電子壓制式干擾下預(yù)警機雷達(dá)對海探測能力

曾家有, 鐘建林, 謝宇鵬, 范曉磊

(海軍航空工程學(xué)院,山東 煙臺 264001)

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電子壓制式干擾下預(yù)警機雷達(dá)對海探測能力

曾家有, 鐘建林, 謝宇鵬, 范曉磊

(海軍航空工程學(xué)院,山東 煙臺 264001)

基于多電子壓制式干擾源和預(yù)警機雷達(dá)電子對抗機理，采用建模仿真的方法研究了多電子壓制式干擾源作用下預(yù)警機雷達(dá)對海上目標(biāo)的協(xié)同探測能力。首先分析了信干比對預(yù)警機雷達(dá)探測概率的影響，根據(jù)多點干擾源對預(yù)警機雷達(dá)的空間干擾原理，進(jìn)而建立了多干擾源對多預(yù)警機雷達(dá)的干擾功率模型，得到了預(yù)警機對海上目標(biāo)的探測概率計算方法。仿真結(jié)果顯示了多干擾源電子壓制式干擾的作用規(guī)律，驗證了模型的有效性。

預(yù)警機； 電子對抗； 壓制干擾； 探測概率； 效能評估

0 引 言

預(yù)警機在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中發(fā)揮著重要作用，正因如此,也面臨著敵方各種電子干擾的威脅[1-3]。電子壓制式干擾是一種較為常見的電子干擾手段，其干擾原理為：通過干擾源發(fā)射的強干擾信號進(jìn)入目標(biāo)雷達(dá)接收機，從而達(dá)到降低雷達(dá)信噪比，削弱其探測威力的目的[4,5]。

目前，有部分文獻(xiàn)研究了電子干擾對機載雷達(dá)作戰(zhàn)能力的影響，如文獻(xiàn)[6]構(gòu)建了對機載雷達(dá)探測及干擾仿真的框架，文獻(xiàn)[7]構(gòu)建機載雷達(dá)探測系統(tǒng)效能評估指標(biāo)時考慮了電子干擾因素，文獻(xiàn)[8]分析了對預(yù)警機敵我識別系統(tǒng)的干擾策略，文獻(xiàn)[9]引入了電子干擾后的損失因子，采用ADC法分析了預(yù)警機對海面目標(biāo)的預(yù)警能力。但是，當(dāng)有多架預(yù)警機對海上目標(biāo)實施探測時，由于單架預(yù)警機存在探測盲區(qū)[10]，因此既需考慮多部干擾源對每架預(yù)警機產(chǎn)生的影響，還需考慮預(yù)警機之間的協(xié)同補盲效果，此時僅采用定性概略化分析的方法難以對預(yù)警機的對海探測能力進(jìn)行合理評估，這里將對相關(guān)問題進(jìn)行定量化分析。

1 預(yù)警機雷達(dá)對海上目標(biāo)探測過程

對海上目標(biāo)探測時，預(yù)警機需要從雜波和接收機噪聲背景中檢測出海上目標(biāo)[11]，此時預(yù)警機對目標(biāo)的探測能力主要受到信干比(信號和干擾信號功率比)影響[12]。在考慮到海面上雷達(dá)探測信號回波起伏后，目標(biāo)信號的信干比為[13]

(1)

式中：Pt為預(yù)警機雷達(dá)發(fā)射機功率;Gt發(fā)射天線的增益為;Gr為接收天線增益;λ為雷達(dá)波長;σ為目標(biāo)的散射截面積;Lt為功率損耗;k0為波爾茲曼常數(shù);T0為標(biāo)準(zhǔn)室溫;Bn為噪聲帶寬;R為目標(biāo)到雷達(dá)的距離。

(2)

根據(jù)式(2)得到預(yù)警機雷達(dá)探測距離與檢測概率、虛警概率之間的關(guān)系可表示為

(3)

將式(1)代入式(3)即可求解在給定信干比時，預(yù)警機雷達(dá)對特定目標(biāo)的探測概率。

2 干擾源對預(yù)警機雷達(dá)影響模型

2.1 干擾源和預(yù)警機雷達(dá)波瓣方向性分析

于是,M部預(yù)警機雷達(dá)的空間位置可以用一組向量集合DY描述為

(4)

預(yù)警機雷達(dá)天線主瓣空間指向SY可以描述為

(5)

類似地，N部干擾源空間位置集合DG可以記為

(6)

干擾源主波瓣空間指向SG可記為

(7)

(8)

記Rj,i為Ri,j反方向矢量，則預(yù)警機雷達(dá)j主波瓣與到干擾源i目標(biāo)視線夾角θi,j為

(9)

2.2 多干擾源壓制下信干比分析

(10)

考慮到N部干擾源作用時，預(yù)警機雷達(dá)j接收的累加干擾功率Pj為

(11)

因此預(yù)警機雷達(dá)j的信干比為

(12)

3 綜合探測概率計算

給定一組干擾源和預(yù)警機雷達(dá)空間對抗態(tài)勢State=〈DY,SY,DG,SG〉，分析預(yù)警機對給定海平面區(qū)域的探測能力。假定給定區(qū)域位于長為K，寬為L的區(qū)域內(nèi)，這里采用柵格法處理如下：

(1) 在圖1中，以a為原點，ab、ad方向為橫、縱坐標(biāo)建立坐標(biāo)系；

(2) 將ab等分為m份，將等分點從左至右記為(a1,a2,…,am-1)。等分點和線段ab起點a和終點b構(gòu)成新的點集，過每點作垂線，分別記為(l1,l2,…,lm)；

(3) 將bc等分為n份，將等分點從下往上記為(b1,b2,…,bm-1)。等分點和線段bc起點b和終點c構(gòu)成新的點集，過每點作垂線，分別記為(s1,s2,…,sn)；

(13)

4 仿真結(jié)果分析

圖2 多干擾源對單架預(yù)警機探測概率影響

圖2顯示了多部干擾源對單架預(yù)警機探測概率的影響。仿真結(jié)果表明，在單部預(yù)警機受到多干擾源電子壓制式干擾時，對電子干擾源壓制方向的探測概率幾乎都低于0.3，難以保證對海上目標(biāo)艦艇實施有效探測。圖3顯示了多部干擾源對兩架預(yù)警機協(xié)同探測概率的影響。結(jié)果顯示，當(dāng)使用兩架預(yù)警機對海上目標(biāo)艦艇實施探測時，由于預(yù)警機間的協(xié)同補盲效應(yīng)，預(yù)警機對多干擾源壓制方向的探測能力有所增強，但對多干擾源電子重點壓制方位的探測概率依然較低，這也是由電子壓制式干擾具有很強的方向性決定的。

圖3 多干擾源對兩架預(yù)警機探測概率影響

5 結(jié) 語

本文針對多電子干擾源壓制式干擾下預(yù)警機對海上目標(biāo)的探測問題進(jìn)行了分析，重點研究了多電子干擾源對預(yù)警機對海上目標(biāo)探測概率的影響。仿真結(jié)果顯示，電子壓制式干擾具有很強的方向性，當(dāng)多干擾源實施干擾時，即使考慮了預(yù)警機的協(xié)同補盲效果，對多干擾源重點壓制方位目標(biāo)的探測概率提升較為有限。

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Research on Detection Ability of AWACS Radar with Interference of Electronic Barrage Jamming

ZENGJia-you，ZHONGJian-lin，XIEYu-peng,FANXiao-lei

(Naval Aeronautical Engineering Institute, Yantai 264001, China)

According to working principles of multi interference sources and detection process of AWACS radar, methods of modeling and simulation were adopted to research synthetic detection ability of AWACS radar with interference of electronic barrage jamming. Interference of SIR to detection probability of AWACS radar was analyzed firstly. Furthermore, jamming power model of interference sources was built, and calculation method of detection probability of AWACS radar was deduced. The simulation results showed effective laws of multiple interference sources, and verified effectiveness of related models.

AWACS; ECM; barrage jamming; detection probability; effectiveness evaluation

2015-09-08

曾家有(1972-),男,江西信豐人,碩士，副教授,研究方向為多平臺協(xié)同作戰(zhàn)、攻防對抗理論。

Tel.:15966533758;E-mail:labyrinthy@163.com

TN 974

A

1006-7167(2016)03-0123-03