箔條質心干擾效果評定方法研究?

韓 偉

（91404部隊43分隊 秦皇島 066001）

1 引言

無源干擾裝備是艦船電子戰系統的重要組成部分，其中箔條質心干擾裝備具有性價比高、干擾效果好的特點，是目前艦艇對抗雷達制導導彈最有效手段之一，在保護艦艇免受導彈襲擊方面占據著非常重要的位置。多年來，國內外專家、學者對雷達干擾效果定量評估準則進行了大量的研究，從不同角度提出了一些評估雷達質心干擾效果的準則，本文對質心干擾效果評定方法進行分析，基于分析結果，提出質心干擾效果評定方法的適用范圍［1～2］。

2 箔條質心干擾機理分析

質心干擾是在導彈末制導雷達已經開機捕獲并跟蹤目標后，利用雷達跟蹤目標能量質心這一特點，在雷達所跟蹤的目標艦周圍布放雷達誘餌，使雷達跟蹤真、假目標的能量質心，而雷達誘餌的RCS一般大于目標艦的RCS，由于目標艦的機動規避和風向風速對箔條云的影響，在一定的條件下，促使雷達從跟蹤質心轉向跟蹤雷達誘餌，最后，導彈攻擊雷達誘餌。這一干擾方式稱為質心干擾［3～4］。

當已知真假兩目標的反射能量時（一般用雷達截面積的大小，來表示目標反射雷達電波的強弱），就可算出質心點。質心干擾機理如圖1所示。

圖1 質心干擾機理示意圖

目標艦（其雷達截面積為σ1）和雷達誘餌（其雷達截面積為σ2）都在末制導雷達的跟蹤單元內，同時受到雷達電波的照射，那么，末制導雷達就跟蹤兩者形成的質心點，質心點與目標艦的偏離角為θ1，見式（1）：

質心點與雷達誘餌的偏離角為θ2，見式（2）：

式中，θ12為艦與箔條云相對于導彈的張角。

從上述兩式中可以看出，當σ2＞σ1時，θ2＜θ1，也就是說，質心點偏向反射能量較強的那個目標。

3 箔條質心干擾效果評定

箔條干擾效果試驗方法主要有實彈干擾試驗、外場模擬干擾試驗。實彈干擾試驗是在外場環境條件下，通過實際發射制導武器，利用干擾裝備對飛行中的制導武器實施干擾，以檢驗干擾裝備對飛行中的制導武器的干擾效果。實彈干擾試驗中全真條件下進行，參試裝備均為實物，在類似實戰的動態條件下，并處于真實的外場環境中，所以實彈干擾試驗的最大優點是試驗結果的可信度高。但是，實彈干擾試驗組織實施難度很大，更重要的是實彈干擾試驗消耗太大，不可能通過大量發射制導武器全面檢驗和可靠評估電子干擾設備的干擾效果。少量試驗有很大的局限性，不足以準確揭示干擾效果的統計分布規律，不能得到可靠的評估結論。因此本文主要探討外場模擬干擾試驗的質心干擾效果評定方法［5～7］。

3.1 箔條質心干擾效果評定試驗方法

箔條質心干擾效果評定是基于雷達制導導引頭定點架設的靜態試驗方法。雷達制導導引頭架設在海邊試驗陣地（也可架設于海面平臺），載有定位系統的試驗艦船聽令由海上就位點向發射點航行，試驗艦船根據告警信號或指控系統下達的目標指示，發射干擾彈實施干擾，并按決策提供的規避建議實施機動。雷達制導導引頭記錄試驗“零時”后規定時間內各時刻航向、距離、航向偏角等有關試驗參數。

3.2 箔條質心干擾效果評定準則

雷達制導導引頭定點架設條件下的箔條質心干擾效果試驗，一般是監測干擾前后以及干擾過程中雷達制導導引頭輸出的導引信號，主要是測量雷達制導導引頭跟蹤軸（電軸）相對于目標視軸的偏差，即跟蹤誤差（也稱跟蹤脫靶量）的變化，然后利用跟蹤誤差角的變化，結合雷達制導導引頭到預定目標的距離，還可以得到在目標處靶平面上跟蹤脫

靶距離的變化。對跟蹤誤差進行統計處理，還可以得到跟蹤精度的變化，從而判定干擾效果［8～10］。

3.2.1 安全距離評定準則

質心干擾用于干擾敵導彈的自導段，其目的是保護艦艇免遭導彈的攻擊與破壞，安全距離評定準則以艦艇是否受到危險為準則。以實施干擾后箔條云與目標艦形成質心效應造成導彈彈軸運動指向偏離目標，要求導彈的最終落點（末制導雷達電軸所指的質心）不能直接擊中被保護的目標艦（艇），且不使艦（艇）上人員和設備受到彈片和爆炸水壓的損害。如圖2所示，即當 X＞Xmin時，干擾成功，否則干擾失敗。其中，X為試驗艦船中心到雷達制導導引頭電軸的垂直距離；Xmin為保護試驗艦船的安全距離。

圖2 安全距離評定準則評定示意圖

3.2.2 跟蹤誤差評定準則

設未實施干擾時導引頭的跟蹤精度為σ0（標準差），實施干擾后導引頭的跟蹤誤差為 θ，以配試導引頭在試驗條件下的正常跟蹤精度σ0的3倍為界限，采用如下準則判定質心干擾對導引頭的干擾是否有效：

1）當 θ≤3σ0時，本次干擾無效；

2）當 θ＞3σ0時，本次干擾有效。

此外，還有一種情況，當干擾比較強時，導引頭的跟蹤處理系統可能會提取不出有效的跟蹤誤差角，完全不能輸出跟蹤誤差角，這是一種比跟蹤誤差超差更為嚴重的干擾效果，也屬于干擾有效［11～12］。

4 應用實例分析

在導引頭固定架設試驗條件下，開展某艦電子對抗系統對導引頭箔條質心干擾效果試驗，圖3為導引頭在干擾實施前后的跟蹤誤差曲線。

采用安全距離評定準則進行評定，根據導引頭終端輸出的跟蹤誤差，定位設備記錄的試驗艦船相對導引頭的距離、舷角，試驗艦船的長度和寬度（本算例中選取艦長為160m，艦寬為18m），計算試驗艦船中心到雷達制導導引頭電軸的垂直距離和保護試驗艦船的安全距離，對干擾實施后抽樣的采樣時刻的干擾效果進行判定。干擾效果如表1所示。

圖3 干擾實施前后跟蹤誤差曲線

表1 干擾效果評定結果（安全距離評定準則）

采用跟蹤誤差評定準則進行評定，未實施干擾時導引頭的跟蹤精度為0.2°，根據導引頭終端輸出的跟蹤誤差，對干擾實施后抽樣的采樣時刻的干擾效果進行判定。干擾效果如表2所示。

表2 干擾效果評定結果（跟蹤誤差評定準則）

通過上述計算，可以看出不同的評定準則，對干擾效果的評定有一定的差異。分析原因，該航次質心干擾效果試驗，在干擾實施時刻導引頭相對于試驗艦船的威脅舷角為90°，距離為10km，我們以采樣時刻1為例，跟蹤誤差為-0.73°時，導引頭在10km處偏離試驗艦船中心的距離為127m。在這種威脅態勢下，保護艦船的安全距離為半艦長和威力半徑的和，即為140m。也就是說，導引頭的跟蹤誤差雖然大于3σ0，但并不能保證試驗艦船的安全。所以在這種態勢下，不適用跟蹤誤差評定準則。那么這兩種評定準則的適用范圍是什么呢？第一，對于外形尺寸較大的艦船，適用安全距離評定準則；第二，對于外形尺寸較小的艦船，安全距離評定準則和跟蹤誤差準則均適用。

5 結語

艦載無源干擾是艦艇反導作戰的關鍵措施，直接關系到作戰艦艇的生死存亡。所以對無源干擾的干擾效果作出客觀的分析、準確的評定是非常關鍵的。本文提出兩種質心干擾效果評定方法，并對給出其適用范圍。需要特別指出的是，本文提到的跟蹤誤差、安全距離等描述的是雷達制導導引頭的跟蹤性能，不同于導彈的制導誤差、制導精度、脫靶量等指標，以區別于導彈實彈飛行試驗。在利用末制導雷達進行固定站試驗時，由于沒有導彈的控制系統以及彈體參與試驗，相當于導彈的制導控制回路處于開環狀態下，考核的僅是導引系統將雷達制導導引頭電軸導引指向目標的誤差和精度，即雷達制導導引頭的跟蹤誤差和跟蹤精度。