無(wú)源質(zhì)心干擾效果檢測(cè)分析

韓 偉，竇心連

（解放軍91404部隊(duì)，秦皇島066001）

0 引 言

無(wú)源質(zhì)心干擾是電子對(duì)抗的通用手段，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，造價(jià)便宜，受到世界各國(guó)的普遍關(guān)注。但對(duì)于無(wú)源干擾的使用效果和檢測(cè)效果存在一定的差異，下面從無(wú)源干擾和導(dǎo)彈制導(dǎo)原理進(jìn)行對(duì)比分析，找出存在差異的主要原因。

1 箔條質(zhì)心干擾的基本原理

所謂“質(zhì)心干擾”，就是根據(jù)雷達(dá)跟蹤的原理，通過(guò)在平臺(tái)附近布放一個(gè)比平臺(tái)反射面積更大的無(wú)源器材，并使其與平臺(tái)都處于雷達(dá)波束范圍內(nèi)，使雷達(dá)對(duì)跟蹤的質(zhì)心發(fā)生變化，且跟蹤到新的能量中心（質(zhì)心），雷達(dá)跟蹤軸線偏離原來(lái)的質(zhì)心，并隨時(shí)間和所處位置狀態(tài)的相對(duì)變化，雷達(dá)最終跟蹤到無(wú)源干擾物上，保護(hù)了平臺(tái)。實(shí)際上，無(wú)源干擾原理并不復(fù)雜，其干擾過(guò)程是：當(dāng)敵方導(dǎo)彈已經(jīng)發(fā)射、末制導(dǎo)系統(tǒng)已跟蹤我艦后，我艦載雷達(dá)告警偵察系統(tǒng)測(cè)量出來(lái)襲導(dǎo)彈性能參數(shù)和方位，然后，連同艦上其他設(shè)備測(cè)得的當(dāng)時(shí)的氣象和艦艇航行參數(shù)，傳送給無(wú)源干擾控制設(shè)備，干擾控制設(shè)備根據(jù)這些信息，控制無(wú)源干擾設(shè)備將無(wú)源假目標(biāo)投放到來(lái)襲導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)的波束范圍內(nèi)，真、假2個(gè)目標(biāo)信號(hào)無(wú)法分辨，隨著箔條云的有效反射面積的形成，假目標(biāo)二次輻射場(chǎng)強(qiáng)一般比被掩護(hù)目標(biāo)艦反射回波更強(qiáng)，因此導(dǎo)彈將由跟蹤艦船轉(zhuǎn)變?yōu)楦櫯灤筒瓧l假目標(biāo)共同形成的等效能量中心，即所謂“質(zhì)心”。由于假目標(biāo)物理場(chǎng)強(qiáng)比目標(biāo)艦更強(qiáng)，所以導(dǎo)彈跟蹤的“質(zhì)心”點(diǎn)將偏向假目標(biāo)一側(cè)，進(jìn)而形成干擾效果[1]。

如圖1所示，設(shè)制導(dǎo)雷達(dá)的波束寬度為θ0.5，箔條與目標(biāo)相對(duì)于雷達(dá)的夾角為θ，其中，質(zhì)心和目標(biāo)相對(duì)于雷達(dá)的夾角為θ1，質(zhì)心和箔條云相對(duì)于雷達(dá)的夾角為θ2，艦艇雷達(dá)截面積為σ1，箔條云雷達(dá)截面積為σ2，則由質(zhì)心原理有：

由上式和圖1可以得出2點(diǎn)結(jié)論：（1）在箔條云發(fā)射的初始階段，艦艇和箔條云必須在導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)波束范圍內(nèi)，兩者反射的雷達(dá)回波能同時(shí)進(jìn)入末制導(dǎo)雷達(dá)接收機(jī)；（2）導(dǎo)彈跟蹤質(zhì)心點(diǎn)往哪邊偏，是由艦艇和箔條云的雷達(dá)截面積決定的，也就是說(shuō)，艦艇的面積大，質(zhì)心點(diǎn)偏向艦艇；箔條云的面積大，質(zhì)心點(diǎn)偏向箔條云，導(dǎo)彈最后跟蹤離質(zhì)心點(diǎn)近的目標(biāo)。末制導(dǎo)跟蹤示意圖如圖2所示。

圖1 質(zhì)心干擾原理示意圖

圖2 質(zhì)心干擾末制導(dǎo)雷達(dá)跟蹤示意圖

2 干擾效果檢測(cè)分析

干擾效果檢測(cè)，通常采用末制導(dǎo)雷達(dá)來(lái)模擬導(dǎo)彈，且末制導(dǎo)雷達(dá)固定不動(dòng)，檢測(cè)因干擾引起末制導(dǎo)雷達(dá)的航向偏差，最后計(jì)算干擾效果，如果航向偏差大到一定值，能保證艦艇的安全，即為有效，否則無(wú)效。但這種檢測(cè)結(jié)果與實(shí)際使用存在一定偏差，這主要是由于2種狀態(tài)不一樣：一方面用導(dǎo)彈飛行的狀態(tài)的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，另一方面用靜態(tài)測(cè)量評(píng)判的參數(shù)，正是這種交叉，導(dǎo)致了2種狀態(tài)下有效概率的不一致，下面做一簡(jiǎn)要分析。

2.1 靜態(tài)檢測(cè)狀態(tài)

質(zhì)心干擾檢測(cè)示意圖如圖3所示。如果箔條云與艦艇在方位上的狀態(tài)保持不變，則質(zhì)心點(diǎn)也就不變，所以，要使其形成干擾效果，必須使兩者在方位上拉開距離，這樣，跟蹤質(zhì)心點(diǎn)就隨雷達(dá)截面積大的目標(biāo)而動(dòng)，末制導(dǎo)的電軸與機(jī)械軸發(fā)生偏差，出現(xiàn)航向偏角，根據(jù)這個(gè)航向偏角就可以算出干擾效果。由于艦艇箔條云和末制導(dǎo)雷達(dá)之間的距離基本保持不變，雷達(dá)波束所覆蓋的方位范圍基本不變，這樣，兩者在波束內(nèi)的停留時(shí)間就比較長(zhǎng)，加之箔條云的雷達(dá)截面積大小變化比較快，時(shí)大時(shí)小，質(zhì)心點(diǎn)就有一個(gè)來(lái)回?cái)[動(dòng)的過(guò)程，只有借助艦艇的戰(zhàn)術(shù)機(jī)動(dòng)和風(fēng)力的作用，干擾云與目標(biāo)之間的距離才逐漸拉開，這樣，形成效果所需的時(shí)間也較長(zhǎng)，不能在導(dǎo)彈有效作用時(shí)間內(nèi)達(dá)到有效航偏角。所以，根據(jù)評(píng)判原則，當(dāng)形成有效干擾時(shí)間超過(guò)某值時(shí)，即使是形成了一定的航偏角，也會(huì)判為無(wú)效[2]。

2.2 導(dǎo)彈飛行動(dòng)態(tài)檢測(cè)狀態(tài)

圖3 質(zhì)心干擾檢測(cè)示意圖

眾所周知，導(dǎo)彈通常以亞音速（約300m／s）飛向目標(biāo)，盡管其波束寬度是固定的（假設(shè)半波束寬度為0.043 6rad），但其波束寬度內(nèi)所覆蓋的弧長(zhǎng)是隨著導(dǎo)彈與目標(biāo)的距離而變化的，假設(shè)最大制導(dǎo)距離為12km（實(shí)際可達(dá)到30km），則其覆蓋弧長(zhǎng)隨距離的變化情況如表1所示。

由表1可知，導(dǎo)彈在向目標(biāo)逼近的過(guò)程中，其波束寬度所覆蓋的弧長(zhǎng)以26.6m／s的速率變窄，由于目標(biāo)是一個(gè)面目標(biāo)，箔條云團(tuán)也隨著時(shí)間的推移而逐漸散開，都具有一定的空間體積，它們的外緣之間在垂直于跟蹤雷達(dá)軸方向上有一定的寬度。因此，在導(dǎo)彈接近目標(biāo)的過(guò)程中，由于末制導(dǎo)雷達(dá)的方向跟蹤單元逐漸變小，當(dāng)雷達(dá)波束半寬小于箔條云團(tuán)（或艦艇）的外緣與質(zhì)心點(diǎn)的距離時(shí)，箔條云團(tuán)（或艦艇）就開始被切割，使部分箔條云團(tuán)（或艦艇）的面積被偏出波束，對(duì)應(yīng)的雷達(dá)截面積變小，質(zhì)心點(diǎn)向未被切割的一側(cè)偏轉(zhuǎn)，更加快了箔條云團(tuán)（或艦艇）被切割的速度，使被切割的艦艇或箔條云的面積迅速變小。

表1 弧長(zhǎng)隨距離變化關(guān)系表

在一般情況下，由于雷達(dá)波束半寬減小的速度比質(zhì)心點(diǎn)偏轉(zhuǎn)的速度快，所以經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，艦艇（或箔條云團(tuán)）也被切割。如圖4所示，隨著導(dǎo)彈向目標(biāo)逼近，艦艇被切割一塊，面積變小，質(zhì)心點(diǎn)往箔條云團(tuán)偏移，形成正反饋，艦艇被快速偏出波束，質(zhì)心點(diǎn)偏向了箔條云團(tuán)。

圖4 質(zhì)心干擾切割示意圖

當(dāng)然，在一定條件下，也可能箔條云團(tuán)被逐漸切割，反射面積迅速變小，質(zhì)心點(diǎn)偏向艦艇，最后，箔條云團(tuán)不被波束所覆蓋，最后跟蹤艦艇。

由此可知，質(zhì)心干擾發(fā)揮干擾效用的過(guò)程實(shí)際上包含2個(gè)子過(guò)程：第1個(gè)子過(guò)程被稱為“質(zhì)心過(guò)程”，由于箔條誘餌的出現(xiàn)，誘使導(dǎo)彈末制導(dǎo)系統(tǒng)由跟蹤艦艇轉(zhuǎn)變?yōu)楦櫯炌Ш驼T餌共同形成的能量中心。此期間導(dǎo)彈接收機(jī)不僅收到來(lái)自目標(biāo)艦對(duì)照射信號(hào)的反射信號(hào)，而且收到來(lái)自箔條誘餌的二次輻射干擾信號(hào)，因而末制導(dǎo)系統(tǒng)制導(dǎo)過(guò)程發(fā)生變化，對(duì)艦艇反射回波和箔條云二次干擾輻射相迭加的公共信號(hào)響應(yīng)，引進(jìn)一個(gè)系統(tǒng)性制導(dǎo)偏差。第2個(gè)子過(guò)程被稱為“轉(zhuǎn)移過(guò)程”，由于導(dǎo)彈逐漸向目標(biāo)逼近，而制導(dǎo)天線波束寬度不變，相對(duì)于艦艇和箔條云的視野逐漸縮小，當(dāng)艦艇采取正確的機(jī)動(dòng)時(shí)，也拉開了兩者的距離，由于“切割效應(yīng)”和艦艇戰(zhàn)術(shù)機(jī)動(dòng)及風(fēng)力的影響，導(dǎo)彈最后跟蹤被切割得較慢的那一個(gè)，在導(dǎo)彈的方向跟蹤單元里只有箔條云團(tuán)，從而發(fā)生轉(zhuǎn)移，使導(dǎo)彈只跟蹤箔條云團(tuán)，以致艦艇有可能先于箔條云團(tuán)偏出導(dǎo)彈跟蹤角范圍之外，誘使導(dǎo)彈進(jìn)一步轉(zhuǎn)而只跟蹤箔條云團(tuán)。至此，質(zhì)心干擾成功。反之，若箔條云團(tuán)先于目標(biāo)艦逸出導(dǎo)彈跟蹤角范圍之外，導(dǎo)彈又轉(zhuǎn)而只跟蹤艦艇，質(zhì)心干擾失敗。

通過(guò)對(duì)靜態(tài)檢測(cè)和導(dǎo)彈飛行動(dòng)態(tài)2種狀態(tài)的分析，靜態(tài)檢測(cè)的波束覆蓋寬度不變，質(zhì)心偏移速度慢，使之形成效果的進(jìn)程變慢。而飛行狀態(tài)條件下，導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)波束范圍逐漸變小，切割艦艇或箔條云團(tuán)的速度比質(zhì)心偏移要快得多，因此導(dǎo)彈在飛行狀態(tài)時(shí)，干擾成功的概率和靜態(tài)檢測(cè)時(shí)的干擾成功概率是有差異的。

3 效果評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)的修訂探討

由于現(xiàn)有箔條質(zhì)心干擾效果的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有考慮導(dǎo)彈飛行過(guò)程中影響干擾效果的因素，致使靜態(tài)檢測(cè)的干擾效果與飛行狀態(tài)的干擾效果存在一定的差異?，F(xiàn)有的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有考慮飛行狀態(tài)情況下，導(dǎo)彈和目標(biāo)之間距離快速逼近，而末制導(dǎo)雷達(dá)的波束寬度是恒定的，隨著兩者距離的接近，波束角覆蓋的方位范圍越來(lái)越小，加上艦艇的快速機(jī)動(dòng)，使箔條干擾云團(tuán)和艦艇之間在方位上的距離越來(lái)越遠(yuǎn)，對(duì)進(jìn)入波束的體積被快速切割，雷達(dá)截面積迅速減小，跟蹤質(zhì)心偏向未被切割的方向。由于切割的速度比跟蹤質(zhì)心的速度要快得多，所以，當(dāng)無(wú)源箔條形成有效干擾云后，質(zhì)心點(diǎn)偏向于哪一邊，只要航向電壓控制自動(dòng)駕駛儀向質(zhì)心點(diǎn)方向偏移，導(dǎo)彈就基本上朝箔條干擾云飛去，形成有效干擾，反之則反。評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)從以下4個(gè)方面修訂完善。

3.1 靜態(tài)檢測(cè)應(yīng)修改其評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)

靜態(tài)質(zhì)心干擾效果試驗(yàn)獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換，使靜態(tài)檢測(cè)的干擾效果與飛行狀態(tài)的干擾效果的結(jié)果趨于一致?？梢岳糜?jì)算機(jī)數(shù)字仿真技術(shù)進(jìn)行靜態(tài)質(zhì)心干擾效果的動(dòng)態(tài)推算，將末制導(dǎo)雷達(dá)靜態(tài)坐標(biāo)點(diǎn)按導(dǎo)彈飛行時(shí)間不斷轉(zhuǎn)換成動(dòng)態(tài)坐標(biāo)點(diǎn)，并將靜態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成動(dòng)態(tài)試驗(yàn)結(jié)果。隨著導(dǎo)彈接近目標(biāo)，RCS較小的目標(biāo)逐漸偏出末制導(dǎo)雷達(dá)波束，偏出過(guò)程就是雷達(dá)波束對(duì)偏出目標(biāo)的動(dòng)態(tài)切割過(guò)程，當(dāng)目標(biāo)艦與箔條云的RCS能量比發(fā)生變化后，末制導(dǎo)雷達(dá)跟蹤質(zhì)心點(diǎn)同步發(fā)生變化，對(duì)末制導(dǎo)雷達(dá)的動(dòng)態(tài)航偏角同步進(jìn)行修正，可逼真地模擬導(dǎo)彈跟蹤、末制導(dǎo)受干擾、艦云分離過(guò)程，更客觀、科學(xué)地評(píng)價(jià)艦載箔條質(zhì)心干擾效果。

3.2 動(dòng)態(tài)檢測(cè)的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)細(xì)分為定性評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)和定量評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)

定性評(píng)定法是通過(guò)機(jī)載末制導(dǎo)雷達(dá)數(shù)據(jù)錄取終端記錄的航向電壓、自動(dòng)增益控制電壓、距離電壓曲線及戰(zhàn)斗指令等試驗(yàn)參數(shù)，判定質(zhì)心干擾是否有效。圖5列出了典型干擾效果判定方法示意圖。圖5（a）中，末制導(dǎo)雷達(dá)航向電壓為0，表明雷達(dá)機(jī)械軸與電軸共同指向目標(biāo)艦，判定干擾無(wú)效；圖5（b）、（c）中，末制導(dǎo)雷達(dá)航向電壓為正或?yàn)樨?fù)，表明雷達(dá)電軸偏離目標(biāo)艦，判定干擾有效。

圖5 干擾效果判定方法示意圖

定量評(píng)定法是對(duì)末制導(dǎo)雷達(dá)掛飛行器獲取的航偏角數(shù)據(jù)以及各種定位數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)對(duì)抗推算處理，模擬某種導(dǎo)彈飛行速度下末制導(dǎo)雷達(dá)不同開機(jī)距離上的跟蹤目標(biāo)艦、質(zhì)心、直至艦云分離過(guò)程。評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)同靜態(tài)末制導(dǎo)雷達(dá)干擾效果的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 不同引信導(dǎo)彈應(yīng)有對(duì)應(yīng)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)

（1）碰撞引信導(dǎo)彈

對(duì)于撞擊引信碰撞導(dǎo)彈，由于引爆需要導(dǎo)彈和目標(biāo)發(fā)生碰撞才能引炸，產(chǎn)生毀傷效果；所以，對(duì)于這種導(dǎo)彈干擾效果的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)和其他引信評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)有所區(qū)別，即只要干擾使導(dǎo)彈與目標(biāo)不發(fā)生碰撞就應(yīng)判為干擾有效。

（2）其他引信導(dǎo)彈

除了碰撞引信導(dǎo)彈外，還有多普勒引信和近炸引信等類型，這種引信的導(dǎo)彈，不需要碰撞，只要頻率和距離滿足一定要求就可以爆炸。所以，對(duì)這種導(dǎo)彈干擾有效的標(biāo)準(zhǔn)，就必須使導(dǎo)彈炸點(diǎn)偏離被保護(hù)目標(biāo)一定距離，至少大于導(dǎo)彈的殺傷半徑＋1／2艦艇長(zhǎng)度。

3.4 不同檢測(cè)情況應(yīng)有相應(yīng)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)

（1）專項(xiàng)效果試驗(yàn)檢測(cè)

專項(xiàng)效果試驗(yàn)檢測(cè)時(shí)，數(shù)據(jù)采集時(shí)間可以設(shè)置得長(zhǎng)一些，使效果形成比較充分，這種條件下的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)可以與“其他引信導(dǎo)彈”標(biāo)準(zhǔn)相一致。

（2）戰(zhàn)術(shù)研練效果檢測(cè)

戰(zhàn)術(shù)研練干擾效果檢測(cè)，是按戰(zhàn)術(shù)使用要求進(jìn)行的，允許數(shù)據(jù)采集時(shí)間較短，又由于沒(méi)有導(dǎo)彈快速逼近目標(biāo)時(shí)切割目標(biāo)效應(yīng)，形成有效干擾時(shí)間比較長(zhǎng)，可能還沒(méi)有形成明顯的效果項(xiàng)目就結(jié)束了，數(shù)據(jù)采集很不充分，干擾能力還沒(méi)有完全體現(xiàn)。在這種條件下，如果仍然按照航向角必須偏移某一度數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)判就不能客觀反映實(shí)際的干擾能力，在評(píng)判時(shí)，只要航向角偏向箔條云，不論是碰撞型引信還是其他類型引信，都應(yīng)該判為有效。

4 結(jié)束語(yǔ)

任何一項(xiàng)比較完備的標(biāo)準(zhǔn)，都必須滿足多種情況的需求，現(xiàn)有無(wú)源箔條干擾效果評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，只考慮了一種情況，不適應(yīng)于各種情況下的使用需求，必須進(jìn)行修改完善。當(dāng)然，本文也只是對(duì)無(wú)源箔條干擾效果評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)的修訂進(jìn)行了探討，提出了修訂的方向，沒(méi)有提出具體的修訂方案，畢竟制訂一項(xiàng)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)要經(jīng)歷一個(gè)艱難的過(guò)程，故修訂一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)并非一篇論文所能解決的問(wèn)題。但任何一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，都有其壽命周期，隨著對(duì)問(wèn)題認(rèn)識(shí)的不斷深入，對(duì)事物內(nèi)在規(guī)律的不斷總結(jié)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)必須做相應(yīng)的修訂，這是不庸置疑的。

[1]馬穎，高東華，趙布飛，等.海軍電子戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：海潮出版社，2003.

[2]GJB 792A-2006，艦船箔條干擾設(shè)備設(shè)計(jì)定型試驗(yàn)規(guī)程[S].