基于反輻射彈的目標與誘餌仿真技術研究

賴年杉

（北京機電工程研究所，北京100074）

0 引言

反輻射彈相比電子干擾所造成的軟殺傷而言，可對防空雷達裝備和操作人員進行硬殺傷，顯著降低防空雷達戰斗力。雷達要生存，發揮其威力，就必須研究對抗反輻射彈的措施。目前應對反輻射威脅的技術有很多，有源誘餌是一種常用且十分有效的措施。反輻射彈被動導引頭主要采用單脈沖體制的比幅或比相測向技術，采用這方式的導引頭能有效跟蹤輻射源，從而引導導彈命中雷達目標。但當雷達陣地存在誘餌時，誘餌發射的信號與雷達信號在時域和頻域重疊，使得采用比相法所得到的目標角度實際指向各輻射源的相位重心，進而導致反輻射彈被誘偏。另外，由于有源誘餌與雷達之間相距較近，如果反輻射彈導引頭采用比幅測向，所有輻射源信號到達角往往落在同一個方向單元中而無法分辨，此時角度估計的結果將指向各輻射源的能量重心，最終會導致反輻射彈被誘偏。對于反輻射彈而言，其抗誘餌技術設計合理性需要通過大量試驗來驗證。在試驗室建立目標與誘餌模型開展對抗仿真試驗，是一種十分經濟而有效的手段。本文基于導彈制導與控制仿真系統，提出了一種目標與誘餌模型仿真方法，為開展反輻射彈抗誘餌仿真試驗提供技術支持。

1 反輻射彈誘餌仿真系統

反輻射與抗反輻射仿真技術在國外已有長足發展，如美國的第三代反輻射彈“哈姆”導彈武器系統研制過程中，微波暗室仿真試驗是其整個試驗工作的重要組成部分。反輻射與抗反輻射技術在理論研究和工程實踐的過程中，對仿真技術需求越來越迫切。

1.1 仿真系統組成

試驗室開展反輻射彈目標與誘餌仿真模擬，需要依托比較完善的仿真系統。反輻射彈抗誘餌仿真系統一般包括微波暗室、仿真轉臺、仿真計算機、射頻信號生成系統和微波饋電系統等，系統組成框圖如圖1所示。

1.2 仿真系統信號控制方法

在反輻射彈抗誘餌仿真試驗中，輻射源信號參量主要包括：輻射源信號樣式、功率、空間分布角度、距離等。

圖1 反輻射彈抗誘餌仿真系統框圖

輻射源信號控制方法是，控制上位機將仿真機發送的輻射源角度、距離、功率參數信息分發到下位機，由下位機執行各功能單元控制。雷達信號模擬器產生射頻信號，信號發生器對射頻信號進行調制；信號延時控制機控制輻射源相對雷達導引頭距離；信號能量控制機程控輻射源信號能量；陣列天線和微波饋電系統生成輻射源空間角度分布和輻射方式。仿真系統通過上述控制方式可產生滿足仿真需要的射頻信號。

2 反輻射彈目標與誘餌基本參數

開展反輻射彈抗誘餌仿真，需要設計和生成特定的目標（雷達）和誘餌模型。目標、誘餌布陣是影響誘偏效果的重要因素。當雷達周圍配置3部誘餌并且按四邊形布陣形式時，可以有效誘偏不同方向來襲的反輻射彈。目標和誘餌典型布陣圖如圖2所示。

圖2 雷達和誘餌布陣圖

計算分析表明，目標和誘餌之間的布陣距離既不能太小，也不能太大，間距在350m 左右是一個最佳值。目標和誘餌模型基本參數如下：

1）誘餌信號形式：與被保護雷達（目標）相似；

2）誘餌重復頻率：與被保護雷達相同；

3）誘餌信號脈寬：誘餌脈寬超出被掩護雷達脈寬Δw；

4）誘餌前后沿閃爍周期：保持誘餌脈沖在時域上覆蓋雷達脈沖，誘餌前后沿以固定時間T1做延時跳變；

5）誘餌信號功率：誘餌功率高于目標平均副瓣P1，誘餌功率低于雷達主瓣P2，3部誘餌輸出功率起伏不大于P3；

6）誘餌信號覆蓋空間：保證誘餌在空域上覆蓋雷達掃描方向；

7）雷達角閃爍角：a；

8）雷達天線掃描周期：雷達天線以T2為周期周掃。

可選擇3誘餌中任意1套工作、任意2套工作或3套一起工作。

3 反輻射彈目標與誘餌仿真方法

目標與誘餌信號模擬需要借助控制上位機、4 臺信號發生器、雷達信號模擬器、距離機、能量程控機、微波饋電系統等協同控制來實現。

3.1 誘餌空間布陣仿真方法

圖2中，3個誘餌與1臺雷達在平面上呈菱形分布，相鄰輻射源間隔300～400m。仿真機以導彈與目標距離為基準，實時解算導彈與誘餌相對距離和角度，由角度、距離控制系統實現目標與誘餌輻射源空間布陣。

3.2 無線電參數控制方法

在雷達信號模擬器上進行射頻信號參數設置，保證模擬器四通道信號相參。信號能量控制機根據雷達（目標）及誘餌空間距離控制能量幅度。信號發生器設置觸發信號脈寬，保證誘餌脈沖能覆蓋雷達脈沖。

3.3 誘餌前后沿閃爍仿真方法

3個誘餌信號的前后沿是閃爍的，閃爍周期為T。

誘餌前后沿有兩種閃爍工作方式：一種是連續閃爍方式，另一種是間隙閃爍方式。

連續閃爍工作方式：誘餌的信號形式和重復周期與雷達一致。保證誘餌信號脈沖完全覆蓋雷達（目標）信號脈沖，誘餌信號脈沖前沿分別超前雷達信號t1、t2、t3（t1＞t2＞t3）。當設置連續閃爍間隔為T 時，誘餌依次按時序1至時序6持續工作T1，時序6結束后再重復進行。連續閃爍誘餌時序如表1所示。

表1 誘餌模型連續閃爍時序

誘餌信號脈寬要超過雷達信號脈寬（Δw＞t3），以保證誘餌脈沖能完全覆蓋雷達脈沖。連續閃爍誘餌仿真方法是：當仿真機發送誘餌距離時，以雷達距離為基準實時疊加跳變距離，產生誘餌脈沖相對雷達脈沖的前后沿閃爍效果。例如，仿真機發送雷達信號距離為s，則以距離s為基準，發送誘餌距離s1＝s-ct1時，誘餌脈沖前沿超前雷達脈沖前沿t1；發送誘餌距離s2＝s-ct2時，前沿超前雷達t2；發送誘餌距離s3＝s-ct3時，前沿超前雷達t3。以T1為周期，依時序發送誘餌1距離s1、s2、s3、s1、s2、s3…，誘餌2距離s2、s3、s1、s3、s1、s2…，誘餌3距離s3、s1、s2、s2、s3、s1…，則產生如表1要求的連續閃爍誘餌（c為射頻信號空間傳播速度）。以誘餌1為例，連續閃爍距離-時間圖像如圖3所示。

圖3 連續閃爍誘餌1距離-時間圖像

間隙閃爍工作方式：誘餌的信號形式和重復周期與雷達一致，誘餌信號脈沖前沿分別超前雷達信號t1、t2、t3，當設置間隙閃爍時間間隔為T1，誘餌先按時序1靜默T1后轉為時序2工作T1，靜默期間誘餌不發射信號。各誘餌從時序1至時序12依次工作，時序12后再到時序1，重復進行。間隙閃爍時序如表2所示。

表2 誘餌模型間隙閃爍時序

以雷達距離s為基準，以2T1為周期依時序重復發送誘餌1距離s1、s2、s3、s1、s2、s3…，誘餌2距離s2、s3、s1、s3、s1、s2…，誘餌3距離s3、s1、s2、s2、s3、s1…，同步以2T1為周期同時向3個誘餌發送大于面陣范圍角度值（將誘餌置于面陣角范圍以外），每周期持續發送時間T1，可實現誘餌表2要求的間隙閃爍誘餌。以誘餌1為例，間隙閃爍距離-時間圖像如圖4所示。

圖4 間隙閃爍誘餌1距離-時間圖像

4 結束語

本文根據反輻射與抗反輻射系統研制過程中效能評估的需求，提出開展內場仿真的技術途徑和實施方法，該方法具有較好的實效性。較之外場試驗，室內仿真試驗能節省人力物力，節約研制成本，且信號模型設置靈活。在試驗室通過模擬特定的目標和誘餌模型進行靶試試驗，一方面可考核雷達導引頭對特定誘餌的對抗性能，便于充分研究反輻射對抗有源誘餌的性能；另一方面可驗證誘餌模型布陣、特性參數選取的合理性和有效性?！?/p>

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