遠(yuǎn)距離支援干擾機(jī)陣位設(shè)計(jì)方法研究

黃 穎

(解放軍91404部隊(duì)，秦皇島 066000)

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遠(yuǎn)距離支援干擾機(jī)陣位設(shè)計(jì)方法研究

黃 穎

(解放軍91404部隊(duì)，秦皇島 066000)

由于遠(yuǎn)距離支援干擾機(jī)技術(shù)性能的不同，不同的干擾陣位對敵方防空系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾效果也不盡相同?；谥г礁蓴_下的雷達(dá)探測模型，分別從距離、方位和高度3個方面對干擾機(jī)陣位選擇對雷達(dá)最大探測距離的影響進(jìn)行了研究，總結(jié)提出了干擾機(jī)陣位設(shè)計(jì)和作戰(zhàn)應(yīng)用的原則，可為干擾飛機(jī)掩護(hù)作戰(zhàn)編隊(duì)執(zhí)行任務(wù)時的航跡規(guī)劃提供依據(jù)。

干擾飛機(jī)；遠(yuǎn)距離支援干擾；雷達(dá)最大探測距離

0 引 言

遠(yuǎn)距離支援干擾是指電子干擾平臺在距敵方前沿較遠(yuǎn)的區(qū)域?qū)撤叫畔@取及傳輸系統(tǒng)實(shí)施干擾壓制，以掩護(hù)己方攻擊的作戰(zhàn)行動。因遠(yuǎn)距離支援干擾機(jī)具有干擾功率大、干擾時間長、干擾頻帶寬等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中廣泛運(yùn)用。遠(yuǎn)距離支援干擾飛機(jī)一般由承載能力強(qiáng)的大型飛機(jī)(如運(yùn)輸機(jī))改裝而成，其主要任務(wù)是干擾敵防空體系中的地面和艦載遠(yuǎn)程警戒雷達(dá)、目標(biāo)指示雷達(dá)以及地空指揮通信系統(tǒng)，兼顧干擾敵制導(dǎo)雷達(dá)、機(jī)載預(yù)警和火控雷達(dá)等，其目的是使敵預(yù)警探測、指揮控制和防空武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能降低甚至癱瘓，從而在一定正面形成有效的干擾掩護(hù)區(qū)，掩護(hù)我航空兵突防和支援陸海軍作戰(zhàn)[1-2]。本文主要針對遠(yuǎn)距離支援干擾機(jī)使命任務(wù)、戰(zhàn)技性能與特點(diǎn)等，對如何選擇合理站位設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對敵防空系統(tǒng)中雷達(dá)的有效壓制干擾展開討論，以達(dá)到遠(yuǎn)距離支援干擾的目的。

1 遠(yuǎn)距離支援干擾的特點(diǎn)

支援式干擾飛機(jī)上都裝備有電子支援接收機(jī)，用來確定潛在的雷達(dá)位置和電磁參數(shù)，以調(diào)整干擾資源并進(jìn)行功率管理，進(jìn)而更有效地壓制對方雷達(dá)系統(tǒng)。遠(yuǎn)距離支援式干擾設(shè)備功率大,頻帶寬，一般采用遮蓋性壓制干擾，噪聲信號從雷達(dá)天線的旁瓣進(jìn)入雷達(dá)接收機(jī)，使之飽和甚至被欺騙，從而在一定寬度的正面形成有效干擾掩護(hù)區(qū)。遠(yuǎn)距離支援式干擾對防空雷達(dá)探測范圍的影響如圖1所示。

從圖1可以看出，遠(yuǎn)距離支援式干擾大大縮短了雷達(dá)的探測距離。當(dāng)干擾波束對準(zhǔn)雷達(dá)，在相當(dāng)遠(yuǎn)的一段距離范圍內(nèi)就會形成盲區(qū)，使雷達(dá)難以發(fā)現(xiàn)攻擊編隊(duì)；假設(shè)多架遠(yuǎn)距離支援式飛機(jī)相互配合，就會在時域、空域不間斷的情況下對雷達(dá)形成一個穩(wěn)定有效的干擾壓制區(qū)域，為攻擊編隊(duì)提供安全的走廊。它的優(yōu)點(diǎn)有：能同時對各種雷達(dá)實(shí)施干擾；在雷達(dá)顯示器上形成的干擾扇面較大；持續(xù)時間較長；能夠掩護(hù)的批次較多；由于是在雷達(dá)火力范圍以外施放，干擾設(shè)備和平臺的安全性很高。同時，遠(yuǎn)距離支援式干擾也存在著許多缺點(diǎn)：干擾編隊(duì)與攻擊編隊(duì)距離遠(yuǎn)，當(dāng)攻擊編隊(duì)臨近目標(biāo)時，干擾編隊(duì)與攻擊編隊(duì)在戰(zhàn)術(shù)上不易配合；在方位上掩護(hù)效果差，由于干擾飛機(jī)離攻擊目標(biāo)遠(yuǎn)，在對方炮瞄雷達(dá)呈現(xiàn)的高低角較低而攻擊編隊(duì)臨近時，高低角較大，因此，干擾對炮瞄雷達(dá)的影響小，掩護(hù)效果差。

圖1 遠(yuǎn)距離支援干擾示意圖

2 干擾設(shè)計(jì)原則

根據(jù)遠(yuǎn)距離支援干擾機(jī)的技術(shù)性能特點(diǎn)和作戰(zhàn)使用需求，針對不同的干擾對象提出以下干擾設(shè)計(jì)原則。

2.1 對預(yù)警雷達(dá)的干擾壓制

干擾預(yù)警雷達(dá)是遠(yuǎn)距離支援干擾飛機(jī)的主要用途。其干擾陣位設(shè)計(jì)應(yīng)主要考慮以下幾個方面：

(1) 在干擾資源允許的情況下，遠(yuǎn)距離支援干擾飛機(jī)應(yīng)能在主要進(jìn)攻方向上壓縮敵預(yù)警探測范圍，形成干擾走廊，從而有效支援空中進(jìn)攻作戰(zhàn)；

(2) 盡可能靠近敵方預(yù)警雷達(dá)，但必須在敵方武器系統(tǒng)有效射程外；

(3) 通常采用跑道型航線飛行，單邊飛行時間大于一個波次攻擊時間；

(4) 干擾機(jī)的初期布勢不能暴露攻擊編隊(duì)作戰(zhàn)企圖。

2.2 對制導(dǎo)雷達(dá)的干擾壓制

遠(yuǎn)距離支援干擾飛機(jī)可用于干擾導(dǎo)彈制導(dǎo)雷達(dá)，使其在一定距離上無法構(gòu)成發(fā)射條件，掩護(hù)我航空兵實(shí)施突防打擊。由于地面防空武器系統(tǒng)制導(dǎo)雷達(dá)的天線體制和工作方式具有以下的特殊性：

(1) 波束很窄，增益高，副瓣小，干擾能量需從主瓣進(jìn)入才有效；

(2) 目標(biāo)未進(jìn)入打擊射程前不開發(fā)射。

因此遠(yuǎn)距離支援干擾機(jī)應(yīng)重點(diǎn)考慮以下問題，才能在一定條件下實(shí)現(xiàn)對制導(dǎo)雷達(dá)的有效干擾:

(1) 在戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用上，需規(guī)劃遠(yuǎn)距離支援干擾機(jī)、攻擊編隊(duì)、敵制導(dǎo)雷達(dá)形成“三點(diǎn)一線”態(tài)勢，確保干擾能量從制導(dǎo)雷達(dá)主瓣進(jìn)入。

(2) 在技術(shù)運(yùn)用上，為防止敵制導(dǎo)雷達(dá)采用“快捕快打”戰(zhàn)法，可預(yù)先設(shè)置攔阻式干擾。在偵收到信號后，再實(shí)施有針對性的干擾。

2.3 對機(jī)載火控雷達(dá)的干擾壓制

在遠(yuǎn)距離支援干擾機(jī)與攻擊編隊(duì)、敵制導(dǎo)雷達(dá)構(gòu)成嚴(yán)格的水平和垂直“三點(diǎn)一線”態(tài)勢時，可實(shí)現(xiàn)對敵空戰(zhàn)飛機(jī)的壓制干擾，達(dá)成掩護(hù)我方攻擊編隊(duì)空戰(zhàn)的目的。

3 遠(yuǎn)距離支援干擾機(jī)站位設(shè)計(jì)研究

在對遠(yuǎn)距離支援干擾機(jī)進(jìn)行任務(wù)設(shè)計(jì)時，應(yīng)根據(jù)我航空兵進(jìn)攻作戰(zhàn)的特點(diǎn)、規(guī)模以及敵電磁威脅情況，合理運(yùn)用遠(yuǎn)距離支援干擾飛機(jī)，盡可能在時域、頻域和空域上進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，以最大限度地發(fā)揮遠(yuǎn)距離支援干擾的效能。在時域選擇方面，要確保我遠(yuǎn)距離支援干擾機(jī)有效工作時間滿足掩護(hù)航空兵進(jìn)攻作戰(zhàn)時間需求；在頻域選擇方面，應(yīng)根據(jù)電子干擾對象和威脅等級，合理選擇干擾頻段和干擾樣式，確保干擾機(jī)干擾頻段始終覆蓋威脅雷達(dá)工作頻段，以確保有效干擾的達(dá)成。對單部雷達(dá)的干擾設(shè)計(jì)相對比較簡單，而對多部雷達(dá)時，因其布設(shè)站位、工作頻段和工作方式等各不相同，要實(shí)現(xiàn)干擾機(jī)對多目標(biāo)的同時干擾，就需要從干擾信號對單目標(biāo)的頻率瞄準(zhǔn)狀況、方位瞄準(zhǔn)狀況、干擾功率強(qiáng)度、干擾信號樣式、干擾信號時間關(guān)系等因素重點(diǎn)考慮干擾資源的分配問題，必要時需要增加干擾機(jī)數(shù)量以提高干擾能力[3]。本文主要從最基本的單部干擾機(jī)干擾單部雷達(dá)情況進(jìn)行研究，由于頻域和時域設(shè)計(jì)相對于空域來說較為簡單，因此重點(diǎn)對空域即站位設(shè)計(jì)展開研究，單部對多部和多部對多部的站位設(shè)計(jì)方法將在此基礎(chǔ)上，于日后進(jìn)行深化研究。

主要以高度、距離以及角度3個空間要素為基本點(diǎn)，討論干擾機(jī)在不同高度、距離以及角度上時，對敵雷達(dá)最大探測距離的影響，以確定干擾機(jī)的最優(yōu)配置。

3.1 距離

假設(shè)采用噪聲干擾信號干擾敵方的地對空遠(yuǎn)程搜索雷達(dá)，雷達(dá)接收機(jī)處的干擾功率密度為：

(1)

如果假定干擾機(jī)功率密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于接收機(jī)噪聲功率密度，則：

(2)

將式(1)代入式(2)得：

根據(jù)對干擾機(jī)和雷達(dá)之間的不同距離下雷達(dá)有效壓制區(qū)域進(jìn)行仿真的結(jié)果可以得出，干擾機(jī)與雷達(dá)之間的距離越小，雷達(dá)的有效探測區(qū)域越小，對雷達(dá)的壓制效果也越明顯，干擾扇面也越大。但是干擾作戰(zhàn)時并不是一味地縮短干擾機(jī)與雷達(dá)的干擾距離就行，因?yàn)橐紤]到雷達(dá)的燒穿距離，搭載干擾機(jī)的平臺進(jìn)入雷達(dá)燒穿距離時自身安全將會受到威脅。因此，在實(shí)際的支援式干擾作戰(zhàn)中，干擾機(jī)應(yīng)該在能夠有效壓制敵方雷達(dá)、掩護(hù)我方突防飛機(jī)或艦艇的前提下，盡量保持我方與敵方兵力處于安全的距離，以保證我方作戰(zhàn)飛機(jī)的安全。

3.2 高度

通常情況下電子干擾飛機(jī)干擾波束在垂直和水平方向上只能覆蓋一定的角度范圍，因此要對敵方雷達(dá)干擾有效，干擾飛機(jī)的高度選擇需滿足一定的條件。如圖2所示，假設(shè)機(jī)載干擾設(shè)備垂直波束覆蓋范圍為θ1～θ2(θ1<θ2)，干擾飛機(jī)的飛行高度為H，雷達(dá)的高度為h，干擾機(jī)在地面投影與被干擾雷達(dá)的水平距離為D0。

圖2 干擾波束垂直方向搭地示意圖

要使干擾有效，需被干擾雷達(dá)能處在干擾機(jī)的垂直干擾波束范圍內(nèi)，即滿足以下前提條件：

雷達(dá)應(yīng)位于干擾波束的搭地范圍內(nèi)：

H·ctgθ2

(4)

另外干擾飛機(jī)還應(yīng)滿足視距要求：

(5)

綜合式(4)和式(5)，可得D0的范圍為：

H·ctgθ2

(6)

因此，為使支援式干擾有效，干擾機(jī)應(yīng)選擇合適的飛行高度，以使干擾機(jī)在具備干擾雷達(dá)的技術(shù)能力的同時，還具備在干擾視距以內(nèi)的戰(zhàn)術(shù)可行性。

3.3 角度

由于各機(jī)載電子干擾設(shè)備裝載機(jī)身的位置不同，再加上干擾波束覆蓋范圍受到裝備自身技術(shù)性能的限制，一般不能水平覆蓋機(jī)身360°范圍，因此會對電子干擾飛機(jī)實(shí)施干擾時的飛行航線選擇產(chǎn)生重要影響，通常有以下2種情況：(1)當(dāng)干擾波束覆蓋機(jī)身左右兩側(cè)時，干擾飛機(jī)的航線一般設(shè)計(jì)為在目標(biāo)方向呈橫向跑道型；(2)當(dāng)干擾波束覆蓋機(jī)頭和機(jī)尾時，干擾飛機(jī)的航線一般設(shè)計(jì)為在目標(biāo)方向呈縱向跑道型。此外,還需考慮水平干擾波束對干擾 機(jī)干擾效果的影響，因?yàn)橹г礁蓴_機(jī)的干擾波束基本是從雷達(dá)旁瓣進(jìn)入，這樣干擾波束與雷達(dá)的旁瓣波束就形成了夾角θ，雷達(dá)天線在干擾機(jī)方向上的增益GSL隨著θ的變化而變化，它的經(jīng)驗(yàn)公式為：

(7)

式中：θ0.5為雷達(dá)天線波瓣寬度；θ為雷達(dá)與目標(biāo)連線和雷達(dá)與干擾機(jī)連線之間的夾角；K為常數(shù)。

將式(7)代入式(3)中，可得雷達(dá)最大探測距離與θ角之間的關(guān)系：

(8)

通過計(jì)算和仿真結(jié)果可知，θ角越小干擾效果越好，因此干擾吊艙與被干擾雷達(dá)的夾角，應(yīng)在滿足戰(zhàn)術(shù)要求和自身安全的條件下盡量小，但不能小于雷達(dá)天線波瓣寬度的一半，否則不屬于支援干擾。

4 結(jié)束語

本文對電子對抗偵察干擾兵力作為航空兵遂行作戰(zhàn)任務(wù)時的干擾陣位設(shè)計(jì)問題進(jìn)行了研究，重點(diǎn)從干擾機(jī)自身技術(shù)性能和位置選擇等方面對干擾效果的影響進(jìn)行分析，提出了在執(zhí)行遠(yuǎn)距離支援干擾時應(yīng)該考慮的問題，為部隊(duì)在使用電子戰(zhàn)裝備時，制定具體的戰(zhàn)術(shù)方案提供參考。但在實(shí)際作戰(zhàn)時，遠(yuǎn)距離支援干擾機(jī)的兵力編成還與被掩護(hù)兵力和范圍、敵防空系統(tǒng)中電子設(shè)備類型和數(shù)量、偵察干擾機(jī)類型和數(shù)量等多種因素有關(guān)，如何綜合考慮以上因素進(jìn)行空中進(jìn)攻作戰(zhàn)兵力航路規(guī)劃,需要在以后進(jìn)一步深入研究。

[1] 趙國慶.雷達(dá)對抗原理[M].西安：西安科技大學(xué)出版社，1999.

[2] Skolnik Merrill I.雷達(dá)手冊[M].王軍，林強(qiáng)譯.北京:電子工業(yè)出版社，1991.

[3] 孟慶凡，于夫.干擾吊艙支援干擾艦艇對空警戒雷達(dá)時配置問題研究[J].艦船電子對抗，2011，34(6):46-48.

Research into The Configuration Design Method of Distant Support Jamming Aircraft

HUANG Ying

(Unit 91404 of PLA,Qinhuangdao 066000,China)

Because the technique and performance of each distant jamming aircraft is different,the jamming effect of different jamming array place on the foe anti-aircraft system is different.Based on the radar detection range model under the support jamming，this paper respectively studies the influence of jamming aircraft location selection on the maximum detection range of radar from 3 aspects(range，azimuth,height)，sums up the principle of jamming aircraft location design and campaign application,which can provide a basis for track planning when jamming aircraft cloaks campaign formation to carry out mission.

jamming aircraft;distant support jamming;maximal detection distance of radar

2014-11-20

TN972

A

CN32-1413(2015)02-0004-03

10.16426/j.cnki.jcdzdk.2015.02.002