拖曳式雷達誘餌對末制導導彈誘偏能力分析

張曉杰，駱魯秦，占望寶

(1.空軍航空大學研究生隊，吉林 長春 130022;2.中國人民解放軍94829部隊計量站，江西 南昌 330201)

拖曳式雷達誘餌作為目前作戰(zhàn)飛機應對雷達末制導導彈的有效手段之一，占據(jù)著重要的戰(zhàn)略地位。導彈末制導雷達一般采用先進的單脈沖角度跟蹤系統(tǒng)，具有較強的抗角度欺騙干擾能力，但容易受到雙點源的干擾。拖曳式雷達誘餌通過拖曳線與作戰(zhàn)飛機配置在一起能夠?qū)嵤┱嬲慕嵌绕垓_［1］。拖曳式雷達誘餌誘偏的能力在一定程度上取決于誘餌干擾信號與目標發(fā)射信號在導引頭接收天線處的干信比。分析拖曳式雷達誘餌的誘偏能力，干信比的變化是關(guān)鍵。文中仿真分析了導彈接近作戰(zhàn)飛機過程中，在拖曳式雷達誘餌干擾下的干信比的變化過程及跟蹤點到飛機的距離變化過程，為拖曳式雷達誘餌的合理使用提供了理論依據(jù)。

1 拖曳式雷達誘餌誘偏模型

拖曳式雷達誘餌對末制導單脈沖雷達導引頭的角度欺騙干擾，可以看作是作戰(zhàn)飛機和拖曳式雷達誘餌形成的兩點源對導引頭角度跟蹤系統(tǒng)的干擾，如果拖曳式雷達誘餌起作用，導引頭的角度跟蹤系統(tǒng)響應會因由第二個反射源的存在而發(fā)生變化。誘餌干擾產(chǎn)生的效果使雷達跟蹤在兩點源的“能量質(zhì)心”上，因此跟蹤點通常是在兩點源的連線之間，稱為質(zhì)心干擾，有時也稱為非相干兩點源干擾［2］，導彈攻擊態(tài)勢如圖1所示。

圖1 導彈攻擊態(tài)勢圖

根據(jù)非相干兩點源干擾原理，設誘餌干擾信號和回波信號在導彈接收機的干信比為J/S，當導引頭指向合成點源時指向角α為

其中，對誘餌的張角為α1

對飛機的張角為α2

設導彈的攻擊角為αm;導彈到作戰(zhàn)飛機的距離為R;拖曳線長度為L，則導彈到誘餌的距離為

由圖1中的幾何關(guān)系可以得到拖曳式雷達誘餌的誘騙距離LY=ZP。

2 導引頭接收天線處干信比模型

拖曳式雷達誘餌干擾過程中誘餌轉(zhuǎn)發(fā)的干擾信號和目標反射的回波信號，在雷達導引頭接收天線處的功率之比稱為干信比［3］。拖曳式雷達誘餌與目標回波信號的不同之處，在于誘餌是將接收到的雷達發(fā)射信號經(jīng)過信號處理后放大轉(zhuǎn)發(fā)出去，文中所研究的拖曳式雷達誘餌采用恒功率體制，即誘餌發(fā)射信號的功率恒定，始終以最大功率發(fā)射干擾信號［4］。

末制導雷達信號經(jīng)作戰(zhàn)飛機反射后，在導引頭接收天線處接收到的回波信號功率為

式中，PT為雷達導引頭發(fā)射功率;GT為目標方向?qū)б^天線增益;GR為目標方向?qū)б^接收天線增益;λ為導引頭工作波長;σ為作戰(zhàn)飛機的散射截面積;R為目標到雷達導引頭距離;γR，γT為雷達導引頭發(fā)射機和接收機綜合損耗。

拖曳式雷達誘餌到達雷達接收機的干擾信號功率為

式中，PTJ為誘餌發(fā)射功率;GTJ為誘餌干擾天線增益;GR為誘餌方向?qū)б^接收天線增益λ為導引頭工作波長;Rj為誘餌到雷達導引頭的距離γj為誘餌發(fā)射天線的綜合損耗。

由式(7)和式(8)，可以計算出導引頭接收天線處的干信比J/S

3 仿真與分析

基于建立的數(shù)學模型，針對圖1所示的導彈攻擊態(tài)勢對拖曳式雷達誘餌的誘騙能力進行仿真分析。

仿真條件:誘餌發(fā)射功率PTJ=30 W，誘餌干擾天線增益GTJ=0 dB;誘餌方向?qū)б^接收天線增益GR=37 dB誘餌發(fā)射天線的綜合損耗γj=1 dB，目標方向?qū)б^天線增益GT=37 dB;作戰(zhàn)飛機的散射截面積σ=6 m2;為雷達導引頭發(fā)射機和接收機綜合損耗γR=γT=1dB，拖曳線長度L=100 m。

圖2為在攻擊角度為120°尾追情況下，不同距離上干信比變化曲線。從圖中可以看出，隨著距離的接近，導引頭接收機的干信比呈下降趨勢。導引頭的發(fā)射功率越小，相同的彈目距離上干信比越大。

圖2 干信比隨距離的變化曲線

圖3仿真了隨著距離的變化誘餌對導引頭不同發(fā)射功率的誘騙距離，由圖可以看出，隨著彈目距離的接近，誘餌的誘騙距離逐漸減小。在彈目距離＜1000 m后誘騙距離快速下降。在彈目距離為500 m時，對發(fā)射功率為1 kW的導引頭誘騙距離為80.22 m，對發(fā)射功率為3 kW的導引頭誘騙距離為57.6 m，對發(fā)射功率為5 kW的導引頭的誘騙距離為44.9 m。

圖3 誘騙距離隨距離的變化曲線

圖4為導引頭發(fā)射功率為1 kW時，不同入射角情況下誘餌對導引頭的誘騙距離，由圖可以看出，導彈的攻擊角度越大，誘餌對導引頭的誘騙效果越好。可見在目標和誘餌性能一定的條件下，還取決于目標和誘餌兩者之間的幾何關(guān)系，其在一定程度上影響著干信比的大小。

在彈目距離為500 m的情況下，在攻擊角度為120°時的誘騙距離為80.22 m，在攻擊角度為75°時的誘騙距離為71.88 m，在攻擊角度為30°時的誘騙距離為65.74 m，可見導引頭攻擊角度越大誘偏的效果越好。在作戰(zhàn)飛機遭遇導彈攻擊時，應及時機動使導引頭成尾追態(tài)勢。

圖4 不同入射角下誘騙距離隨距離的變化曲線

4 結(jié)束語

拖曳式雷達誘餌的誘偏能力一定程度上取決于導引頭接收天線處的干信比，分析拖曳式雷達誘餌的誘偏能力。同時在相同的干信比下，導彈的攻擊角度對誘餌的誘偏能力也有一定的影響。在盡可能增加干信比的情況下，通過適當機動增大導彈的攻擊角度可以充分提高誘餌的誘騙效果。

［1］趙國慶.雷達對抗原理［M］.西安:西安電子科技大學出版社，1998.

［2］姬曉琳.拖曳式誘餌干擾機理研究［D］.西安:西安電子科技大學，2010.

［3］肖欽定，劉曉東，李海林.機載拖曳式誘餌角度欺騙干擾分析［J］.航天電子對抗，2011(4):13－16.

［4］方有培.拖曳式有源射頻誘餌干擾防空導彈研究［J］.航天電子對抗，2001(4):16－19.

［5］謝少毅，張曉發(fā)，袁乃昌，等.反輻射導彈抗誘騙性測試系統(tǒng) VI設計［J］.電子設計工程，2011，24(10):166 －168.