制導彈藥指令制導干擾技術研究

周偉江，楊會軍

(1.中國人民解放軍92493部隊，遼寧 葫蘆島 125000； 2.中國航天科工集團8511研究所，江蘇 南京 210007)

制導彈藥指令制導干擾技術研究

周偉江1，楊會軍2

(1.中國人民解放軍92493部隊，遼寧 葫蘆島 125000； 2.中國航天科工集團8511研究所，江蘇 南京 210007)

指令制導是提高制導彈藥命中和毀傷概率的關鍵。介紹了制導彈藥指令制導技術及其抗干擾措施，對指令制導干擾技術進行了分析，確定了主要干擾樣式。

制導彈藥；指令制導；電子干擾

0 引言

20世紀70年代末以來，火炮彈藥制導化技術使得火炮彈藥的精度得到了大幅提高，一種借助常規火炮平臺發射的制導彈藥便應運而生。近年來，為適應信息化戰爭要求，彈藥的信息化已成為武器裝備信息化的重要組成部分。精確制導彈藥為信息化彈藥[1-2]的主要體現形式，是指能夠獲取并利用攻擊目標的位置、圖像信息，修正彈道，以準確命中目標的彈藥，包括制導炮彈、制導炸彈、制導地雷等。精確制導彈藥的發展大大提高了武器作戰效能。在海灣戰爭中，美國空軍使用占總投彈量3%的精確制導炸彈，對占總數40%的戰略目標實施攻擊，命中率超過80%。在伊拉克戰爭中，美英聯軍對伊拉克的空襲幾乎全是使用精確制導彈藥。與海灣戰爭相比，使用的精確制導彈藥射程更遠、精度更高、彈頭威力更大。目前，精確制導彈藥已經發展到第三代，具備了“發射后不用管”的自主識別和攻擊目標的能力。與普通彈藥相比，效費比提高了30～40倍。

目前，英、意聯合研制了76mm艦用指令制導彈藥，法國也正為其緊湊型100mm艦炮研制指令制導彈藥，美國和德國也在研究30mm和40mm指令制導彈藥等。指令制導彈藥具有單次作戰成本低、全壽命周期費用低、作戰反應時間短、可靠性高等優點，將來可能取代某些近程導彈成為中、近程火力防御的重要武器。指令制導技術是制導彈藥的主要制導方式之一，多用于艦炮武器。指令制導技術是提高制導彈藥命中和毀傷概率的關鍵技術。制導彈藥指令制導系統干擾將導致制導中斷，大幅降低其作戰效能。本文以艦炮指令制導彈藥為例介紹了制導彈藥指令制導技術，根據其特點，對指令制導干擾技術進行了分析。

1 制導彈藥指令制導技術

1.1 制導系統原理

指令制導技術多用于艦炮武器中段制導[3]，炮彈發射出膛后，由艦上的制導雷達和計算機根據測得的目標運動參數和彈丸的運動軌跡解算相遇點，然后，根據脫靶量參數向彈丸發出無線電控制指令，從而修正彈丸運動軌跡，使之接近目標，以達到精確打擊敵方目標的目的。

無線電指令制導[4]根據目標坐標的獲取方法不同，可分為兩類：一類是從地面制導站觀測目標與導彈的指令系統，簡稱I型指令制導系統；另一類是從彈上觀測目標的指令系統，簡稱II型指令制導系統(也稱為TVM制導)。炮彈無線電指令制導主要采用I型指令制導，彈上制導控制設備簡單，制導誤差隨射程增加而惡化，適用于中、近程制導彈藥。

炮彈指令制導是利用無線電傳輸指令的遙控制導，制導站由目標跟蹤雷達、炮彈跟蹤雷達、解算裝置、指令發射天線組成，如圖1所示。控制指令由彈外制導站產生，通過指令傳輸通道傳輸到炮彈上，控制彈丸飛向目標。指令制導系統工作過程如下：目標跟蹤雷達發現目標后，提取目標的距離、速度、方位角和俯仰角等信息，并將目標諸元輸入制導計算機。炮彈發射后，炮彈跟蹤雷達把炮彈的距離、速度、方位角和俯仰角等信息也輸入制導計算機。制導計算機根據目標和導彈的信息進行控制指令的解算，之后將航向控制信號和俯仰控制信號等制導指令通過指令發送設備傳遞到彈上，彈上接收機將指令轉換成控制炮彈的信號，驅動執行機構動作產生控制力和力矩，糾正炮彈的飛行誤差，直至命中目標。這種制導方式的跟蹤探測系統主要是雷達，其優點是作用距離遠、制導精度高，但艦上的控制和計算設備復雜，不利于艦艇本身的電磁隱蔽，易受電子干擾和反輻射導彈的攻擊。

1.2 制導指令線抗干擾措施

制導指令線采取的主要抗干擾措施如下：

1)增加發送信號的能量。采取積累體制、增大信號碼元寬度、提高發射功率和天線增益等方式提高信噪比。

2)采用直接序列擴頻技術。將信號擴展到很寬的頻帶上，在接收端對擴頻信號進行相關處理，使其恢復成窄帶信號。對干擾信號而言，由于與擴頻信號不相關，其被擴展到一個很寬的頻帶上，使進入信號通頻帶內的干擾功率大大降低，提高了相關器輸出的信干比。

3)采用信道編碼。在發送端的信號碼元序列中，以某種確定的編碼規則加入監督碼元，使它們滿足一定的約束關系，并在接收端按照這種確定的規則進行檢查識別，從而發現并糾正錯誤，提高指令線傳輸的可靠性。

4)采用猝發通信。在通信時間上有很大的隨機性，在非常短的時間內將要發送的信號發送出去，其他時間內處于靜默狀態，使干擾機很難捕捉到這種猝發信號。

2 制導彈藥指令制導干擾技術

在制導過程中，雷達探測裝置要不斷地獲取目標和彈丸的運動參數信息，并將制導指令傳輸給目標彈丸。因此，可以對指令制導系統的雷達探測裝置、導引指令接收裝置進行干擾，使彈丸的指令制導系統無法正常工作。

制導彈藥指令制導干擾系統如圖2所示。對制導彈藥指令制導系統的主要干擾方式有遠距離支援干擾(SOJ)、隨隊干擾(ESJ)[5-6]。遠距離支援干擾是指電子干擾飛機遠離指令制導系統，在對方防區外部署，以一定航線在一定區域內盤旋，通過輻射強干擾信號對戰區電子探測設備和通信系統進行干擾壓制，掩護己方參戰飛機突防；隨隊干擾是指電子干擾飛機隨突防機群一起飛行，通過對敵方電子探測設備和通信系統實施干擾達到掩護己方突防機群的目的。

由制導彈藥指令制導的原理可知，其系統包括彈目自動跟蹤系統、指令控制系統。因此指令制導干擾可以分為：1)自動跟蹤系統的干擾；2)對指令控制系統的干擾。

2.1 對自動跟蹤系統的干擾

對自動跟蹤系統的干擾就是干擾敵方跟蹤雷達，包括壓制干擾和欺騙干擾。壓制干擾通過雜波、雜亂脈沖等壓制或掩蓋真實目標回波，使跟蹤雷達無法獲取彈目信息。欺騙干擾通過對距離跟蹤、角度跟蹤和速度跟蹤系統實施干擾，使雷達不能正確地檢測真正的目標或者不能正確地測量真目標參數信息，從而達到迷惑和擾亂真目標檢測和跟蹤能力的目的。

1)噪聲壓制干擾

噪聲壓制干擾是指利用直接放大發射的射頻噪聲或調制于載波的調頻或調幅噪聲，采用寬帶噪聲干擾信號或瞄準式噪聲干擾信號遮蓋和抑制有用信號的一種干擾方式，提高雷達接收機的噪聲電平(或使雷達接收機飽和)。噪聲壓制干擾功率譜呈正態型，可實現寬帶到窄帶的壓制干擾。

2)雜亂脈沖干擾

雜亂脈沖干擾是一種不規則的脈沖信號，其間隔和脈沖寬度都隨機變化。當其十分密集，以至于平均間隔小于接收機的暫態響應時間時，雷達中放將輸出這些隨機脈沖響應的疊加，其概率分布接近于高斯分布，與噪聲調頻干擾具有相似的干擾效果。

3)相干壓制干擾

相干壓制干擾具有很好的相干性，可獲得雷達的相干處理增益，降低干擾功率要求，對脈內/脈間相干性很高的跟蹤雷達能產生較好的干擾效果。

4)密集假目標干擾

利用假目標信息作用于雷達的目標檢測和跟蹤系統，使雷達不能正確地檢測出真目標，或者不能正確地測量出真目標參數信息，從而達到迷惑和擾亂雷達對真目標檢測和跟蹤的目的。

5)假目標欺騙干擾[7]

不同體制雷達獲取目標距離、角度、速度信息的原理不同，而其發射信號調制樣式與其對目標信息的檢測原理密切相關。因此，假目標欺騙干擾應根據雷達獲取目標距離、角度和速度等信息的原理和雷達發射信號調制中的一些關鍵參數，設計干擾調制方式和調制參數。

2.2 對指令控制系統的干擾

指令控制系統是接收指令和執行指令的關鍵設備。壓制干擾能使編碼信號產生混亂，從而使導彈失去控制作用。欺騙干擾可根據其編碼原理，發出錯誤指令，讓接收設備接收，從而導致了錯誤的引導，影響指令系統正常的通信聯系，甚至造成通信中斷。指令控制系統為了提高抗干擾能力多采用跳頻/擴頻等抗干擾技術，因此應重點研究跳頻/擴頻通信干擾技術。

1)跳頻跟蹤干擾

跳頻跟蹤干擾是在頻域和時域上對跳頻信號進行檢測、處理、引導，并進行連續搜索干擾的一種方式。跳頻跟蹤干擾要求干擾信號快速跟蹤跳頻信號的頻率變化，以保證大部分干擾功率能夠進入目標信道。為了保證干擾有效，跟蹤速度必須足夠快。一般來說，干擾信號在一個載頻上的干擾時間不少于信號駐留時間的一半時干擾才有效。

2)直擴引導干擾[5]

對直擴通信干擾引導的關鍵是要先全面掌握直擴信號的特征，包括載頻、偽隨機序列碼的碼型、長度(位數)、速率和傳輸帶寬等技術參數，然后用這些技術特征參數來調制干擾信號，使得進入接收設備的干擾信號與通信信號的載頻重合、波形一樣、頻譜寬度吻合、偽隨機序列碼的碼型和速率相同，接收設備的窄帶濾波器和解擴器就無法抑制干擾信號。這時，干擾功率僅需與信號功率相當即可實現有效干擾。

在實際干擾時，經過對直擴信號的檢測和載頻估計，只要掌握部分信號特征就可以引導干擾機對直擴通信進行攔阻干擾。例如，當知道直擴通信采用的偽隨機序列發生器時，可以用該發生器的偽碼序列調制干擾，估計通信信號載頻、碼率和帶寬，偽隨機碼序列的相關性越大，干擾效果越好；若僅掌握直擴信號的載頻，可實施窄帶攔阻干擾，也可取得一定的效果；當對直擴信號的技術參數一無所知時，可采用均勻頻譜的寬帶攔阻干擾，只要干擾帶寬覆蓋信號帶寬就可以了，但此時所需干擾功率較大。不過采用梳狀譜攔阻干擾，可在保證干擾效果的情況下適當降低干擾功率。

3)轉發式干擾

轉發式干擾是把目標信號接收下來，經過一定的延遲，再加上干擾調制之后發射出去，從而實現類似于相關干擾的引導。轉發式干擾需要解決收發同頻隔離技術問題。

3 結束語

制導彈藥通過對常規制式彈藥進行信息化改造，提高制式彈藥命中精度，對于攻擊中、近程目標具有較高的效費比。本文以艦炮制導彈藥的指令制導系統為對抗目標，介紹了制導彈藥指令制導技術，將指令制導干擾技術分為自動跟蹤系統干擾、指令控制系統干擾，并給出了主要干擾樣式。■

[1] 彭小明,楊與友. 信息化彈藥現狀與發展[J]. 四川兵工學報, 2008, 29(5): 79-80.

[2] 黃曉霞,李榮強,等. 信息化彈藥的研究現狀及發展建議[J]. 兵工自動化, 2008, 27(4): 56-58.

[3] 賈望屹. 適用于信息化彈藥的艦載火控雷達指令制導技術[J]. 火控雷達技術, 2010, 39(3): 7-12.

[4] 趙善友. 防空導彈武器尋的制導控制系統設計[M]. 北京：宇航出版社, 1992.

[5] 熊群力,陳潤生,等. 綜合電子戰[M]. 北京：國防工業出版社, 2008.

[6] 毛自燦. 超寬帶偵察接收機的實現途徑[J]. 無線電工程, 1995, 25(6): 55-60.

[7] 趙國慶. 雷達對抗原理[M]. 西安：西安電子科技大學出版社, 2001.

Research on command guidance jamming technology of guided ammunition

Zhou Weijiang1, Yang Huijun2

(1.Unit 92493 of PLA, Huludao 125000, Liaoning, China； 2. No.8511 Research Institute of CASIC,Nanjing 210007,Jiangsu,China)

Command guidance is the key to improve the hit and kill probability of guided ammunition. Command guidance technology and anti-interference measures of guided ammunition are introduced. Command guidance jamming technology is analyzed and the main jamming modes are determined.

guided ammunition; command guidance; electronic jamming

2016-11-30；2017-01-12修回。

周偉江(1985-)，男，工程師，主要從事靶標技術研究。

TJ972

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