基于指控引導(dǎo)的無源干擾末制導(dǎo)雷達(dá)方法研究*

邢厚剛

(91404部隊(duì)　秦皇島　066001)

?

基于指控引導(dǎo)的無源干擾末制導(dǎo)雷達(dá)方法研究*

邢厚剛

(91404部隊(duì)秦皇島066001)

無源干擾是對(duì)抗反艦導(dǎo)彈的重要干擾手段。通常，電子戰(zhàn)裝備主要依靠偵察告警來發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，但在實(shí)際作戰(zhàn)中，僅僅依靠偵察告警是不能滿足電子戰(zhàn)裝備作戰(zhàn)需要的。結(jié)合多年實(shí)際訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)，對(duì)無源干擾反艦導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)的方法進(jìn)行了分析研究，提出基于指控引導(dǎo)的無源干擾方法，從原理和使用方法等方面進(jìn)行針對(duì)性分析，得出合理化見解，豐富了無源干擾戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用手段。

末制導(dǎo)雷達(dá); 質(zhì)心干擾; 沖淡干擾; 指控引導(dǎo)

Class NumberTN972

1　引言

隨著現(xiàn)代導(dǎo)彈技術(shù)的不斷改進(jìn)，射程遠(yuǎn)、速度快、精度高的特點(diǎn)越來越突出，已經(jīng)成為現(xiàn)代海戰(zhàn)的主戰(zhàn)武器，對(duì)水面艦艇的生存和安全形成了極大的威脅。在現(xiàn)代海戰(zhàn)中，水面艦艇依舊是主要作戰(zhàn)兵力，但是水面艦艇無法改變其航行速度慢，機(jī)動(dòng)能力弱的特點(diǎn)，因此如何提高水面艦艇的防御反艦導(dǎo)彈能力是至關(guān)重要的。通過研究如何對(duì)抗反艦導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)的方法，尋找降低反艦導(dǎo)彈制導(dǎo)精度和命中率，提高艦艇生存能力以適應(yīng)現(xiàn)代高科技戰(zhàn)爭(zhēng)的需要是至關(guān)重要。

2　反艦導(dǎo)彈進(jìn)攻能力的改變

隨著高新武器的應(yīng)用，反艦導(dǎo)彈的進(jìn)攻方式和能力也發(fā)生了新的變化。尤其是低截獲技術(shù)和相參技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)電子戰(zhàn)偵察系統(tǒng)帶來了新的挑戰(zhàn)。

現(xiàn)代海戰(zhàn)，艦艇面臨的主要威脅時(shí)來自空中飛機(jī)的襲擊[1]。過去導(dǎo)彈的攻擊距離較近，所以需要飛機(jī)低空突防到很近距離，攻擊過程中需要雷達(dá)探測(cè)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，因此導(dǎo)致較多的時(shí)間會(huì)造成雷達(dá)信號(hào)被偵察，同時(shí)飛機(jī)反射面積比導(dǎo)彈反射面積大，更容易被發(fā)現(xiàn)。而目前新型導(dǎo)彈攻擊距離遠(yuǎn)，攻擊過

程中飛機(jī)超低空突防，突防過程中可以接受數(shù)據(jù)鏈的引導(dǎo)，可以在遠(yuǎn)距離就提前鎖定目標(biāo)，到達(dá)攻擊范圍后躍起實(shí)施攻擊并返回，這樣的作戰(zhàn)方式雷達(dá)開機(jī)時(shí)間很短，同時(shí)大大壓縮了飛機(jī)突防距離，減小了暴露幾率。目前這種作戰(zhàn)方式，減少了機(jī)載雷達(dá)開機(jī)時(shí)間，增加了末制導(dǎo)雷達(dá)開機(jī)時(shí)間，但是末制導(dǎo)雷達(dá)采取了低截獲技術(shù)，導(dǎo)致電子戰(zhàn)偵察機(jī)的發(fā)現(xiàn)距離大大降低，甚至到了偵察機(jī)發(fā)現(xiàn)時(shí)已經(jīng)來不及進(jìn)行有效無源干擾的程度，也就是說，依靠電子戰(zhàn)偵察機(jī)引導(dǎo)無源干擾幾乎是不可能形成有效干擾效果。同時(shí)，由于反輻射導(dǎo)彈的出現(xiàn)，本艦的有源自衛(wèi)干擾的使用，常常會(huì)給導(dǎo)彈提供攻擊的輻射來源。

3　傳統(tǒng)對(duì)反艦導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)的無源干擾方式

傳統(tǒng)根據(jù)導(dǎo)彈的不同工作階段，分為對(duì)末制導(dǎo)雷達(dá)搜索階段和跟蹤階段實(shí)施干擾，兩個(gè)階段因雷達(dá)工作方式不同，干擾方式隨之發(fā)生變化。下面進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

3.1對(duì)末制導(dǎo)雷達(dá)搜索階段實(shí)施干擾

傳統(tǒng)對(duì)末制導(dǎo)雷達(dá)搜索階段實(shí)施的干擾方式主要是沖淡干擾方式。傳統(tǒng)沖淡干擾發(fā)射無源彈距離較遠(yuǎn)，一般在導(dǎo)彈距離目標(biāo)20km以上距離時(shí)發(fā)射[2]。

無源沖淡干擾，主要是在電子戰(zhàn)偵察機(jī)尚未發(fā)現(xiàn)其末制導(dǎo)雷達(dá)信號(hào)時(shí)，通過艦艇指控、雷達(dá)等途徑發(fā)現(xiàn)已經(jīng)發(fā)射反艦導(dǎo)彈，并根據(jù)雷達(dá)或指控提供的距離與已獲得的導(dǎo)彈情報(bào)比對(duì)，確認(rèn)其末制導(dǎo)雷達(dá)將要開機(jī)搜索目標(biāo)，向艦艇周圍發(fā)射4枚或2枚遠(yuǎn)程干擾箔條彈，形成4個(gè)或2個(gè)假目標(biāo)，以方形、矩形或菱形散布在艦艇周圍，原理示意圖如圖1所示[3]。

圖1　沖淡干擾原理示意圖

反艦導(dǎo)彈飛行過程中，到達(dá)自控點(diǎn)后，導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)開始自主開機(jī)搜捕目標(biāo)。末制導(dǎo)雷達(dá)分別采取方位波門搜索和距離波門搜索兩種方式對(duì)目標(biāo)進(jìn)行分選并捕獲。當(dāng)有目標(biāo)同時(shí)滿足距離和方位捕獲條件時(shí)，末制導(dǎo)雷達(dá)就會(huì)對(duì)距離波門和方位波門內(nèi)的所有目標(biāo)進(jìn)行分選，并根據(jù)預(yù)設(shè)導(dǎo)攻指令，控制導(dǎo)彈實(shí)現(xiàn)對(duì)其中之一的目標(biāo)進(jìn)行攻擊。沖淡干擾方式，就是在導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)開機(jī)對(duì)我艦進(jìn)行搜索前，預(yù)先在我艦周圍發(fā)射箔條彈，形成4個(gè)或者2個(gè)干擾云，在導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)搜索波門內(nèi)將會(huì)面臨多目標(biāo)的選擇，使其無法準(zhǔn)確分辨真假目標(biāo)，從而降低其對(duì)真實(shí)目標(biāo)捕獲概率。

事實(shí)上，沖淡干擾效果受到干擾彈發(fā)射時(shí)機(jī)、風(fēng)向、風(fēng)速、艦艇的航向、航速、導(dǎo)彈來襲方位等諸多因素影響。由于末制導(dǎo)開機(jī)時(shí)機(jī)不固定，且無源干擾彈發(fā)射太遠(yuǎn)，因此受風(fēng)速、風(fēng)向和艦艇本身機(jī)動(dòng)的影響較大，末制導(dǎo)雷達(dá)開機(jī)后，箔條云可能已經(jīng)脫離末制導(dǎo)雷達(dá)搜索的距離和方位波門，從而失去沖淡干擾效果。同時(shí)，由于現(xiàn)代末制導(dǎo)雷達(dá)具有區(qū)域跟蹤能力，導(dǎo)致箔條云假目標(biāo)往往不在搜索區(qū)域內(nèi)，形成不了迷惑效應(yīng)，同時(shí)部分末制導(dǎo)雷達(dá)具有跟蹤大目標(biāo)能力，從而濾除了箔條云假目標(biāo)。這些措施的采取，導(dǎo)致沖淡干擾成功率大大下降，已經(jīng)很難適應(yīng)作戰(zhàn)需要。

3.2對(duì)末制導(dǎo)雷達(dá)跟蹤階段實(shí)施干擾

跟蹤階段是指通過電子戰(zhàn)偵察機(jī)或指控發(fā)現(xiàn)導(dǎo)彈已跟蹤艦艇開始，通過采用有源和無源干擾手段破壞末制導(dǎo)雷達(dá)跟蹤，避免艦艇受到導(dǎo)彈的攻擊。傳統(tǒng)主要是采取質(zhì)心干擾方式。

質(zhì)心干擾方式，就是利用質(zhì)心效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)反艦導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)自導(dǎo)段的干擾，使末制導(dǎo)雷達(dá)跟蹤偏離目標(biāo)艦，最終偏向假目標(biāo)的一種干擾樣式[4]。因此，質(zhì)心干擾效果與艦艇雷達(dá)反射截面積息息相關(guān)，質(zhì)心方式主要用于雷達(dá)反射截面積不是很大的方位，通常是在箔條彈形成箔條云的雷達(dá)反射截面積大于艦艇雷達(dá)反射截面積1.5倍時(shí)，可以明顯形成質(zhì)心效應(yīng)情況下使用。

雷達(dá)反射截面積受艦艇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)影響，在艦艇的每個(gè)位置的雷達(dá)反射截面積是不同的，我國(guó)舊式艦艇，由于沒有考慮隱身設(shè)計(jì)，雷達(dá)反射截面積較大，一般來說，艦艇雷達(dá)發(fā)射截面積大的區(qū)域在艦艏、艦艉和正橫方向，在這些方位，單靠質(zhì)心干擾是無法實(shí)現(xiàn)反導(dǎo)對(duì)抗的[5]。新型艦艇由于隱身設(shè)計(jì)，多數(shù)位置的反射截面積不是很大的，艦艇可以根據(jù)本艦RCS方位圖，采取規(guī)避措施，避免將反射面積較大區(qū)域面向?qū)棥?/p>

作戰(zhàn)中，如果發(fā)現(xiàn)末制導(dǎo)雷達(dá)信號(hào)跟蹤本艦，需要立刻發(fā)射箔條干擾彈，一般在距本艦100m～300m范圍內(nèi)形成假目標(biāo)，通過質(zhì)心效應(yīng)，導(dǎo)致末制導(dǎo)雷達(dá)跟蹤艦艇和箔條云兩者的能量中心，并最終跟蹤箔條云。考慮到實(shí)際作戰(zhàn)需要，艦艇如果面向?qū)椃轿坏腞CS不是很大時(shí)，通常不采取轉(zhuǎn)向機(jī)動(dòng)，艦艇不宜與箔條云分離太早，使末制導(dǎo)雷達(dá)過早跟蹤目標(biāo)之一，因?yàn)楝F(xiàn)在末制導(dǎo)雷達(dá)基本都采取邊搜邊跟工作方式，分離太早，容易導(dǎo)致末制導(dǎo)重新搜索，捕獲到艦艇。

如圖2所示，如果沒有干擾，導(dǎo)彈將穩(wěn)定跟蹤艦艇，導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)的電軸與導(dǎo)彈彈軸重合，方位偏差角α=0。艦艇實(shí)施箔條質(zhì)心干擾后，產(chǎn)生質(zhì)心效應(yīng)，艦艇和箔條云將形成能量合成中心，反艦導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)電軸將跟蹤合成能量中心，末制導(dǎo)雷達(dá)電軸與導(dǎo)彈彈軸形成方位偏差角α, 末制導(dǎo)雷達(dá)產(chǎn)生與α角成比例的航向電壓，并引導(dǎo)導(dǎo)彈向能量合成中心飛行。隨著時(shí)間推移，一旦艦艇或箔條云脫離跟蹤角，導(dǎo)彈將跟蹤余下的目標(biāo)。因此方位偏差角α的大小至關(guān)重要。

圖2　質(zhì)心干擾原理示意圖

導(dǎo)彈跟蹤方位偏差角α的大小由艦艇和箔條云的RCS比率決定，當(dāng)箔條云RCS大于艦艇RCS時(shí)，則能量合成中心向箔條云靠攏，方位偏差角α就大，反之當(dāng)箔條云RCS小于艦艇RCS時(shí)，則合成能量中心向艦艇靠攏，方位偏差角α就小。因此形成大于艦艇RCS反射截面積的箔條云是必然要求。

影響質(zhì)心干擾效果主要因素除了艦艇和箔條云的RCS外，還有艦載電子戰(zhàn)系統(tǒng)總反應(yīng)時(shí)間(包括偵察告警、人工干預(yù)和無源干擾的反應(yīng)時(shí)間)，反應(yīng)時(shí)間越短，越有利于及早形成質(zhì)心干擾效應(yīng)，提高干擾成功率。同時(shí)，質(zhì)心干擾還有一個(gè)致命的弱點(diǎn)，那就是受制于偵察機(jī)裝備職手的告警能力，如果情報(bào)不準(zhǔn)確，偵察機(jī)不能自動(dòng)告警，偵察機(jī)裝備職手的人工識(shí)別告警能力就尤為重要了。

4　基于指控引導(dǎo)的干擾末制導(dǎo)雷達(dá)方式

隨著導(dǎo)彈技術(shù)的發(fā)展，導(dǎo)彈的速度越來越快，搜索區(qū)域也越來越智能化，逐步實(shí)現(xiàn)區(qū)域搜索能力，因此，傳統(tǒng)的沖淡干擾，箔條發(fā)射距離較遠(yuǎn)，而不能進(jìn)入導(dǎo)彈的搜索區(qū)域，因此相對(duì)發(fā)射箔條彈距離較近的質(zhì)心干擾方式成為更為有效的干擾手段。但是電子戰(zhàn)系統(tǒng)通常使用質(zhì)心干擾時(shí)，需要有威脅告警信號(hào)的各種信息，通過無源干擾戰(zhàn)術(shù)決策軟件來形成干擾決策，因此無源質(zhì)心干擾的前提是偵收到末制導(dǎo)雷達(dá)信號(hào)。

在現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練中，我們發(fā)現(xiàn)艦艇經(jīng)常是首先發(fā)現(xiàn)來襲導(dǎo)彈，此時(shí)還沒有發(fā)現(xiàn)末制導(dǎo)雷達(dá)信號(hào)或者還沒有進(jìn)入末制導(dǎo)雷達(dá)開機(jī)范圍。由于艦艇指控功能的建立和完善，在這樣的情況下，可以利用指控信息進(jìn)行強(qiáng)制無源干擾。具體做法是指揮員可以根據(jù)導(dǎo)彈與艦艇的距離，人工按照質(zhì)心方式強(qiáng)制發(fā)射干擾彈，對(duì)來襲導(dǎo)彈實(shí)施干擾。由于此種方法目前沒有戰(zhàn)術(shù)決策軟件，為了達(dá)到高干擾成功率，必須建立戰(zhàn)術(shù)決策庫(kù)。下面分析決策原則，為數(shù)據(jù)模擬和結(jié)果推演提供支撐。

首先，對(duì)使用方式進(jìn)行分析。上文已經(jīng)提到無源干擾主要針對(duì)末制導(dǎo)雷達(dá)的搜索階段和跟蹤階段。傳統(tǒng)戰(zhàn)法是搜索階段用沖淡干擾，跟蹤階段用質(zhì)心干擾。現(xiàn)在提出的兩個(gè)階段都是按照質(zhì)心方式強(qiáng)制發(fā)射實(shí)施無源干擾，其主要原因是新型導(dǎo)彈技術(shù)的發(fā)展，導(dǎo)彈速度越來越快，搜索能力越來越智能化，已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)小區(qū)域搜索能力，傳統(tǒng)沖淡干擾，箔條彈發(fā)射距離較遠(yuǎn)，常常會(huì)脫離導(dǎo)彈的搜索區(qū)域，因此質(zhì)心干擾因?yàn)椴瓧l彈發(fā)射距離較近，成為更好的干擾手段。

其次，對(duì)發(fā)射距離進(jìn)行分析。目前世界各國(guó)末制導(dǎo)雷達(dá)開機(jī)距離不盡相同，以某型導(dǎo)彈“距離、方位發(fā)射”方式為例，導(dǎo)引頭開機(jī)距離Lkj為12海里約22km，鎖定目標(biāo)距離Lsd為7海里約13km，導(dǎo)彈飛行速度vdd為250m/s。由于形成有效干擾箔條云所需時(shí)間s通常需要5s～6s，因此，對(duì)末制導(dǎo)雷達(dá)搜索階段和跟蹤階段進(jìn)行無源干擾最小干擾距離Rssmin和Rgzmin為

Rssmin=Lkj+s*vdd=22+6*0.25=23.5km

Rgzmin=Lsd+s*vdd=13+6*0.25=14.5km

根據(jù)上述結(jié)論，考慮各種人為因素影響，干擾此型導(dǎo)彈，首次人工質(zhì)心干擾最佳發(fā)射距離應(yīng)該在25km～28km，可以對(duì)末制導(dǎo)雷達(dá)搜索階段進(jìn)行干擾。為了全程形成無源干擾有效性，同時(shí)必須考慮對(duì)跟蹤階段也進(jìn)行一次人工質(zhì)心干擾來確保干擾的持續(xù)性。通常兩次無源質(zhì)心干擾需要間隔30s，即需要間隔30*0.25=7.5km，因此，綜合考慮Rssmin、Rgzmin和人為因素，第二次發(fā)射距離為16km～17km。

第三，對(duì)發(fā)射方向進(jìn)行分析。以某型導(dǎo)彈為例，導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)有大小兩個(gè)搜索區(qū)，其鎖定目標(biāo)原則為： 1) 優(yōu)先選擇小搜索區(qū)內(nèi)目標(biāo)； 2) 假如兩個(gè)目標(biāo)在同一分辨單元內(nèi)，導(dǎo)引頭將自動(dòng)在方位上跟蹤兩個(gè)目標(biāo)的質(zhì)心或者形心，當(dāng)兩個(gè)目標(biāo)可以區(qū)分時(shí)，末制導(dǎo)雷達(dá)將跟蹤這兩個(gè)目標(biāo)中較近的那一個(gè)，如果兩個(gè)目標(biāo)距離相同，則隨機(jī)選擇，也有部分雷達(dá)是采取跟大原則； 3) 如果小搜索區(qū)沒有目標(biāo)，則選擇大搜索區(qū)較近目標(biāo)，如果距離相同，則鎖定首次發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)，通常是右側(cè)目標(biāo)；其他原則與無源干擾無關(guān)。根據(jù)這幾條原則，我們可以采取的使用方式是迎向?qū)梺硪u方向發(fā)射，其主要作用是：當(dāng)末制導(dǎo)開機(jī)后，會(huì)同時(shí)發(fā)現(xiàn)艦艇和箔條云，根據(jù)跟近原則，導(dǎo)彈會(huì)鎖定箔條云，同時(shí)根據(jù)質(zhì)心干擾方式機(jī)理，箔條云的RCS會(huì)更大，從而有符合了跟大原則。

表1　干擾方式及規(guī)避決策

第四，對(duì)風(fēng)向、航向、來襲方位關(guān)系進(jìn)行分析。在第三條中提出迎向?qū)梺硪u方向發(fā)射的原則，但是并不是三點(diǎn)一線式發(fā)射，還是需要根據(jù)風(fēng)向、航向、來襲方位、RCS等因素進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。下面列舉了一些簡(jiǎn)單原則，由于劃分區(qū)域類型較少，沒有考慮風(fēng)速和航速等因素影響，僅供參考，不能作為準(zhǔn)則使用，建議加強(qiáng)進(jìn)行這個(gè)方面的研究，建立合適的戰(zhàn)術(shù)決策軟件數(shù)據(jù)庫(kù)。

經(jīng)過多年的訓(xùn)練統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)采取這種方式的干擾效果還是很不錯(cuò)的，尤其是干擾末制導(dǎo)雷達(dá)搜索階段，干擾效果成功率往往高于真實(shí)的質(zhì)心干擾方式和沖淡干擾方式。

5　結(jié)語

本文根據(jù)反艦導(dǎo)彈自動(dòng)導(dǎo)引工作原理，結(jié)合多年實(shí)際訓(xùn)練得到的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)反艦導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)干擾方法進(jìn)行了分析研究，提出了自己的見解，這些見解是建立在實(shí)際訓(xùn)練基礎(chǔ)上，進(jìn)行研究得出的觀點(diǎn)，是相對(duì)較為實(shí)用的方法，希望通過本研究，能夠降低導(dǎo)彈制導(dǎo)精度和命中率，提高艦艇生存能力。

[1] 高東華,俞躍,李偉.艦艇電子對(duì)抗戰(zhàn)術(shù)[M].北京：解放軍出版社,2004.

[2] 趙國(guó)慶.雷達(dá)對(duì)抗原理[M].西安：西安電子科技大學(xué),1999.

[3] 邵國(guó)培,曹志耀,何俊.電子對(duì)抗作戰(zhàn)效能分析[M].北京：解放軍出版社,1998.

[4] 林民族,張新如,李新.水面艦艇電子對(duì)抗[M].廣州：海軍廣州艦艇學(xué)院,2001：106-109.

[5] 朱森,姜寧,孫永侃.質(zhì)心干擾中的面目標(biāo)效應(yīng)分析研究[J].航天電子對(duì)抗，2001(2)：5-8.

[6] 朱禧,林華.切割效應(yīng)下的質(zhì)心干擾仿真[J].微計(jì)算機(jī)信息，2008，24(10)：307-308.

[7] 邢厚剛.干擾反艦導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)方法研究[J].艦船電子對(duì)抗，2012(3):14-17.

[8] 韓偉.無源質(zhì)心干擾效果檢測(cè)分析[J].艦船電子對(duì)抗，2011,34(6):48-51.

[9] 竇心連.艦載箔條質(zhì)心干擾試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定分發(fā)研究[J].艦船電子對(duì)抗,2011,34(2):99-102.

[10] 張新如,畢季明,彭小宏,等.XXX艦載無源質(zhì)心干擾使用方法研究[R].廣州：海軍兵種指揮學(xué)院,2008:12-31.

Jamming Method to Terminal Guidance Radar Based on Direction of Command and Control Information

XING Hougang

(No. 91404 Troops of PLA, Qinhuangdao066001)

Passive jamming is an important jamming method opposing anti-warship missile. In usual case, electronic war equipment depends on reconnaissance and alarm to find a threat target. However, in actual combat, just reconnaissance and alarm cannot meet the operation need of electronic war equipment. Based on training experience during years, passive jamming methods of opposing anti-warship missile are researched, and a new passive jamming method is proposed under the direction of command and control information. The principle and usage are particularly analyzed, and some rational conclusions are provided, which rich the application means of passive jamming tactics.

terminal guidance radar, centroid jamming, delution jamming, guidance with command & control

2016年4月12日,

2016年5月21日

邢厚剛，男，工程師，研究方向：作戰(zhàn)系統(tǒng)試驗(yàn)技術(shù)。

TN972

10.3969/j.issn.1672-9730.2016.10.017