，在雷達所跟蹤的目標艦附近布放舷外有源干擾誘餌，該誘餌接收到導彈末制導信號后，將信號放大轉發給導彈末制導雷達，末制導雷達就收到了目標艦和舷外有源干擾誘餌轉發的2個目標回波信號，從而跟蹤真、假目標的能量質心［2］。

艦艇的雷達截面積（RCS）與艦艇上層建筑的組成結構有很大的關系，在測量雷達頻率不變時，艦艇360°方位上所反射的電磁波功率隨著雷達波束相對入射角的不同而不同，即雷達截面積是一個變值。隨著艦艇相對于測量雷達方向的姿態不同，艦艇將呈現出大小不一的雷達截面積值。導彈的來襲方向相對于艦艇可以認為是360°范圍內的不可預知事件。為了全面評判艦載舷外雷達有源誘餌對艦艇的保護效果，應考慮艦艇相對于末制導雷達方向各種不同姿態條件下，測量其干擾效果。但這樣會使試驗消耗非常大，試驗周期也不允許。一般選擇幾個特征方向進入發射點，最后綜合評判試驗結果。

2.2 導彈末制導雷達導引頭類型

導引頭的類型是影響舷外雷達有源誘餌干擾效果的重要因素，這里考慮2種：一種是常規體制的末制導雷達；一種是相參體制的末制導雷達。

2.3 目標艦與導引頭的距離

設末制導雷達的發射功率為Pt，天線增益為Gt，雷達與誘餌的距離為R，則在誘餌處，雷達輻射波的功率密度為：

假設誘餌是一個RCS為σ的目標，則在末制導雷達處，目標散射波功率密度為：

設舷外誘餌發射功率為Pr，天線增益為Gr，在末制導雷達處，舷外誘餌輻射的功率密度為：

（2）、（3）兩式相等，計算得：

當誘餌輻射功率確定時，定義：K＝4π·PrGr，K為常數。

則誘餌轉發干擾的等效RCS為：

式中：PtGt為末制導雷達發射功率；R為末制導雷達與誘餌的距離。

由以上分析可知，有源誘餌等效RCS是距離R的二次函數，在不同的試驗距離上有源誘餌等效RCS是不同的。有源誘餌的等效RCS與距離的平方成正比，因此末制導雷達布設距離不同，其形成的效果也不同。誘餌隨著與導引頭距離的拉近，其等效RCS值減小，因此目標艦與導引頭的距離是影響干擾效果的因素之一。

2.4 誘餌布放距離

在有源誘餌位于末制導雷達尋的頭分辨單元的前提條件下，有源誘餌布放距離影響對艦艇的保護效果。誘餌橫向布放距離較遠時，由于有源干擾的特點，誘餌在質心對抗過程中能獲得較大的優勢，從而干擾效果較好；誘餌橫向布放距離較近時，隨著彈目距離的減小，誘餌的等效雷達截面積下降較快，在質心對抗過程中并不占優勢，從而掩護目標面積也相對減小較多。但是，誘餌布放距離過遠，過早形成導彈跟蹤誘餌單一目標的情況，導彈可能重新搜捕真目標。因此，誘餌的橫向布放距離是影響干擾效果的重要因素之一［3］。