提高大型水面艦艇干擾效果的方法研究

王勇軍，柯 凱

(解放軍91404部隊，秦皇島 066000)

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提高大型水面艦艇干擾效果的方法研究

王勇軍，柯 凱

(解放軍91404部隊，秦皇島 066000)

對大型水面艦艇防御現代反艦導彈來說，艦載有源干擾和傳統的箔條質心干擾都遇到了很大困難。討論了采用吸收型箔條、舷外有源誘餌、復合誘餌3種方法提高大型水面艦艇干擾效果的方法，并進行了應用分析。

大型水面艦艇；吸收型箔條；舷外有源誘餌；復合誘餌

0 引 言

現代反艦導彈普遍采取各種新技術，艦艇反導防御的反應時間變得越來越短。大型水面艦艇的雷達截面積通常很大，一方面，對艦載有源干擾而言，無論是連續波噪聲干擾還是脈沖欺騙干擾，寬帶大功率發射機的研制在技術上都有相當大的難度[1]；另一方面，對于舷外無源干擾而言，需要的箔條數量和投放空間體積都很大，這不僅增加了投放設備的復雜性和成本，還可能使一些傳統干擾方式無效[2]。

如毫米波末制導雷達的分辨單元就比較小，當被保護艦艇很大時，傳統質心干擾方式的條件(如投放距離、壓制系數和反應時間等)往往難以滿足[3]。可見艦載有源干擾和舷外無源干擾都遇到了前所未有的挑戰。

下面從吸收型箔條、舷外有源誘餌、復合誘餌3個方面討論提高大型水面艦艇對末制導雷達干擾成功率的方法。

1 采用吸收型箔條和散射型箔條相結合的復合干擾

1.1 干擾原理

大型水面艦艇本身的雷達截面積(RCS)較大(普遍大于105m2)，在對其施放箔條質心干擾的時候，要求箔條云的雷達截面積較大，在其壓制系統為2的情況下，其RCS應大于2×105m2。完全散開后，箔條云占據空間較大，但要起到干擾的作用，需要箔條云和對應艦艇在敵方末制導雷達的相同分辨單元里面，因此其長度應小于末制導雷達的半波門寬度，以毫米波波束角3°、末制導雷達開機距離12km計算，其寬度為314m。而根據多次海上試驗箔條云雷達截面積性能測試數據統計結果，實際進入波門內有效箔條云的雷達截面積遠遠小于2×105m2。施放質心干擾時有一部分箔條云超出跟蹤雷達的距離波門，這部分箔條云其實是無效的[4]。為了提高大型水面艦艇箔條質心干擾反導作戰的成功率，可采用吸收型箔條和散射型箔條相結合的復合干擾方法。具體應用是：在敵方雷達跟蹤我方艦艇后，在敵方雷達波的同側施放箔條云，作為吸收功能的屏幕，達到減弱、散射雷達波和回波的目的，等效降低了我艦船雷達反射面積；相對地在另一側施放散射用的箔條云，并使其處于有效單元內。在兩方箔條云的同時作用下，成功增大了壓制系數，提升作戰效率。其作戰示意圖如圖1所示。

圖1 復合干擾作戰示意圖

1.2 應用分析

(1) 吸收型箔條云的吸收和散射系數與箔條絲的長度、施放后的密度和體積相關，在其長度和敵方雷達半波長相等時功效最大。因此在實際應用中要酌情選擇箔條絲類型并設計配置。

(2) 我方艦艇的規避要參考環境因素(如風速、風向等)，一般要求艦身橫向不要面向敵方雷達，否則會降低作戰效能。

2 舷外有源誘餌干擾

對艦載有源干擾而言，無論是連續波噪聲干擾還是脈沖欺騙干擾，寬帶大功率發射機的研制在技術上都具有相當大的難度。而艦載舷外雷達有源誘餌被認為是對先進體制末制導雷達實施干擾的有效手段，能夠復制并轉發敵方末制導雷達信號，極大地增強誘餌的RCS，該裝備不必滿足艦載有源干擾在干擾功率方面的需求，減輕了舷外有源誘餌在功率輸出值上的壓力，可以確保誘餌發射后不受反應速度的限制，且可以長時間工作，很好地解決了艦載告警和干擾設備的反應速度問題[5]。拖曳式有源誘餌干擾功率比較大，而且造價較低，使用方便，安全可靠，本文以此為例討論其對大型水面艦艇的防護。

2.1 有源誘餌干擾方程

如圖 2，雷達輻射波經過艦艇反射后，雷達收到的輻射回波的功率是：

(1)

圖2 有源誘餌保護大型艦艇示意圖

若誘餌發射至雷達接收天線的功率比艦艇反射的回波大K倍，則可視為干擾可靠。利用余弦定理，可算得其等效干擾功率：

(2)

應答方式下拖曳式有源誘餌的等效干擾功率：

可以看出，使拖曳式有源誘餌的輸出功率在R的全距離段都滿足上兩式的目的，是為了對尋的導彈導引頭造成有效的干擾壓制比，從而保證大型水面艦艇的安全。

設需掩護的艦船有效反射面積σ=100 000 m2，跟蹤雷達功率是30kW，誘餌增益是0dB，極化系數是0.5，干擾壓制系數是5，典型戰況下Rd分別是1km、2km、3km時的Pd～R關系曲線如圖 3。

圖3 誘餌干擾功率與距離關系圖

圖3所示的誘餌干擾功率和距離的關系是設計誘餌必須考慮的因素，在這種關系里，R、Pd、Rd之間的聯系得到限定，并兼顧考慮了技術可行性和使用條件因素。

2.2 應用分析

(1) 根據“舍卒保車”的戰術原則，誘餌距離艦艇應該足夠遠，當導彈在誘餌和載體之間爆炸時，不會傷及艦艇。在有源誘餌的功率和艦艇總反射功率大小相近的情況下，末制導雷達制導是兩者連線的質心。在此基礎上，提高有源誘餌的功率可相應減小拖曳線長度，達到減小對艦船航線的目的。

(2) 根據拖曳式誘餌的使用規則：①誘餌先于導彈的跟蹤雷達投放；②艦船在跟蹤雷達開機前的時間內做轉向規避，以形成“三角態勢”，達到吸引導彈的目的，要求誘餌的實際位置要與艦艇處于末制導雷達的同一個波束內。

3 復合誘餌干擾

艦船雷達對抗系統主要由偵察系統和干擾系統組成，其中干擾系統主要分為有源干擾和無源干擾設備。若艦艇的轉發式干擾機向質心箔條云發射干擾信號，再由箔條云散射到末制導雷達就可形成復合式誘餌干擾，有可能以有源干擾的能量加強箔條干擾云的誘餌作用，起到加強質心干擾的作用。當未發射質心箔條干擾時，導彈跟蹤O；實施質心干擾后，導彈跟蹤O′；實施復合式誘餌干擾后，導彈跟蹤O″示意圖如圖 4所示。

圖4 復合誘餌干擾示意圖

3.1 干擾原理

末制導雷達通過干擾云散射收到的轉發式干擾機發射的干擾信號功率PCJ為：

(4)

式中：PjGj為有源干擾等效輻射功率；Gt為雷達天線增益；σ′為箔條云相對艦艇方向的雷達截面積。

末制導雷達收到干擾云散射的回波信號功率：

(5)

式中：σ為箔條云相對末制導方向的雷達截面積；PtGt為雷達等效輻射功率。

設質心干擾壓制系數為K，由此可見用復合誘餌比單純用箔條云誘餌進行質心干擾時的壓制比增大的倍數為：

(6)

若σ′=σ，PjGj=240kW，Pt=40kW，Gt=500，RC=6km，RSC=200m，則有：

3.2 應用分析

(1) 通過計算可以看出，復合誘餌提高的壓制系數是比較可觀的，應用此方法，使雷達有源干擾天線指向和跟蹤箔條云，設備處于轉發式干擾，實現有源干擾和無源干擾配合使用，可充分發揮電子戰系統的作用。

(3) 施放箔條干擾后，箔條云充分散開需要一定時間，因此在施放后馬上實施有源干擾，可以有效提升箔條云的RCS，從而減少反應時間，增強艦艇的防衛能力。

4 結束語

本文介紹并分析了散射型箔條和吸收型箔條相結合的復合干擾、舷外有源誘餌、復合誘餌3種方法，可以提高大型水面艦艇防御反艦導彈的作戰成功率，但其有效性還有待試驗和實戰的進一步檢驗，希望文中提到的方法能為電子對抗反導技術研究提供一定的借鑒。

[1] 蔣波,曲長文,侯海平.機載箔條質心干擾研究[J].系統仿真學報,2011,23(4):793-797.

[2] 李照順,孫振華,許錦洲，等.艦艇箔條質心干擾模型與仿真研究[J].系統仿真學報,2009,21(14):4203-4206.

[3] 徐躍,西亞非,張志良,張傳勇.雷達干擾效能評估指標體系的構建方法[J].火力與指揮控制,2012,37(5):44-47.

[4] 周建忠,劉靜梅,任長虹，等.提高大、中型水面艦艇箔條質心干擾作戰成功率的方法和途徑[J].光電電子對抗與無源干擾,2001,27(1)：36-39.

[5] 王光輝,滕克難,王宏偉.艦艇對反艦導彈質心干擾效果模型研究[J].現代防御技術,2007,35(2):32-36.

Research into Approaches Improving Jamming Effect of Large Surface Shipsp

WANG Yong-jun,KE Kai

(Unit 91404 of PLA,Qinhuangdao 066000,China)

Shipboard active jamming and traditional chaff centroid jamming are in trouble for large surface ships defending modern anti-ship missiles.This paper discusses 3 approachess improving the jamming effect of large surface ships by means of absorptive chaff,outeboard active decoy,composite decoy,and performs application analysis.

large surface ship;absorptive chaff;outboard active decoy;composite decoy

2014-05-28

TN974

A

CN32-1413(2015)02-0001-03

10.16426/j.cnki.jcdzdk.2015.02.001