舷外有源雷達(dá)誘餌作戰(zhàn)使用研究

【裝備理論與裝備技術(shù)】

舷外有源雷達(dá)誘餌作戰(zhàn)使用研究

張樹森，王騰飛，杜曉寧

(海軍航空工程學(xué)院 電子信息工程系，山東 煙臺(tái)264001)

摘要：介紹了舷外有源雷達(dá)誘餌的工作原理，推導(dǎo)了舷外有源誘餌形成有效干擾所需要滿足的功率要求，深入分析了舷外有源雷達(dá)誘餌的工作過(guò)程，并對(duì)舷外有源誘餌參數(shù)加載、決策發(fā)射、布防對(duì)抗3個(gè)階段進(jìn)行了詳細(xì)地介紹，總結(jié)了舷外有源雷達(dá)誘餌對(duì)比艦載有源干擾和舷外無(wú)源干擾的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，對(duì)舷外有源雷達(dá)誘餌的未來(lái)發(fā)展進(jìn)行了預(yù)測(cè),對(duì)舷外有源誘餌的發(fā)展有一定參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：工作原理；工作過(guò)程；特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)；發(fā)展趨勢(shì)

收稿日期：2014-10-11

基金項(xiàng)目：軍隊(duì)科研專項(xiàng)資助項(xiàng)目(415C173)資助

作者簡(jiǎn)介：張樹森，男，教授，主要從事導(dǎo)彈對(duì)抗與反對(duì)抗研究。

doi:10.11809/scbgxb2015.01.001

中圖分類號(hào)：TJ761

文章編號(hào)：1006-0707(2015)01-0001-03

本文引用格式：張樹森，王騰飛，杜曉寧.舷外有源雷達(dá)誘餌作戰(zhàn)使用研究[J].四川兵工學(xué)報(bào)，2015(1):1-3.

Citation format:ZHANG Shu-sen, WANG Teng-fei, DU Xiao-ning.Research on Application of Shipboard Off-Board Active Radar Decoy Technology[J].Journal of Sichuan Ordnance,2015(1):1-3.

Research on Application of Shipboard Off-Board

Active Radar Decoy Technology

ZHANG Shu-sen, WANG Teng-fei, DU Xiao-ning

(Navy Aeronautics and Astronautics University, Yantai 264001, China)

Abstract:The principle of shipboard off-board active radar decoy was stressed, and the power requirement of shipboard off-board active radar decoy to jamming efficiently was deduced. The work course and the three stages which including the parameter binding, the decision launching and the confronting of shipboard off-board active radar decoy were introduced in detail. The superiority of shipboard off-board active radar decoy to inside-board active jamming and off-board passive jamming was summed up, and the development trend of shipboard off-board active radar decoy was calculated. All the above analyzing is significant to the development of shipboard off-board active radar decoy.

Key words: operation principles; course of work; superiority; development trend

舷外有源雷達(dá)誘餌在對(duì)抗反艦導(dǎo)彈的作戰(zhàn)中優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯，在現(xiàn)代海戰(zhàn)中擁有不可取代的地位，已受到各國(guó)海軍的高度重視。研制新一代舷外有源誘餌系統(tǒng)已成為世界各國(guó)海軍爭(zhēng)相投資的重點(diǎn)[1]。

1舷外有源誘餌工作原理

舷外有源雷達(dá)誘餌的干擾機(jī)理是質(zhì)心效應(yīng)，與箔條質(zhì)心干擾的作用原理基本相同。當(dāng)反艦導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)鎖定目標(biāo)艦船后，末制導(dǎo)雷達(dá)進(jìn)入跟蹤階段，天線波束中心對(duì)準(zhǔn)艦船反射回波能量中心，艦船ESM系統(tǒng)偵察到反艦導(dǎo)彈來(lái)襲，選擇合適時(shí)機(jī)，發(fā)射舷外誘餌彈至預(yù)置地點(diǎn)后，舷外有源誘餌雷達(dá)開機(jī)，放大和轉(zhuǎn)發(fā)加載的末制導(dǎo)雷達(dá)探測(cè)信號(hào)，與真實(shí)艦船反射回波處于同一個(gè)分辨單元內(nèi)，末制導(dǎo)雷達(dá)將跟蹤艦船與假目標(biāo)的等效能量中心(質(zhì)心)，隨著末制導(dǎo)雷達(dá)逼近目標(biāo)和誘餌，如果誘餌的回波功率強(qiáng)于艦船反射回波能量，反艦導(dǎo)彈將逐漸偏離目標(biāo)逼向誘餌，從而達(dá)到保護(hù)真實(shí)艦艇目標(biāo)的目的[2]。

由質(zhì)心干擾原理可知

要保證質(zhì)心干擾有效，干擾信號(hào)回波功率與目標(biāo)艦船回波信號(hào)功率滿足[3]：

其中：Pj為舷外有源誘餌的發(fā)射功率；Gj為舷外有源誘餌發(fā)射天線增益；Pt為末制導(dǎo)雷達(dá)的脈沖功率；Gt為末制導(dǎo)雷達(dá)發(fā)射(或接收)天線增益(假設(shè)發(fā)射和接收共用同一天線)；σs為目標(biāo)艦船的雷達(dá)散射截面積；Rt為反艦導(dǎo)彈與目標(biāo)艦船的距離； Gt(θ)為偏離雷達(dá)天線主瓣方向θ角的雷達(dá)天線接收增益；Rj為反艦導(dǎo)彈與舷外有源誘餌距離；rj為干擾信號(hào)與雷達(dá)信號(hào)的極化失配損失系數(shù)(圖1)。

舷外有源誘餌能夠形成有效干擾的前提是艦載偵察系統(tǒng)(或者誘餌)必須能夠截獲反艦導(dǎo)彈探測(cè)信號(hào)，并準(zhǔn)確測(cè)量出末制導(dǎo)雷達(dá)脈沖信號(hào)的各項(xiàng)參數(shù)(圖2)。

圖1　舷外有源雷達(dá)誘餌工作示意圖

圖2　舷外有源雷達(dá)誘餌質(zhì)心干擾示意圖

2舷外有源雷達(dá)誘餌工作過(guò)程

舷外有源誘餌是艦載綜合防御系統(tǒng)的一部分，在艦載綜合指揮系統(tǒng)的同一指揮控制下，協(xié)調(diào)艦載雷達(dá)，導(dǎo)航、氣象探測(cè)等系統(tǒng)，完成抵御反艦導(dǎo)彈的作戰(zhàn)任務(wù)。其工作流程主要包括參數(shù)加載、誘決策發(fā)射、誘餌布防3個(gè)階段[4]。

其工作信息流程如圖3。

圖3　工作流程

3.1參數(shù)加載階段

舷外有源雷達(dá)誘餌帶寬覆蓋范圍大、工作模式多樣，為了能夠有效地發(fā)揮干擾作用，首先需要對(duì)來(lái)襲導(dǎo)彈的工作頻段進(jìn)行準(zhǔn)確鎖定，選取最佳的工作模式，加載作戰(zhàn)參數(shù)。舷外有源雷達(dá)誘餌設(shè)有數(shù)據(jù)加載端口，需要加載的參數(shù)包括來(lái)襲反艦導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)工作頻率f0、脈沖寬度τ、重復(fù)周期Tr、雷達(dá)誘餌工作模式等，一般在出廠前會(huì)對(duì)部分參數(shù)進(jìn)行加載，在發(fā)射前根據(jù)ESM截獲的來(lái)襲導(dǎo)彈信息，通過(guò)與誘餌發(fā)射控制臺(tái)相連的數(shù)據(jù)加載端口在線加載或者變更參數(shù)。參數(shù)加載后舷外有源雷達(dá)誘餌即完成了發(fā)射前準(zhǔn)備工作，裝上發(fā)射架后的誘餌彈由發(fā)射控制臺(tái)統(tǒng)一管理，將誘餌工作參數(shù)及準(zhǔn)備情況上報(bào)艦載ESM系統(tǒng)，并結(jié)合到艦載ESM系統(tǒng)中進(jìn)行統(tǒng)一資源調(diào)配。

3.2決策發(fā)射階段

舷外有源雷達(dá)誘餌干擾控制系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)誘餌資源的管理和發(fā)射控制以及信息的綜合解算。舷外有源雷達(dá)誘餌干擾控制系統(tǒng)下達(dá)誘餌發(fā)射命令后，發(fā)射控制臺(tái)根據(jù)艦載ESM系統(tǒng)提供的來(lái)襲反艦導(dǎo)彈的方位、距離以及艦船航向、航速以及所在海域風(fēng)速、風(fēng)向等一系列信息進(jìn)行綜合解算，確定誘餌布防的最佳位置以及艦艇必要的規(guī)避決策，控制系統(tǒng)調(diào)整發(fā)射架至誘餌發(fā)射的最佳方位俯仰角度完成誘餌的發(fā)射。

3.3布防對(duì)抗階段

誘餌飛行到布防位置后，雷達(dá)開機(jī)搜索加載的末制導(dǎo)脈沖信號(hào)，截獲信號(hào)后，誘餌雷達(dá)對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)彈來(lái)襲方向發(fā)射干擾信號(hào)，與艦船回波處于同一末制導(dǎo)雷達(dá)分辨單元內(nèi)，反艦導(dǎo)彈將跟蹤艦艇和誘餌干擾信號(hào)的能量中心(質(zhì)心)，隨著反艦導(dǎo)彈逼近艦艇和誘餌，導(dǎo)彈將逐漸偏離艦船目標(biāo)而趨向誘餌，從而達(dá)到保護(hù)艦船的目的[5]。

3舷外有源誘餌的主要特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

艦載舷外雷達(dá)有源誘餌，能夠產(chǎn)生較大的雷達(dá)反射面積，可以方便靈活的進(jìn)行多種調(diào)制，較好的模擬艦船反射特性，產(chǎn)生逼真的假目標(biāo)，是目前對(duì)抗反艦導(dǎo)彈最為有效的手段。

1) 舷外有源誘餌雷達(dá)屬于寬開系統(tǒng)，具有工作帶寬覆蓋大，參數(shù)調(diào)節(jié)范圍廣的特點(diǎn)，可以模擬多種目標(biāo)的探測(cè)脈沖，干擾使用范圍廣，能夠同時(shí)對(duì)抗多枚來(lái)襲反艦導(dǎo)彈，舷外有源誘餌進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)式干擾，干擾信號(hào)具有相參性，能夠有效對(duì)抗捷變頻、相參等新型末制導(dǎo)雷達(dá)。

2) 與無(wú)源箔條干擾相比：雖然有源誘餌制作成本昂貴，但是隨著反艦導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)分辨單元越來(lái)越小，要實(shí)現(xiàn)在較小的分辨單元利用箔條產(chǎn)生足夠大的雷達(dá)有效反射面積，技術(shù)難度非常大，同時(shí)箔條散開空間面積大，容易對(duì)母艦或者友艦形成不必要的干擾，而有源雷達(dá)誘餌能夠在很小的空間內(nèi)產(chǎn)生足夠大的有效雷達(dá)反射面積，對(duì)具有箔條識(shí)別能力的反艦導(dǎo)彈干擾效果明顯[6]。

3) 與傳統(tǒng)艦載有源干擾相比：艦載有源對(duì)抗系統(tǒng)雖然能夠?qū)δ┲茖?dǎo)雷達(dá)進(jìn)行大功率的壓制性干擾和多樣性的欺騙干擾，但是單脈沖體制反艦導(dǎo)彈具有自動(dòng)跟蹤干擾源的能力，能夠有效對(duì)抗單點(diǎn)源角度干擾，舷外有源誘餌將干擾源布防在舷外，形成真正的兩點(diǎn)源干擾，保留了有源干擾的優(yōu)勢(shì)同時(shí)具備舷外無(wú)源干擾的優(yōu)點(diǎn)，大大消弱了反艦導(dǎo)彈的打擊效果，為艦船提供了最為有效的防御。

4舷外雷達(dá)有源誘餌發(fā)展趨勢(shì)

1) 寬頻帶、大功率、高智能化、小型化舷外有源誘餌設(shè)計(jì)目的是掩護(hù)大雷達(dá)散射面積的艦船不受敵方反艦導(dǎo)彈的攻擊，所以寬頻帶和大功率是誘餌平臺(tái)所必須具有的，大功率能夠保證干擾效果的可靠性，寬頻帶能夠保證干擾的多樣性。光纖技術(shù)可以使得誘餌有高帶寬的同時(shí)，減小誘餌體積，光纖誘餌是未來(lái)反艦導(dǎo)彈的巨大威脅。

2) 復(fù)合型舷外干擾、軟硬殺傷兼?zhèn)?。目前，?被動(dòng)制導(dǎo)、雷達(dá)/紅外制導(dǎo)等多模復(fù)合體制反艦導(dǎo)彈快速發(fā)展使得使用單一體制的有源誘餌或無(wú)源誘餌在對(duì)抗方面效果不佳，因此復(fù)合型誘餌彈必然將是未來(lái)舷外誘餌的發(fā)展方向，未來(lái)的舷外有源誘餌將兼?zhèn)滠浻矚δ?，即變被?dòng)防御為主動(dòng)進(jìn)攻，如美軍的MALD。

3) 舷外有源雷達(dá)誘餌一體化。目前，舷外誘餌正從軟武器作戰(zhàn)功能一體化以及軟武器與硬武器間作戰(zhàn)功能的一體化，走向軟、硬武器間結(jié)構(gòu)和作戰(zhàn)功能的更高一級(jí)的綜合一體化，這是舷外有源誘餌系統(tǒng)發(fā)展的又一新趨勢(shì)。

5結(jié)束語(yǔ)

本文深入分析了舷外有源雷達(dá)誘餌的工作原理，給出了舷外有源雷達(dá)誘餌的工作過(guò)程，總結(jié)了舷外有源雷達(dá)誘餌的特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，并且預(yù)測(cè)了其發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)舷外有源雷達(dá)誘餌的發(fā)展具有一定的參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]張劍鋒,楊靜,李曉軍.艦載舷外有源雷達(dá)誘餌技術(shù)研究[J].航天電子對(duì)抗,2013，36(9):7-12.

[2]許政,王強(qiáng).舷外有源誘餌干擾作戰(zhàn)使用研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2010(21):61-63.

[3]張冬興,繆旭東,陳明榮,等.艦艇箔條質(zhì)心干擾反導(dǎo)決策建模與仿真[J].艦船電子對(duì)抗,2010,33(1):24-28.

[4]石長(zhǎng)安,李為民.舷外誘餌及其作戰(zhàn)使用方式分析[J].飛航導(dǎo)彈,2004(11):59-61.

[5]任智敏,王燁,李云峰.艦載舷外雷達(dá)誘餌布放可行性方案[J].四川兵工學(xué)報(bào),2008(29):28-30.

[6]陳靜.雷達(dá)箔條干擾原理[M]．北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2007:159-163.

(責(zé)任編輯周江川)