反艦導彈末制導雷達電子對抗技術研究*

葛 楊 劉松濤

（1.海軍大連艦艇學院信息系統系 大連 116018）（2.中國人民解放軍91550部隊 大連 116023）

1 引言

反艦導彈自問世以來，歷經四代發展，已成為現代海上戰爭中能夠對驅逐艦、護衛艦等海上高價值目標形成打擊的主要進攻武器，被世界多國所裝備，其中雷達工作體制在反艦導彈末制導中得到廣泛應用。在艦載電子對抗領域，對于不同體制的末制導雷達，在遭遇不同種類的干擾樣式時，其工作模式的變化和采取的抗干擾措施不盡相同。如果搞明白干擾樣式及雷達導引頭抗干擾措施的對應變化關系，不僅可更加有效地評估雷達對抗干擾效果，而且可以為對抗雙方技術發展和作戰使用提供參考。因此，本文在分析反艦導彈雷達導引頭面臨的干擾樣式，以及反艦導彈雷達導引頭常見抗干擾措施的基礎上，系統分析和概括總結了不同體制的反艦導彈雷達導引頭面臨的干擾及采取的抗干擾措施。

2 反艦導彈雷達導引頭面臨的干擾樣式

在反艦導彈末制導搜索和跟蹤階段，雷達導引頭主要面臨艦載有源干擾、舷外無源干擾、舷外有源干擾和組合干擾。

2.1 艦載有源干擾

艦載有源干擾主要包括噪聲壓制干擾和欺騙干擾。為了達到好的干擾效果，通常組合使用。

1）噪聲壓制干擾的目的是使有用的信息淹沒在干擾信號中，增加信息的不確定性，降低雷達對目標的發現概率。主要包括瞄準式干擾、阻塞式干擾和掃頻式干擾等干擾方式。

2）欺騙干擾利用假的目標和信息使末制導雷達不能對真正的目標或真正目標的參數信息進行正確檢測，從而達到迷惑或擾亂雷達導引頭對真正目標檢測和跟蹤的目的。艦載有源欺騙干擾主要包括距離假目標干擾、距離波門拖引干擾、假多普勒頻率干擾、速度波門拖引干擾等干擾樣式。

2.2 舷外無源干擾

舷外無源干擾主要包括箔條干擾和角反射器干擾［1］。

1）箔條干擾

箔條干擾具有適用面廣、成本低、易實現、便于生產和裝備等優點，使其在電子對抗中得到廣泛應用。箔條干擾對抗反艦導彈雷達導引頭的干擾樣式主要包括沖淡式干擾、質心式干擾和轉移式干擾。

（1）沖淡式干擾。沖淡式干擾是指在末制導雷達開機前，目標艦在其視場內發射箔條彈，形成多個假目標，降低雷達導引頭對目標艦的捕獲概率。在實際使用中，由于沖淡式干擾戰術使用難度大，且當前反艦導彈雷達導引頭大多能夠區分艦艇和箔條回波，導致傳統的沖淡式干擾效果降低。改進方法是采用箔條霧干擾，其基本原理是箔條云假目標在原有布放方法的基礎上，同時在艦船航道布放箔條云，使艦船和箔條云混合，雷達導引頭接收艦船區域的雷達回波特性是艦船和箔條云的混合特性，使導引頭難以識別艦船。

（2）質心式干擾。質心式干擾是指在反艦導彈末制導雷達對目標艦的跟蹤過程中，艦船通過發射箔條彈，誘使反艦導彈跟蹤艦船和箔條云回波的能量質心，破壞雷達導引頭對目標艦的跟蹤。由于現有的反艦導彈已采用了窄跟蹤波門技術，使得箔條假目標完全在末制導雷達的分辨單元之外或者只有部分假目標處在其跟蹤單元之內，導致質心干擾失效。采用箔條鏈干擾樣式可有效解決質心干擾失效的問題，即在導彈跟蹤波門內間隔布放多個箔條云，使導彈在攻擊末段持續產生大目標效應，導致導彈測角結果劇烈變化，無法對艦船進行穩定的跟蹤。

（3）轉移式干擾。轉移式干擾是指當艦船已被反艦導彈跟蹤，為了擺脫被跟蹤的狀態目標艦向雷達導引頭波束內發射箔條彈，同時實施距離波門拖引干擾，將導彈跟蹤波門拖引到箔條假目標上，然后艦艇快速脫離箔條回波區。轉移干擾需要距離波門拖引干擾和箔條假目標密切配合，對使用者要求較高。

2）角反射器干擾

艦載充氣式角反射體以金屬織物作為反射面，在投放（或發射）后能有效模擬艦船反射波形成假目標，使敵方雷達難以分辨真假目標。根據作戰時充氣式角反射體離開艦艇的方式不同，可將其分為有投放型系統和發射型系統。這類充氣式角反射體攜帶、存儲、使用方便，且可重復使用，在反導作戰中具有明顯優勢。

充氣式角反射體反射的雷達波具有以下三個特點：

（1）與艦艇雷達回波相似度高，具有實現沖淡干擾的作戰能力，且在使用充氣式角反射體實施沖淡干擾時可以盡可能提前布放。

（2）極化特性與艦艇相似，對極化抗干擾雷達導引頭具有較好的干擾效果。

（3）回波信號可以實現相參積累，能夠對抗雷達導引頭的相參處理技術。

2.3 舷外有源干擾

舷外有源干擾是通過雷達有源誘餌接收、放大和轉發雷達導引頭信號形成假目標，與目標艦的回波信號在末制導雷達的同一雷達分辨單元內共同作用，產生質心干擾效果，完成對導彈的誘偏［2］。根據雷達干擾機的布放方式可將舷外有源誘餌分為有懸停式、漂浮式和拖曳式三種類型。

2.4 組合干擾

為了達到更好的干擾效果，通常將上述干擾技術組合使用。比如：1）噪聲壓制干擾+質心干擾。采用寬帶阻塞噪聲誘使雷達轉入跟蹤干擾源狀態，此時在導彈來襲方向上發射箔條彈形成假目標后，有源干擾停止發射，雷達在距離上無法對目標艦和箔條進行分辨，在角度上目標艦和箔條仍然在同一個角度波門內，雷達將跟蹤兩者的質心，可以實現好的質心干擾效果；2）有源干擾+假目標干擾。首先利用有源干擾破壞末制導雷達的跟蹤，然后打出多個假目標，并停止有源干擾。該方法較好地解決了沖淡干擾使用時機難以確定的難題，具有很強的實用性。

3 反艦導彈雷達導引頭的抗干擾措施

為了提高末制導雷達的探測精度和制導性能，彈載雷達導引頭在天線、發射機、接收機和信號處理等方面采取相應的措施來提高抗干擾能力［3］。

1）天線抗干擾技術

（1）旁瓣消隱技術。通過旁瓣消隱技術減小多路徑效應，提高角跟蹤精度。

（2）變極化技術。由于單一極化形式的天線只能接收與自身極化形式相同的電磁場能量，而正交極化的分量是無法接收的。因此，針對干擾信號的極化情況，適當改變雷達發射信號的極化形式，以便獲得最大的信干比。

2）發射機抗干擾技術

（1）頻率捷變技術。對窄帶瞄準式干擾和寬帶阻塞式干擾有較好的抗干擾效果。

（2）采用毫米波等新波段。

（3）選擇發射波形。雷達發射信號采用例如脈內調頻、相位編碼調制等信號，干擾機在調制轉發后會出現嚴重失真，從而可以對抗距離、速度欺騙干擾。

3）接收機抗干擾技術

采用抗過載電路、脈寬鑒別電路、抗欺騙干擾電路、恒虛警率（CFAR）電路和“寬、限、窄”電路等，提高末制導雷達的干擾效果。

4）信號處理抗干擾技術

應用基于多普勒展寬、寬帶一維像、極化特性等識別方法，可以有效減弱箔條的干擾作用。

4 常見體制雷達導引頭的干擾和抗干擾措施

按照尋的制導體制的不同，可將反艦導彈雷達導引頭分為主動導引頭、被動導引頭和復合導引頭。

4.1 單脈沖主動雷達導引頭

單脈沖雷達從原理上講，只要一個回波脈沖就可以獲得目標的方位/俯仰角坐標，因此它具有測角精度高和抗干擾能力強等優點，使其成為末制導雷達的主要技術手段。

由于現代新型反艦導彈末制導雷達幾乎都采用基于脈沖壓縮的相參工作體制，因此單脈沖雷達導引頭對于常規的距離、速度欺騙干擾具有一定的抗干擾能力，同時能夠抑制幅度調制的干擾信號，對自衛式單點源干擾具有良好的抗干擾性能。同時，厘米波頻率捷變技術和毫米波技術的應用，使單脈沖主動雷達導引頭的抗干擾能力有了較大提高。目前，針對單脈沖雷達的工作特點，利用箔條霧和艦載充氣式角反射體等無源干擾對導引頭搜索階段進行沖淡式干擾，而在雷達導引頭跟蹤階段進行角度欺騙干擾，主要方式為兩點源干擾和交叉極化干擾。

1）兩點源干擾

當單脈沖雷達的角分辨單元內出現兩點源或多點源時，單脈沖導引頭無法對多個目標進行分辨，影響其對目標的跟蹤，獲得較好的干擾效果。在現代電子戰中，兩點源干擾成為對抗單脈沖雷達的重要角度欺騙手段。根據各干擾源之間干擾信號的相位關系，可將兩點源干擾分為相干干擾和非相干干擾。

（1）相干干擾主要包括交叉眼干擾和反向交叉眼干擾。

交叉眼干擾是在天線波束范圍內以一定距離間隔放置兩個干擾源，兩點源干擾信號的相位差越接近180°，幅值比越接近1，干擾機對單脈沖雷達角度欺騙效果越好。文獻［4］從誘偏系統的數學模型入手，通過計算機仿真，分析驗證了相干兩點源干擾應用在艦載環境下的的可行性。

反向交叉眼干擾與交叉眼干擾的區別在于干擾機天線是否采用反向天線結構。意大利Elettronica公司經過多次試驗證明交叉眼干擾能有效干擾單脈沖雷達［5］。du Plessis指出反向天線結構是使交叉眼干擾克服苛刻參數容限并走向實用化的唯一可行方案［6～7］。

當然，單脈沖雷達可采用頻率捷變技術，使相干兩點源之間的相位達不到最佳配置，降低其干擾效果。

（2）非相干干擾一般通過雷達誘餌來實現干擾，雷達誘餌分有源雷達誘餌和無源雷達誘餌。其中，拖曳式舷外有源誘餌可與目標一起長時間的對跟蹤系統形成兩點源干擾，作用效能更高，更受重視，裝備數量也更大，是用于艦艇自衛干擾的重要技術手段。同時，箔條鏈（連續質心干擾）由于成本低和干擾效果好等特點，在對末制導雷達的誘偏干擾中得到實際應用。

相干角度欺騙干擾能造成單脈沖雷達指向目標艦所處立體角之外的方向上，而非相干干擾只能使單脈沖雷達指向立體角之內的能量質心處，靠近功率更大的源的一方，兩種干擾樣式均能有效地誘偏天線的指向，但兩點源非相干干擾效果不如相干干擾。雖然兩點源相干干擾效果比較理想，但因為其應用受到實際條件的限制，因此兩點源非相干干擾是一種比較合適的干擾方式。

2）交叉極化干擾

交叉極化干擾是利用單脈沖雷達接收天線對交叉極化接收矢量與主極化接收矢量的不一致性使雷達天線的跟蹤方向圖發生畸變，產生角度欺騙干擾，降低末制導雷達的截獲和命中概率。雖然實現交叉極化干擾需要干擾信號與回波信號極化嚴格正交，但現階段全極化雷達已經具備了發射和接收任意極化信號的能力，使得交叉極化干擾具有較高的可行性［8］。然而，單脈沖雷達可采用極化濾波器、信號的極化選擇法或極化分集法來對抗交叉極化干擾。

4.2 反輻射被動雷達導引頭

反輻射導彈是現代電子戰領域不可缺少的硬殺傷武器，而被動雷達導引頭具有作用距離遠、隱蔽性好、自主作戰能力強等優點，已經被廣泛用于反輻射導彈。被動雷達導引頭大都采用單脈沖體制，它利用目標輻射或反射的能量作為導引的信號源，實時檢測出導彈相對目標的方向偏差，并形成導引信號，通過控制系統不斷修正導彈航向直至命中目標。

面對反輻射導彈的嚴重威脅，如何有效防御反輻射導彈的攻擊也是艦艇實現有效防空的保證。雖然反輻射導彈雷達導引頭的優點突出，但是也存在著以下不足。

1）為滿足信號截獲的概率，反輻射導彈通常具有較大的視場角，所以抗多點源干擾的能力差，易受誘偏。

2）反輻射導彈以目標發射的電磁波作為制導信息，對輻射源有依賴性。因此當被攻擊雷達關機后，反輻射導彈失去制導信息，致使其失效。

3）目前反輻射導彈導引頭的頻段還沒有米波和毫米波波段。

針對反輻射導彈雷達導引頭的存在的局限性，水面艦艇對抗反輻射導彈的措施得到快速發展，主要包括低截獲概率雷達、艦艇編隊雷達組網、雷達關機、有源誘偏、擴展頻段、采用專用的屏蔽介質以及高能激光武器摧毀等手段。其中，有源誘偏系統是當前公認的有效對抗反輻射導彈攻擊的手段之一。

對被動雷達導引頭的有源誘偏干擾技術主要包括設置閃爍誘餌、相干干擾誘偏技術和非相干干擾誘偏技術。被動雷達導引頭隨著閃爍干擾轉換的節拍產生追擺，導致無法正常地測定和跟蹤目標；由于實現多誘餌發射信號之間的相位相干比較困難，而且成本也比較高，因此相干干擾誘偏技術不具有實用性；非相干兩點源誘偏技術使被動雷達導引頭跟蹤于兩干擾源功率重心，導致導彈攻擊失敗。

目前，被動雷達導引頭通過采用脈沖前沿跟蹤和時間選擇技術、邊帶跟蹤和孤立脈沖、數據積累取均值等方法來抗多點源干擾。另外，被動雷達導引頭還有以下兩種抗關機措施。

1）采用記憶裝置，增加記憶能力。目前可采用的記憶系統有頻率記憶和位置記憶兩種。

2）采用復合制導方式。被動/主動雷達和被動雷達/紅外等雙模導引頭的應用，能夠對目標雷達關機實現有效對抗。

4.3 復合導引頭

多模復合導引頭綜合了多種模式制導體制的優點，比單一模式制導方式更能適應現代戰場復雜電磁環境的作戰需求。其中主/被動復合制導和主動雷達/紅外成像復合制導是反艦導彈最為常用的復合末制導方式。

4.3.1 主/被動復合雷達導引頭

主動雷達尋的制導具有受環境影響較小，有距離信息、分辨力高等優點，但是主動尋的要向空間輻射信號，隱蔽性差，容易遭受敵方電磁干擾。被動尋的相對于主動尋的具有隱蔽性好，抗干擾能力強，探測距離遠等優點，但是被動尋的無法提供目標的距離信息，且對輻射源具有依賴性。主/被動復合尋的制導既可以綜合發揮主動雷達和被動雷達的優點，又可以彌補這兩種雷達的缺陷，有效地提高反艦導彈的綜合性能。

目前主/被動復合制導主要有三種方式：先主動后被動、先被動后主動和主被動交替切換。先主動后被動的探測方式能夠較早地發現、識別和選擇目標，有較強的工作環境適應能力，并可避免角閃爍產生的影響；先被動后主動的探測方式可以實現隱蔽探測，能在適當的距離上對目標進行識別和跟蹤，并且還能實現全天候攻擊；主被動交替切換可以依據攻擊過程中的變化選擇導引頭工作模式，發揮主被動制導各自優勢，回避各自的弱點實現高精度探測，能夠對雷達關機和噪聲壓制干擾進行有效對抗，但是在對抗欺騙式假目標干擾方面尚未取得好的效果［9］。

4.3.2 主動雷達/紅外成像復合導引頭

紅外成像導引頭通過探測目標與背景之間的紅外輻射能量差異引起的熱分布圖像進行制導，屬于被動成像。具有高分辨率、高靈敏度、可準全天候工作、隱蔽性能好和抗干擾能力強等特點，但是紅外探測不能提供目標的距離信息，探測性能受環境因素影響較大［10］。主動雷達/紅外成像雙模導引頭可綜合主動雷達與紅外成像性能的優點，彌補相互的缺陷，提高導彈的作用距離和制導精度，具有全天候作戰能力，提高了對復雜環境的適應性。

紅外成像導引頭主要面臨著紅外煙幕干擾、面源紅外彈干擾、激光壓制干擾和組合干擾等［11］。紅外成像導引頭在制導過程中，可采用雙色技術、圖像識別技術和波門選通技術等抗干擾措施來提高探測精度和制導性能。

如果只對主動雷達制導部分或紅外成像制導部分進行干擾，導彈仍然會以一定的精度擊中目標，因此只有采取對主動雷達和紅外成像復合干擾的方法，才能對主動雷達/紅外成像復合導引頭產生有效干擾。目前，主動雷達/紅外成像導引頭面臨的干擾主要包括“雷達有源壓制干擾+激光壓制干擾”的復合壓制干擾、“箔條+煙幕”的復合的遮蔽干擾以及“箔條+面源紅外彈干擾”、“角反射器+面源紅外彈干擾”和“面源紅外彈干擾+舷外有源干擾”三種方式的復合質心干擾。

5 結語

隨著各種新技術的應用，反艦導彈雷達導引頭的性能得到較大發展，對水面艦艇防空反導提出了更大挑戰。為了有效應對反艦導彈的攻擊，水面艦艇從電子對抗角度，在傳統干擾樣式基礎上，也重點發展了弦外有源干擾、充氣式角反射器等軟殺傷手段。本文對當前反艦導彈典型體制雷達導引頭面臨的干擾及采取的抗干擾措施進行系統分析和概括總結，為下一步開展反艦導彈末制導雷達干擾效能評估奠定了良好基礎。