關于電磁干擾環境構建問題的思考

張振伍，康一丁，陳 飛

(1.北京電子工程總體研究所，北京 100854；2.中國航天科工集團8511研究所，江蘇 南京 210007)

關于電磁干擾環境構建問題的思考

張振伍1，康一丁1，陳 飛2

(1.北京電子工程總體研究所，北京 100854；2.中國航天科工集團8511研究所，江蘇 南京 210007)

對電磁干擾環境進行逼真構建是武器裝備開展抗干擾試驗的基礎，通過分析防空反導武器實戰中面臨的典型電磁干擾環境，建立一套可操作的試驗電磁干擾環境構建方法，對防空反導武器的研制、部隊訓練與演習等具有重大意義。分析了國外電磁干擾環境構建的研究現狀，提出了基于干擾場景、干擾技術和干擾戰術的等效構建方法。

電磁干擾環境；干擾場景；干擾技術；干擾戰術；等效構建方法

0 引言

未來戰爭是高技術條件下信息化的體系作戰，導彈武器系統是體系作戰中實施精確打擊的關鍵物質基礎，在現代化局部戰爭中發揮了重要作用。隨著信息技術的發展和戰場環境的日益復雜，防空反導武器裝備的建設面臨越來越嚴峻的挑戰。各類新型機載、彈載干擾設備的出現，使得未來的戰場電磁環境呈現干擾樣式多、占用頻譜寬、組合形式豐富、使用模式多變、時空特性變化快等特點，對防空反導武器系統研制及其抗干擾能力提升、作戰效能發揮具有重大影響。因此，必須在防空反導武器裝備研制過程中，加強貼近實戰的電磁干擾環境的構建研究，為其抗干擾設計、抗干擾性能驗證試驗提供基礎支撐。

1 防空反導武器面臨的電磁干擾環境分析

1.1 防空作戰面臨的空襲電磁干擾環境

防空反導武器防空作戰時面臨的空襲電子戰裝備威脅[1-2]，如圖1所示。其中，支援干擾電子戰飛機EA-18G、EA-6B(已退役)對防空雷達進行壓制干擾，掩護飛機編隊突防；EC-130H信息對抗飛機對防御方的通信設備進行干擾；F-22、F-35利用相控陣雷達-干擾一體式設備對地面雷達進行干擾；F-16施放小型空射誘餌，對地面雷達進行欺騙或隨隊支援干擾。同時，作戰飛機還搭載自衛式干擾系統、拖曳式誘餌和無源箔條彈，對防御方實施有源與無源干擾。

電磁干擾環境的總體描述：

1)遠距支援干擾：遠距離支援電子戰飛機在防空體系殺傷空域的1.5～2倍以遠，形成大功率的噪聲壓制干擾。當前，由于電子偵測能力的提升，電子戰飛機還可以采用針對性的噪聲壓制干擾，干擾功率密度大幅提升。

2)隨隊支援干擾：搭載AN/ALQ-165干擾吊艙的F-16，與進攻機群一起編隊飛行，主要施放有源噪聲壓制、欺騙干擾，以及箔條走廊干擾。

3)自衛式干擾：進攻飛機的主要自衛干擾方式包括噪聲壓制、欺騙干擾(主要指距離/速度拖引和簡單的轉發式干擾)、機載拖曳式誘餌干擾(AN/ALE-50/55)、質心式箔條干擾、曳光彈干擾等。當前，由于數字儲頻技術的應用，機載自衛干擾還增加了多假目標欺騙干擾、噪聲+多假目標+距離速度欺騙復合干擾等干擾模式。

4)反輻射摧毀：使用單模被動、GPS/INS+射頻被動/紅外多模(ARMIGER(德))、GPS/INS+射頻被動/毫米波主動多模(AGM-88E)等制導方式的反輻射導彈進行硬殺傷。

5)小型空射誘餌彈(MALD)：能夠產生各種作戰飛機的雷達特征信號和作戰飛行包線特征，也可以釋放干擾信號，誤導和誘騙綜合防空系統。

6)分布式干擾：通過投放箔條、投擲式干擾機、無人機或其他散布式器材所形成的干擾，其中投擲式干擾機、無人機可以在很近的距離對防御方雷達和通信實施噪聲或雜亂脈沖干擾。

7)高能電磁脈沖干擾與毀傷：高能電磁脈沖武器產生具有一定方向性、能量密度很高的微波射束，可直接或間接毀壞對方的電子元件、干擾對方的電子設備，具有全天候作戰能力，打擊范圍大、跟蹤、瞄準要求精度低。

1.2 反導作戰面臨的突防電磁干擾環境

目前反導武器裝備面臨的典型電磁干擾環境主要為彈道導彈突防采用的干擾手段，包括伴隨式有源干擾機、輕/重誘餌等。

1)伴隨式有源干擾：主要實施空間散布的隨行干擾，對反導預警裝備與攔截裝備等進行壓制和欺騙干擾；

2)輕誘餌：主要用于大氣層外，用于干擾雷達對處于彈道中段的彈道目標的探測和識別，誘餌的目標階段應為彈道中段；

3)重誘餌：雷達無源重誘餌是使用較小的誘餌體積模擬經過隱身涂敷后的彈頭RCS，并與彈頭有相近的彈道系數，使得無源重誘餌可以和彈頭一起在大氣層內伴飛；

4)利用機載平臺的遠距支援干擾、通信干擾，對反導裝備的雷達和指控系統進行壓制干擾；

5)高功率微波武器：用于破壞敵方反導裝備導引頭、雷達、指揮通訊、計算機等。

1.3 背景電磁環境

未來作戰中防空反導武器執行要地防空時，通常配置在要地周圍，參與爭奪制空權作戰，與航空兵部隊協同作戰，其面臨的背景電磁環境[3]主要包括：

1)混編作戰電磁環境：防空反導體系的相控陣雷達、導引頭、引信等用頻設備，存在C、X、Ku頻段的同頻或倍頻互擾；

2)無源雜波干擾：地雜波、海雜波和氣象雜波等無源雜波干擾會使對相控陣雷達、導引頭和引信產生影響；

3)自然雷電環境：在永備陣地、預備陣地及臨時陣地展開作戰時會面臨的自然雷電環境；

4)工業、電視和通信等背景電磁環境：部署于要地附近會受到電氣化鐵路、空中輸電線路、架空通信線路、通信基站等發射信號的影響，包括抬高背景噪聲基底，對同頻設備產生干擾等。

2 國外電磁干擾環境構建的啟示

2.1 國外電磁干擾環境構建的研究現狀

以美國為代表的西方軍事強國，采取不同建設模式，在復雜電磁環境研究、電子攻防對抗試驗研究、目標特性研究、復雜電磁環境作戰訓練、聯合任務環境試驗條件建設等方面有規劃、成體系地開展相關工作，形成了武器裝備試驗驗證條件群，有力地支撐了國防科技的發展、關鍵技術攻關、型號研制，在國防戰略制定、裝備體系建設、國防力量布局以及武器裝備作戰訓練與使用效果的驗證評估等方面發揮了重大作用。

1)軍企協同，積極開展復雜戰場環境研究。

美國從20世紀60年代就開始了復雜戰場環境的研究工作，美國政府和軍方借助數次局部戰爭收集整理了實戰環境下大量武器裝備與典型戰場環境的電磁、光學特性實測數據，提供武器裝備研制企業，為新型號研制論證、效能綜合評估提供了真實客觀的評估依據。海灣戰爭以后，美國政府和軍方更加重視該項工作，將大氣條件、太陽角度、季節、目標特性和背景復雜度等對武器系統探測識別能力的影響研究列入了國防部和NASA專項計劃；軍工企業同樣致力于復雜戰場環境的試驗研究，以洛克希德·馬丁公司為代表的軍工企業積極開展復雜戰場環境的理論與試驗研究并得到政府與軍方支持，建立了國家戰場環境數據庫，形成了相應的標準，推動了軍工企業對導彈武器戰場適應能力的研究。

2)軍工企業主導，積極開展導彈武器電子攻防對抗試驗驗證。

以美國為典型代表的國外軍事強國，尤為重視電子信息對抗裝備和技術的發展，武器制造商投入大量資金建有配套齊全的電子對抗研究試驗設施，注重試驗方法研究，實現了計算機仿真模擬試驗、室內電磁環境模擬試驗、外場模擬飛行試驗三種試驗技術和設施的綜合利用。如美國格羅曼公司開發的綜合作戰電磁環境模擬系統，擁有各種類型的雷達模擬器、雷達信號環境模擬器、雷達目標回波信號模擬器、電子干擾信號模擬器、大型微波暗室、外場可移動大功率輻射設備等，開展了大量內、外場試驗和評估研究，建立了評估標準，在電子對抗方面積累了豐富的研究成果；歐美和俄羅斯的大型軍工科研單位大都建有自己的外場試驗場，可利用外場試驗暴露出的問題，支撐裝備技術途徑的選擇和指標設計，從而改進和提升武器裝備的整體性能。

3)軍方、企業各有側重，積極開展目標特性研究。

美國把目標特性研究視為國防武器裝備研發的重要基礎，建立了以雷達目標反射特性實驗室(RRL)為代表的小、中、大配套的室內實驗室和以雷達目標特性測試場(RATSCAT)為代表的陸地室外測試場。其中有政府部門主導建設的室外測試場，也有武器裝備研制部門(如波音、洛克希德等)建立的室外測試場，還有美歐軍方聯合建立的以美國大西洋水下測評中心、東南阿拉斯加水聲測試場、本德奧瑞湖縮比目標測試場和英國DERA目標回聲特性測試場等為代表的幾十個水下試驗場。可對艦艇的噪聲、回聲與散射、電磁特性等進行測試評估，形成了目標特性室外測試場、室內實驗室、動態跟蹤對抗實測手段三位一體的試驗測量體系。武器裝備研制部門配有完備的典型目標特性動態實測設施，如夸賈林靶場再入目標特性測量站(KREMS)、“觀察島號/無敵號/無瑕號”測量船、“眼鏡蛇球/HALO”測量飛機等。

4)軍企合作，積極開展聯合任務環境及體系對抗試驗條件建設。

為適應復雜電磁環境下的軍事作戰與武器裝備發展的需要，美軍采取了一系列措施以加強試驗驗證能力建設。20世紀90年代至今，美軍在試驗能力建設方面采取試訓一體化模式，組建一個邏輯靶場，由國防部統一管轄：使用TENA把試驗訓練資源融合成一個聯合試驗訓練的靶場聯合體，即“聯合試驗訓練靶場”，能夠在同一事件中聯合分布在不同地理區域的試驗和訓練資源，實現試驗訓練一體化，可支持開展試驗、訓練、戰術研究以及作戰效能評估，能夠把分布在任何地域的試驗訓練資源連接起來，突破傳統物理靶場的地理范疇，實現了整個訓練資源的聯合，包括國家指揮控制資源以及戰略、戰術、政策等無形資源，可根據具體任務快速、高效地建立一個無邊界靶場，完成體系對抗條件下信息化武器系統的研、試、訓、演等任務。

2.2 幾點啟示

1)軍工企業電磁干擾環境構建應與國家鑒定靶場(軍方)電磁環境構建做到系統規劃、有效銜接，兩者并重。

試驗與評價工作直接關系到裝備研制的成敗和效率，因而大力加強試驗基礎設施和試驗環境構建的頂層設計，構建合理的體系結構，將政府、軍工企業和高校融合成有機整體，打破部門之間、試驗系統之間、試驗單元之間的隔離，按照時間、空間和程序的協調組織科學規律制定試驗活動和試驗規范，實現整體試驗效率的大幅度提升和能力的最大化發揮。其中，軍方作為導彈武器抗干擾性能檢測與評估的主要機構，負責對導彈武器抗干擾性能進行試驗和鑒定，在武器裝備研制過程中起著重要的作用，是開展作戰試驗鑒定的基礎。

2)軍工企業不僅需要在裝備設計技術上不斷創新，而且應該重視試驗電磁環境構建方面的創新。

在不斷研發先進試驗設備的同時，強調聯合試驗、仿真試驗等多種手段和技術的綜合運用，開展試驗與訓練等信息化設施建設，注重試驗電磁環境構建的創新，各參試單元、系統、要素可根據不斷變化的試驗情況，動態調整任務，實時配置資源。試驗行動由過去的嚴格按照計劃和順序實施轉變為綜合運用試驗資源，能在時間、空間、試驗資源和試驗項目上進行高效調配與有序實施，迅速而經濟地實現試驗目的。

3)政府、軍方是軍工企業復雜戰場環境建設的重要支撐，應該聯合建立國家戰場環境數據庫并共同加強試驗驗證標準規范的研究。

美國積極研究試驗驗證相關的標準規范，成果顯著。美軍通過收集整理實戰環境下大量武器裝備與典型戰場環境的電磁、光學特性實測數據，建立了國家戰場環境數據庫，形成了相應的標準，為新型號研制論證、效能綜合評估提供了真實客觀的評估依據，推動了軍工企業對導彈武器戰場適應能力的研究，有力地支撐了國防戰略制定、武器裝備體系建設和國防力量布局。軍工企業試驗驗證能力建設，在概念→樣機→產品驗證各階段均有相應的標準和規范。

3 防空反導武器面臨典型電磁干擾環境的描述與構建

3.1 典型電磁干擾場景

空襲作戰中電子對抗雙方可采取的戰術與技術千變萬化，難以一一描述清楚，只能針對特定武器系統的使命和用途，根據目前的分析與想定，提煉出具有代表性的和未來可能面臨的典型干擾場景，作為設計、試驗驗證、考核鑒定的基本依據[4-5]。

1) 防空作戰典型電磁干擾場景用例

防空作戰時，典型干擾場景由遠距離支援干擾機、隨隊掩護(或自衛式)干擾機、拖曳式干擾、箔條走廊、箔條彈形成，掩護十數架攻擊飛機、ARM組成，如圖2所示。

利用風向使用有人或無人機提前在突防航線上拋撒箔條，形成兩條箔條走廊，每條長20～80km，寬5～10km，厚度0.5～1km的箔條走廊頻率覆蓋制導雷達的頻率。遠距離干擾機在進攻方向的不同角度上，防區外高空做跑道型運動。支援干擾機和隨隊掩護(或自衛式)干擾機基本在同一方向、不同高度上，一般支援干擾機高度較高，隨隊掩護(或自衛式)干擾機高度較低。隨隊掩護干擾機的高度不同，一高一低進入。十數架攻擊飛機組成編隊，在箔條走廊上方飛行，保證從防空導彈系統雷達的主瓣或近旁瓣進入，同時施放有源干擾。當進攻飛機受到敵方雷達照射，機載雷達告警裝置發出警告時，進攻飛機可選擇時機釋放箔條彈與拖曳式誘餌干擾并進行相對導彈徑向速度為零的機動。當敵方防空導彈陣地在ARM打擊范圍之內時，進攻飛機可發射ARM。必要時，會有一個編隊飛機從另一方向佯攻。

2) 反導作戰典型電磁干擾場景用例

反導作戰時，典型干擾場景由遠距離支援干擾機、遠距通信干擾機、TBM伴隨式干擾等組成，如圖3所示。

遠距支援干擾機對雷達進行旁瓣干擾，遠距通信干擾機對指控通信系統進行干擾，TBM釋放伴隨式有源干擾進行突防。

3.2 干擾裝備技術參數描述

從干擾裝備類型、干擾參數(時域、頻域、幅度、極化、空間分布、干擾源數量、調制方式等)等方面給出武器裝備面臨的典型干擾裝備技術參數的描述方法，以便作為研究對象和設計依據。防空反導武器作戰中面臨的典型干擾裝備的技術參數見表1。

表1 干擾裝備的技術參數

3.3 干擾裝備戰術運用模式

1) 遠距支援干擾

電子干擾飛機配置在攻擊飛機編隊之外，通常位于戰區防御之外，電子干擾飛機以一定航線在一定區域內盤旋。它所攜帶的干擾設備輻射與防守方電子系統相同頻段的連續波噪聲或脈沖干擾信號，干擾防守方導彈系統和其它電子系統，以保護己方飛機或導彈順利執行任務。遠距支援干擾是編隊外支援干擾戰術的一種，是突防作戰時常用的電子戰戰術之一。

2) 遠距通信干擾

戰術運用上與遠距支援干擾相同，僅是干擾頻段針對低頻段的指揮系統進行干擾，一般與遠距支援干擾配合使用。

3) 近距支援干擾

專職電子戰飛機作為攻擊機編隊的先導機伴隨編隊一起突防，當飛到目標地(艦)空導彈陣地附近上空時，專職干擾飛機脫離編隊，在目標附近上空沿戰場前沿己方一側盤旋飛行，連續施放干擾，以掩護攻擊轟炸機對地面目標的攻擊和返航。近距支援干擾是一種編隊外支援干擾戰術。

4) 隨隊干擾

電子干擾飛機在給定的空域內，伴隨攻擊飛機編隊飛行，施放干擾，掩護己方攻擊飛機編隊突防。隨隊支援干擾是一種編隊內支援干擾戰術。

5) 自衛干擾

由作戰飛機或來襲導彈攜帶的干擾系統實施，對敵方導彈系統和其他電子系統的干擾，用于保護其自身免受敵方導彈和電子系統的威脅。

6) 箔條走廊

由電子干擾飛機攜帶大容量箔條投放器，把干擾箔條布撒在空中，造成縱深較長并有一定寬度的箔條干擾走廊，以掩護己方戰斗機群突防。常見的干擾走廊長約80～100km，寬約20～40km；或長10～20km，寬5～10km；厚度0.5～1km。呈長帶型、并行長帶型、多帶交叉型等形式。

7) 投擲式干擾

投擲式干擾機是由隨隊干擾飛機或作戰飛機攜帶的一次性使用干擾機，根據戰情需要采用傘投或火箭彈攜帶發射，也可由無人機投放。一般處于防空導彈陣地附近。

8) TBM伴隨式

彈道導彈為掩護彈頭突防而施放的與彈道導彈彈頭伴飛的有源和無源干擾。

4 防空反導武器系統和分系統抗干擾試驗方法

防空反導武器系統全鏈路的抗干擾試驗主要包括武器系統、雷達、導引頭、指控系統等抗干擾試驗等。

4.1 防空反導武器系統試驗方法

通過試驗檢驗防空反導武器系統的抗干擾性能，測試其抗干擾性能是否滿足技術指標要求，并將其作為設備技術改進和定型抗干擾性能評估的基本依據。

1) 防空導彈武器系統抗干擾試驗

試驗設備布局如圖4所示。試驗飛機掛載GPS定位系統和多波段壓制、欺騙干擾機，模擬目標、自衛干擾、遠距支援干擾、遠距通信干擾，測試防空導彈裝備在遠距支援干擾、遠距通信干擾、自衛干擾等組合干擾模式下的綜合對抗能力。

2) 反導導彈武器系統抗干擾試驗

試驗設備布局如圖5所示。試驗飛機掛載GPS定位系統和多波段干擾機，模擬目標、TBM伴隨式干擾、遠距支援干擾和遠距通信干擾，測試反導導彈裝備在遠距支援干擾、遠距通信干擾、TBM伴隨式干擾等組合干擾模式下的綜合對抗能力。

4.2 指令線路饋試驗方法

試驗設備組成如圖6所示。干擾設備模擬指令接收系統將面臨的自衛干擾、遠距支援干擾，通過路饋的方法檢驗防空反導武器系統指令接收系統在干擾條件下的工作能力。

4.3 指控通信系統試驗方法

指控通信車戰技指標規定的最大距離布站，試驗布局如圖7所示。干擾測試車相對指控通信車1的距離為Rj，向指控通信車施放干擾，模擬指控通信系統

面臨遠距通信干擾。可用距離功率縮比的原理測試典型干擾強度下指控通信系統的抗干擾能力。

4.4 導引頭半實物試驗方法

導引頭實驗室半實物仿真系統主要由射頻暗室、導引頭、轉臺、陣列及饋電控制系統、射頻源系統以及仿真計算機網絡控制系統組成，能夠模擬各種典型的自衛干擾和遠距支援等干擾環境。在室內半實物仿真環境下，對導引頭的抗干擾性能進行測試，為導引頭抗干擾性能評定提供重要的依據。各系統的連接方式如圖8所示。

5 結束語

國外機/彈載電子對抗技術和裝備的飛速發展，造成現有典型電磁干擾環境描述、抗干擾指標體系、試驗與評估等方法，已無法滿足目前和今后一段時期內的防空反導武器抗干擾設計的發展需求。因此，需要深入研究電磁干擾環境的描述和構建方法，在掌握機載電子干擾設備與防空導彈耦合關系和互敏感關系的基礎上，明確航空電子戰裝備技術指標體系。通過總結多型號工程設計與應用的成功經驗，科學、全面地給出武器系統抗干擾性能指標體系的描述，對于提高防空反導武器系統的抗干擾設計、工程研制、性能評估的技術水平具有十分重要的推動作用。■

[1] 王汝群.復雜電磁環境[M].北京:解放軍出版社,2006.

[2] 汪連棟,許雄,曾勇虎,等.復雜電磁環境問題的產生與研究[J].航天電子對抗,2013,29(2):20-22.

[3] 中華人民共和國國家軍用標準GJB 6130-2007復雜電磁環境術語[S].

[4] 戎建剛,唐莽,王鑫. 戰場電磁環境的逼真構建方法[J]. 航天電子對抗, 2014, 30(1): 24-28.

[5] 戎建剛,王鑫,陳飛,等.精確制導武器復雜電磁環境適應性評估體系研究[J]. 精確制導與控制, 2015, 1(1): 32-40.

The consideration about the construction issue of electromagnetic interference environment

Zhang Zhenwu1, Kang Yiding1, Chen Fei2

(1.Beijing Institute of Electronic System Engineering,Beijing 100854,China;2.No.8511 Research Institute of CASIC,Nanjing 210007,Jiangsu,China)

The research on construction of electromagnetic interference environment is the basic of testing the anti-jamming capability for weapons. According to the analysis of representative electromagnetic interference environment that air defense and antimissile weapons faced, the operable construction method for electromagnetic interference test environment is of great significance to develop weapons and train troops. The current overseas research situation of construction methods are analyzed. Finally, the new method that is base to jamming scenario, jamming technology and jamming tactic is submitted.

electromagnetic interference environment;jamming scenario;jamming technology; jamming tactic;equivalent construction method

2016-12-16；2017-01-16修回。

張振伍(1962-)，男，研究員，主要研究方向為防空導彈武器系統信息對抗抗干擾總體設計與評估。

TN97

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