電子對(duì)抗對(duì)空偵察雷達(dá)陣地配置優(yōu)化研究

郭　強(qiáng)，高建軍，張弓胤

（防空兵學(xué)院，鄭州　450052）

電子對(duì)抗對(duì)空偵察雷達(dá)陣地配置優(yōu)化研究

郭強(qiáng)，高建軍，張弓胤

（防空兵學(xué)院，鄭州450052）

針對(duì)電子對(duì)抗對(duì)空偵察雷達(dá)陣地優(yōu)化配置問題，通過分析雷達(dá)站的偵察范圍與定位條件，提出雙機(jī)定位和三機(jī)定位的最優(yōu)配置模式，分別建立雙機(jī)定位和三機(jī)定位的最優(yōu)站距、定位縱深、配置間隔、陣地高度等相關(guān)參數(shù)的計(jì)算模型。通過對(duì)電子對(duì)抗對(duì)空偵察雷達(dá)陣地優(yōu)化配置問題進(jìn)行實(shí)例計(jì)算，表明模型實(shí)用、有效。

電子對(duì)抗，雷達(dá)，定位，配置，優(yōu)化

0　引言

雷達(dá)偵察是利用雷達(dá)偵察設(shè)備搜索、截獲敵方雷達(dá)輻射的電磁信號(hào)，經(jīng)過分析識(shí)別，從中獲取戰(zhàn)術(shù)技術(shù)參數(shù)及位置數(shù)據(jù)等情報(bào)的活動(dòng)。雷達(dá)偵察是獲取偵察情報(bào)的重要手段，也是遂行電子對(duì)抗的基礎(chǔ)。它的主要功能是：①偵察敵雷達(dá)信號(hào)載頻、信號(hào)波形、脈沖寬度、脈沖重復(fù)頻率、信號(hào)強(qiáng)度及雷達(dá)天線極化方式、波束寬度、掃描方式和速率等雷達(dá)特征參數(shù)；②測(cè)定雷達(dá)信號(hào)到達(dá)方向或?qū)走_(dá)定位；③對(duì)所獲的雷達(dá)特征參數(shù)和位置參數(shù)進(jìn)行分析處理，查明敵方雷達(dá)的類型、用途、配置情況，從而進(jìn)一步推斷敵方的部署、武器系統(tǒng)配系、威脅程度和行動(dòng)企圖等。

電子對(duì)抗對(duì)空偵察雷達(dá)陣地的科學(xué)部署是有效獲取偵察區(qū)域內(nèi)雷達(dá)電子技術(shù)設(shè)備及其載體情報(bào)的重要條件。對(duì)空偵察雷達(dá)陣地的部署必須將己方的各種雷達(dá)陣地及雷達(dá)干擾站統(tǒng)一布局，才能合理地使用兵力和裝備，構(gòu)成嚴(yán)密的電子偵察網(wǎng)，發(fā)揮偵察裝備的整體最佳效能。

1　雷達(dá)偵察站的偵察范圍與定位

電子對(duì)抗對(duì)空偵察雷達(dá)站在各個(gè)方向上對(duì)目標(biāo)的最大偵察距離軌跡所圍成的區(qū)域，叫作雷達(dá)偵察站的偵察范圍。實(shí)際中由于受地球曲率和氣象條件的限制，在對(duì)流層正常折射的情況下，微波以上頻段電波近似直線傳播，雷達(dá)對(duì)偵察目標(biāo)的最大偵察距離r通常按式（1）計(jì)算，如圖1所示。

式中：H為偵察站天線中心與地平面相對(duì)高度；h為被偵察目標(biāo)的雷達(dá)天線中心與地平面的相對(duì)高度。

圖1　地球曲率對(duì)雷達(dá)偵察距離的影響

對(duì)空雷達(dá)偵察站的配置是雷達(dá)對(duì)抗部（分）隊(duì)部署的基礎(chǔ)。由于單個(gè)雷達(dá)偵察站的探測(cè)定位能力受到其工作帶寬、瞬時(shí)帶寬、工作視野、瞬時(shí)視野、可處理的信號(hào)類型、可適應(yīng)的信號(hào)流密度、工作靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍等多種因素的影響，具有較大的不確定性。因此，單個(gè)雷達(dá)偵察站的探測(cè)定位能力十分有限。雷達(dá)偵察站的偵察范圍，必須能覆蓋需要偵察的地域。需要偵察的區(qū)域被一個(gè)站的偵察范圍所覆蓋時(shí)，稱為單層覆蓋區(qū)域；被兩個(gè)或數(shù)個(gè)站的偵察范圍所覆蓋時(shí)，稱為雙層或多層覆蓋區(qū)域。一般地，在單層覆蓋區(qū)域內(nèi)，只能偵察雷達(dá)技術(shù)參數(shù)；在雙層或多層覆蓋的區(qū)域內(nèi)，可以進(jìn)行交會(huì)定位。為充分發(fā)揮雷達(dá)偵察站的性能，必須能同時(shí)保證參數(shù)偵察和交會(huì)定位，力求構(gòu)成雙機(jī)或三機(jī)最優(yōu)的有效偵察定位區(qū)域。

2　雙機(jī)定位時(shí)雷達(dá)偵察站的配置

2.1雙機(jī)定位的配置模式

為保證雙機(jī)定位的準(zhǔn)確性，定位線的交角不應(yīng)超過30°～150°的范圍，符合這一條件的地方，稱為雙機(jī)可定位區(qū)域或雙機(jī)有效定位區(qū)域。

可定位區(qū)域面積的大小Am，取決于兩偵察站A、B之間的距離lAB以及兩雷達(dá)站的偵察距離rA、rB，如圖2所示。

圖2　雷達(dá)偵察站雙機(jī)定位有效定位區(qū)域

2.2雙機(jī)定位最優(yōu)配置的參數(shù)計(jì)算

2.2.1雙機(jī)定位雷達(dá)偵察站的最優(yōu)站距

假定兩雷達(dá)站的偵察距離相同，即rA=rB=r，設(shè)lAB=xr，可解得可定位區(qū)域面積

當(dāng)lAB=0.625 r時(shí)，可定位區(qū)域面積取最大值：

此時(shí)lAB=0.625 r稱為最優(yōu)站距。不能定位的弧形區(qū)域高度：

若兩雷達(dá)站偵察距離不同，假定rA＞rB，記：

在實(shí)用范圍內(nèi)（1＜K＜1.75），最優(yōu)站距可按以下逼近公式計(jì)算：

2.2.2雙機(jī)定位雷達(dá)偵察站的定位縱深

雙機(jī)定位雷達(dá)偵察站的有效定位區(qū)域的邊界線上各點(diǎn)與偵察基線（兩個(gè)站點(diǎn)的聯(lián)線）的垂直距離叫作有效定位縱深，記為Y。它受限于低站的偵察距離rB，。提高有效定位縱深的關(guān)鍵在于提高低站的偵察距離rB，進(jìn)而須提高低站的高度HB，如圖3所示。

圖3　雷達(dá)偵察站雙機(jī)定位有效定位縱深

當(dāng)Y=rB時(shí)，

聯(lián)立式（5）～式（7），可解得K=1.242。

偵察站的實(shí)用定位縱深N=Y-Δ l?？捎?jì)算，當(dāng)K=1時(shí)，Δ l=0.084 r，0.37 r≤Y≤0.95 r，平均有效縱深Y=0.66r，實(shí)用定位縱深N滿足：0.286 r≤N≤0.866 r，平均實(shí)用縱深N=0.576 r；當(dāng)與友鄰站協(xié)同定位時(shí)，Y=0.865 r，N=0.781 r。

3　三機(jī)定位時(shí)雷達(dá)偵察站的配置

3.1三機(jī)定位的配置模式

三機(jī)定位，適用于在戰(zhàn)術(shù)地幅內(nèi)實(shí)施直接偵察，或在寬大正面上對(duì)重點(diǎn)方向（地域）加強(qiáng)偵察。其定位精度高于雙機(jī)定位。實(shí)施三機(jī)定位時(shí)，只能在3個(gè)兩機(jī)可定位區(qū)域的三層覆蓋區(qū)域內(nèi)實(shí)施。這一區(qū)域稱為三機(jī)可定位區(qū)域。可證明：以A、B為正面配置寬度的A、B、C 3個(gè)偵察站，當(dāng)三機(jī)可定位區(qū)域的中心恰好是以AB為邊的等邊三角形的中心時(shí)，可以在AB線外側(cè)（面敵方向）獲得最大的三機(jī)可定位區(qū)域的面積和縱深。這一模式為三機(jī)定位時(shí)偵察站（或測(cè)向站）配置的最優(yōu)模式，如圖4所示。

圖4　雷達(dá)偵察站三機(jī)定位有效定位區(qū)域

3.2三機(jī)定位最優(yōu)配置的參數(shù)計(jì)算

在戰(zhàn)術(shù)地幅內(nèi)實(shí)施雷達(dá)偵察時(shí)，可依據(jù)對(duì)空偵察任務(wù)要求的定位縱深N，正面寬度P來確定三機(jī)定位的相關(guān)參數(shù)，如圖5所示。

設(shè)兩前沿偵察站A、B距離偵察站C的站距為lAC、lBC，按照最優(yōu)模式配置時(shí)，

可定位區(qū)域的最大面積

三機(jī)可定位區(qū)域的實(shí)用最大縱深

圖5　三機(jī)定位的定位區(qū)域與任務(wù)地幅示意圖

C站到可定位區(qū)域邊線的距離

在戰(zhàn)術(shù)地幅內(nèi)實(shí)施偵察時(shí)，A、B兩站的站距l(xiāng)AB與作戰(zhàn)任務(wù)要求的偵察定位縱深N、正面寬度P之間的關(guān)系為：

將Δl=0.134lAB代入式（12），解得：又。

式中：HL為雷達(dá)天線應(yīng)配置的最低高度。

解得：

4　實(shí)例

按照外軍進(jìn)攻戰(zhàn)斗時(shí)，集團(tuán)軍正面寬度15 km～30 km，縱深15 km～40 km，取最大戰(zhàn)術(shù)偵察地幅為：定位縱深N=40 km，正面寬度P=30 km。

由式（13），可計(jì)算，我對(duì)空偵察雷達(dá)陣地兩個(gè)前沿站A、B的站距

如要求對(duì)100 m高度的超低空空襲目標(biāo)實(shí)施定位，則由式（14），對(duì)空偵察雷達(dá)站陣地最低高度應(yīng)為

對(duì)空偵察兩個(gè)前沿雷達(dá)陣地與戰(zhàn)線的距離

5　結(jié)論

本文在分析雷達(dá)陣地的偵察范圍與定位條件基礎(chǔ)上，利用幾何方法提出雙機(jī)定位和三機(jī)定位的最優(yōu)配置模式，分別建立雙機(jī)定位和三機(jī)定位的最優(yōu)站距、定位縱深、配置間隔、陣地高度等相關(guān)參數(shù)的計(jì)算模型，為科學(xué)配置對(duì)空偵察雷達(dá)陣地提供了定量決策依據(jù)。實(shí)際中，對(duì)空偵察雷達(dá)陣地的配置還應(yīng)考慮站點(diǎn)的陣地條件、雷達(dá)的適用性、陣地四周地物遮蔽條件等因素。綜合考慮多種限制條件的對(duì)空偵察雷達(dá)陣地優(yōu)化配置問題有待深入研究。

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Research on Configuration Optimization of Electronic Countermeasure Air Reconnaissance Radar Position

GUO Qiang，GAO Jian-jun，ZHANG Gong-yin
（Air Defense Forces Academy，Zhengzhou 450052，China）

Aimed at the optimization configuration problem of electronic countermeasure air reconnaissance radar position，the paper analyzes the reconnaissance scope and positioning condition at the radar station，proposes the optimal configuration modes of dual-unit positioning and ternary-unit positioning，and respectively sets up the calculation models related to the optimal station spacing，positioning depth，configuration interval，position height and other relevant parameters of dual-unit positioningandternary-unitpositioning.Therealexample'scalculationoftheoptimization configuration problem of electronic countermeasure air reconnaissance radar position indicates that the model is practical and effective.

electronic countermeasure，radar，positioning，configuration，optimization

TN958.97

A

1002-0640（2016）07-0089-03

2015-06-14

2015-07-10

郭強(qiáng)（1981-），男，河南唐河人，碩士研究生，講師。研究方向：防空武器系統(tǒng)優(yōu)化論證。