毫米波干擾機的測試與效能評估

【摘要】隨著末敏彈對裝甲目標的威脅增加，有源干擾技術成為重要防護手段。本研究通過實驗室靜態(tài)試驗和外場干擾效能試驗，設計了詳盡的干擾實驗方法，包括干擾源測試和天線組件測試，確保了測試環(huán)境的準確性和一致性，外場干擾效能試驗模擬了末敏彈的實際作用過程，通過控制干擾參數(shù)，實現(xiàn)了對毫米波敏感器的有效干擾。實驗數(shù)據(jù)表明，在不同探測高度下，單頻點和多頻點干擾源均能有效干擾毫米波敏感器，且隨著高度的降低，干擾效果呈現(xiàn)減小趨勢。

【關鍵詞】干擾|效能評估|末敏彈|毫米波敏感器|外場|微波暗室

隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭形態(tài)的演變，末敏彈作為一種高效能的打擊武器，對裝甲目標構成了嚴重威脅。為應對末敏彈的威脅，有源干擾技術應運而生，成為裝甲防護的重要手段，然而有源干擾機的性能評估和測試方法尚未形成統(tǒng)一標準，因此本研究旨在探討毫米波干擾機對毫米波敏感器的干擾效果及其評估方法，通過實驗室靜態(tài)試驗和外場干擾效能試驗，全面評估干擾機的性能，以期為末敏彈有源干擾產品的研發(fā)和應用提供科學依據(jù)，從而有效提升裝甲目標的防護能力。

一、干擾實驗方法設計

在毫米波干擾機的研究中，干擾實驗方法的設計至關重要，因為它直接關系到干擾效果的準確性和評估的科學性，針對毫米波干擾機的干擾實驗內容，本文設計了一系列細致的實驗步驟。

（一）靜態(tài)檢測

1.干擾源測試

干擾源測試是靜態(tài)檢測的首要步驟，通過搭建穩(wěn)定的測試平臺，對毫米波干擾源進行功率和頻率的詳細測試，使用功率計和頻譜儀，可以精確測量干擾源的輸出功率和輸出頻率，以及跳變周期等關鍵參數(shù)，這一過程不僅確保了干擾源的正常工作，也為后續(xù)實驗提供了準確的數(shù)據(jù)支持。

2.天線組件測試

天線組件的性能是評估干擾機效能的關鍵因素之一。在微波暗室中，對天線組件進行詳細的測試，以確保其性能符合設計要求。測試過程包括增益校準、天線測量和測試數(shù)據(jù)記錄及處理三個主要步驟。

在天線組件的性能評估過程中，增益校準是首要步驟，其目的在于確保測試環(huán)境的準確性。通過將標準喇叭天線置于待測天線的位置并進行測試，隨后根據(jù)測試結果對發(fā)射接收組件和待測天線位置進行微調，直至標準喇叭天線的方向圖最高增益點位于0°位置，從而確保了測試環(huán)境的精確性和一致性。

隨后進入天線測量環(huán)節(jié)，選取天線的兩個關鍵面（AC面和BD面）進行測試。在每個面上，通過計算機控制測試頻率，利用轉臺以-70°至70°的角度范圍進行掃描，采樣間隔精確至0.5°，完成一面測試后，旋轉待測天線至另一面繼續(xù)測試，以獲取完整的性能數(shù)據(jù)。

在數(shù)據(jù)記錄與處理階段，對采集到的數(shù)據(jù)進行細致分析，通過差值對比計算天線的實際增益，特別關注毫米波半功率寬度這一關鍵指標，由于測試系統(tǒng)給出的是相對增益值，因此需要與標準喇叭天線的增益進行比較，得出待測天線的實際增益。具體計算方法為：已知標準喇叭天線在特定頻率下的標準增益X dB，其實測相對增益Y dB，待測天線實測相對增益Z dB，通過計算Z+（X-Y） dB得出待測天線的實際增益。這一流程確保了天線性能評估的準確性和可靠性。

（二）外場干擾效能試驗

外場干擾效能試驗是評估干擾機實際性能的關鍵環(huán)節(jié)。

當毫米波敏感器天線掃過干擾機時，干擾機毫米波能量經(jīng)過空間傳輸進入毫米波敏感器，其功率可以轉換為亮溫。以合適的干擾功率在毫米波敏感器天線主波束內產生飽和帶，在天線主波束外產生干擾帶。在飽和帶內使毫米波敏感器輸出信號波形產生飽和，形成阻塞干擾；在干擾帶內使毫米波敏感器輸出信號波形產生目標波形，形成誘餌干擾。當末敏子彈的天線主波束對準毫米波干擾機時，受飽和（阻塞）干擾影響，使末敏子彈的輻射計由于信號檢測通道飽和失去識別功能，從而使末敏彈失去攻擊能力；當末敏子彈的天線主波束偏離毫米波干擾機時，例如天線旁瓣對準毫米波干擾機時，此時干擾機有可能成為誘餌干擾源，使輻射計輸出識別信號波形，使EFP空爆，從而摧毀末敏彈。無論工作在任何一種干擾方式下，都可以保證末敏彈不攻擊裝甲目標，從而達到保護裝甲目標的目的。

試驗測試方法如下：

1.試驗布場

試驗布場階段需模擬實際戰(zhàn)場環(huán)境，將毫米波敏感器置于一定高度的高塔上，以模擬末敏彈的高空懸浮狀態(tài)，同時將毫米波干擾機布設在地面，通過平移干擾機來模擬末敏彈的下降過程，在試驗現(xiàn)場，還需使用吸波材料遮擋末敏頭，以避免環(huán)境干擾，確保試驗的準確性，此外還需精確測量毫米波敏感器到地面的垂直距離、干擾樣機到檢測裝置的距離等關鍵參數(shù)，為后續(xù)數(shù)據(jù)分析提供基礎（圖1）。

2.試驗步驟

試驗步驟詳細規(guī)劃了外場干擾效能試驗的具體操作流程，首先將毫米波敏感器測試系統(tǒng)置于一定高度上，并啟動轉臺進行背景掃描；接著在掃描中心位置鋪設金屬板進行裝甲目標掃描，以驗證毫米波敏感器的正常工作狀態(tài)；然后將毫米波干擾機置于小車上，從軌道下邊界向試驗塔方向推進，模擬末敏彈的下降過程。在推進過程中，通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄毫米波敏感器的識別信號變化，以確定干擾寬度和干擾持續(xù)時間等關鍵參數(shù)；最后通過更換不同編號的毫米波干擾機，重復上述步驟，以全面評估干擾機的性能，這一系列試驗步驟確保了外場干擾效能試驗的科學性和準確性。

二、干擾測試數(shù)據(jù)及結果分析

（一）地面環(huán)境背景掃描

在進行毫米波敏感器的地面環(huán)境背景掃描時，敏感器采樣率為5k/s，其輸出信號波形主要呈現(xiàn)出幅值較小的起伏變化，目標識別信號值為0，這一結果表明，地面環(huán)境背景的毫米波輻射能量變化并不明顯，微小的起伏變化主要源于旋轉掃描探測過程中環(huán)境溫度的起伏變化，即使鋪設了吸波材料，也無法完全消除這種影響。

（二）裝甲目標掃描

當毫米波敏感器探測裝甲目標（金屬目標）時，其輸出信號波形呈現(xiàn)出有規(guī)律的脈沖信號，這些脈沖信號與敏感器內部識別模板進行特征量對比后，會在脈沖峰值點給出一個目標識別脈沖，從而判定為識別到目標，這一結果表明，毫米波敏感器能夠準確探測并識別裝甲目標。

（三）毫米波干擾機掃描

為了評估毫米波干擾機對毫米波敏感器的干擾效果，我們進行了定高掃描探測實驗。通過控制干擾機的各參數(shù)，使其在毫米波敏感器掃描時產生滿足模板要求的信號波形，從而形成觸發(fā)信號，達到欺騙干擾的目的。

對測試結果進行分析和討論如下：

1.實驗將毫米波敏感器置于120m、100m和60m三個不同探測高度，對單頻點和多頻點狀態(tài)的干擾源進行了測試，測試結果顯示，在不同高度下，干擾機均能有效干擾毫米波敏感器，單頻點干擾機在頻率為35.2GHz時，多頻點干擾源采用多點跳頻方式，固定延時寬度和功率，測試數(shù)據(jù)表明，隨著探測高度的降低，干擾總帶寬、識別帶和飽和帶均呈現(xiàn)減小趨勢，這符合理論預期。

隨著高度的降低，毫米波敏感器地面掃描直徑變小，與之對應，單位時間內進入敏感器探測范圍干擾機能量變小，干擾機對毫米波敏感器干擾總帶寬、識別帶、飽和帶均變小。

3.干擾持續(xù)時間是將干擾機置于有穩(wěn)定識別信號處，判定干擾機有效干擾毫米波敏感器總時長，主要由熱電池給毫米波干擾機供電能力決定。熱電池為某研究所研制的新產品，質量一致性比較好，干擾持續(xù)時間相差不大。

三、結語

本研究針對末敏彈對裝甲目標的威脅，深入探討了毫米波干擾機對毫米波敏感器的干擾效果及其評估方法，通過實驗室靜態(tài)試驗和外場干擾效能試驗，全面評估了干擾機的性能，靜態(tài)檢測確保了干擾源和天線組件的性能穩(wěn)定與準確，而外場干擾效能試驗則模擬了實際戰(zhàn)場環(huán)境，驗證了干擾機在不同條件下的有效干擾能力。測試數(shù)據(jù)顯示，干擾機在不同高度下均能有效干擾毫米波敏感器，且隨著高度的降低，干擾帶寬等參數(shù)呈現(xiàn)減小趨勢，與理論預期相符。中國軍轉民

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（作者單位：安徽神劍科技股份有限公司）