一種遠距離復(fù)合干擾效能及戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用研究*

王晴昊，姚登凱，趙顧顥

（1.解放軍95577 部隊，云南 陸良 655699；2.空軍工程大學(xué)空管領(lǐng)航學(xué)院，西安 710051）

0 引言

在現(xiàn)代化、信息化的戰(zhàn)場環(huán)境中，電子干擾與抗干擾愈演愈烈，敵我雙方在電子干擾領(lǐng)域都進行著積極的探索，力爭在電子干擾領(lǐng)域占據(jù)優(yōu)勢。電子干擾能力日益成為不可或缺的重要作戰(zhàn)能力，其能力的高低在某種情形下已成為能否奪取制空權(quán)的關(guān)鍵，因此，采用合適的干擾策略和靈活、正確的戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)法成為作戰(zhàn)雙方日益關(guān)注的核心問題之一。同時，雷達抗干擾技術(shù)的不斷發(fā)展，使得采用單一干擾方式進行干擾的效能不斷降低，各方均意識到，必須應(yīng)用復(fù)合干擾方式來提升己方的電子干擾能力。所謂的復(fù)合干擾就是使用兩種或兩種以上的干擾手段或樣式，對同一個威脅目標(biāo)同時或者依次進行干擾［1］。陳靜專門出版了關(guān)于箔條干擾的專著，就復(fù)合干擾的理論進行了有益的驗證［2］，唐政等從箔條質(zhì)心干擾功率角度考慮復(fù)合干擾，提出利用有源干擾來增加箔條云的反射面以提高機載的自衛(wèi)能力［3］。羅朝義等研究有源和無源干擾相結(jié)合繼而有針對性地對相控陣?yán)走_進行干擾［4］。何文濤等根據(jù)具體的導(dǎo)彈型號和作戰(zhàn)樣式，對復(fù)合干擾在艦船反導(dǎo)作戰(zhàn)中的使用進行了研究，并提出了相關(guān)建議［5］。李明圖等提出了使用機載有源干擾設(shè)備照射箔條云，箔條云轉(zhuǎn)發(fā)末制導(dǎo)雷達信號，增大干擾信號以引誘導(dǎo)彈攻擊假目標(biāo)［6］。王洪迅等就有源無源復(fù)合干擾的干擾機理和效能計算進行了研究［7-9］。

綜合來看，上述文獻對特定干擾任務(wù)進行了有益的研究，但是其主要關(guān)注的是復(fù)合干擾對雷達干擾功率進行分析。在實際運用中，需要基于功率準(zhǔn)則和效率準(zhǔn)則，結(jié)合實際的作戰(zhàn)樣式以及干擾資源的運用方式，綜合分析復(fù)合干擾的效能。本文在分析復(fù)合干擾的必要性和可行性基礎(chǔ)上，結(jié)合實際電子干擾支援突防作戰(zhàn)任務(wù)的實際，對復(fù)合干擾的實際的信干比、被干擾雷達的最大探測距離和作戰(zhàn)效能進行了仿真計算，提出了其他的可能運用復(fù)合干擾的戰(zhàn)術(shù)運用。

1 復(fù)合干擾必要性及可行性分析

由于雷達技術(shù)發(fā)展和武器裝備技術(shù)的升級優(yōu)化，使得雷達具有很強的“四抗”［10］能力，在突防過程中，遂行突防任務(wù)的戰(zhàn)斗機常常受到地對空導(dǎo)彈（Surface to Air Missile，SAM）的威脅，為了提升戰(zhàn)機的生存能力和完成任務(wù)的效能，通常需要采取特定干擾方式和策略對其地對空導(dǎo)彈的火控雷達進行干擾，以支援突防戰(zhàn)機。目前，比較常用的兩種干擾方式為遠距離支援干擾和箔條干擾。

遠距離支援是指遠距離支援干擾飛機在特定空域作跑道型或“八字”型飛行，主動發(fā)射強烈的干擾信號進入被干擾雷達，進而壓縮其探測距離和性能的一種干擾方式。其干擾信號強，能對被干擾雷達形成較大的干擾壓制扇面。但是由于雷達的特性，如果從其副瓣進入則干擾效果較低，為了達成理想的干擾效果，大部分情況下都需要使有源干擾信號沿雷達主瓣注入，這就要求遠距離支援干擾飛機盡可能地處于雷達發(fā)射信號的主瓣范圍以內(nèi)。受這一條件的限制，在遠距支援干擾機掩護突擊編隊的作戰(zhàn)行動中，在空間或效果上，干擾機、突擊編隊、被干擾雷達必須保持“三點一線”的關(guān)系［11］，這樣大大提高了干擾機與突擊編隊的協(xié)同難度，即使采用航跡協(xié)同的辦法也難以達到理想的位置關(guān)系［12］，而且對于突防戰(zhàn)機和遠距離支援干擾飛機的機動性能有比較苛刻的要求，并且容易暴露突擊方向。在綜合規(guī)劃作戰(zhàn)空域過程中，遠距離支援干擾飛機部署布設(shè)空域相對固定并且常需優(yōu)先滿足［13］，難以實現(xiàn)靈活使用空域，容易限制其他空域的規(guī)劃。對所需遠距離支援干擾飛機的數(shù)量有要求，且部分武器擁有干擾跟蹤能力，易對遠距離支援干擾飛機造成威脅。

箔條干擾彈作為一種無源干擾器材最早被應(yīng)用于電子干擾領(lǐng)域，由于箔條能夠長期駐留空中，被雷達波束照射時能夠反射大量的電磁信號，由于箔條云的有效散射面積比空中目標(biāo)大，因而能夠掩護空中目標(biāo)，箔條云對于早期雷達的干擾效果較好［14］。然而由于現(xiàn)代許多雷達采用多普勒的處理技術(shù)，相對穩(wěn)態(tài)的箔條云回波信號很容易被抑制，所以箔條云對現(xiàn)代雷達的干擾效果較差。

根據(jù)有源干擾和無源干擾的優(yōu)缺點，考慮兩種干擾方式相結(jié)合，提出了初步的復(fù)合干擾戰(zhàn)術(shù)運用方法，利用遠距離支援干擾飛機將干擾信號照射到箔條云上，箔條云通過散射轉(zhuǎn)發(fā)支援干擾信號，從雷達主瓣進入對雷達實施壓制干擾，形成一定的壓制扇面，進而支援遂行突防作戰(zhàn)的戰(zhàn)斗機順利完成既定任務(wù)。由于箔條是漫散射，轉(zhuǎn)發(fā)的功率會小于接收的功率，但是箔條云與遠距離支援干擾飛機之間有相對速度，因此，其轉(zhuǎn)發(fā)的干擾信號不會被抑制，同時需明確的是由于箔條散開以后速度會下降至風(fēng)速，在應(yīng)用這種干擾方式時，需要在箔條速度下降至雷達的多普勒處理技術(shù)能夠濾去之前再次拋撒箔條彈。此外，由于箔條與被干擾雷達的距離比遠距離支援干擾近，且短時間內(nèi)與突防飛機幾乎處于同一位置，形成的壓制扇面大，可掩護的有效航段長，遠距離支援干擾機空域使用靈活，且危險度極低。

2 復(fù)合干擾原理

充分利用遠距支援干擾飛機能夠發(fā)射強烈的干擾信號，與箔條云強散射特性相結(jié)合，目的是對強烈的有源干擾信號進行轉(zhuǎn)發(fā)，使其從雷達天線主瓣反射進入雷達接收機，從而大幅提高干擾效果。具體方法如下：

遠距支援干擾飛機掩護突防編隊到達敵防空火力圈之外，在目標(biāo)雷達、突擊編隊一線上鋪設(shè)箔條云團，如圖1 所示。圖中的R 為雷達的探測范圍，R1為遠距離支援干擾機與雷達之間的距離，R2遠距離支援干擾機到箔條云之間的距離，Rx為箔條云（或突防戰(zhàn)機）到目標(biāo)雷達之間的距離。在突防過程中，為打擊我突防戰(zhàn)機利用雷達進行探測定位，則有Rx＜R，同時敵地面防空武器的火控雷達為了鎖定我突擊編隊，必須使其雷達天線主瓣持續(xù)直接照射突擊編隊，那么突擊編隊尾部的箔條云團同樣也在雷達天線主瓣范圍之內(nèi)。與此同時，遠距支援干擾飛機位于火力打擊和探測范圍之外，即有R1＜R，其將強烈的干擾信號直接照射位于編隊尾部的箔條云團，由于箔條云團能有良好的散射特性，能夠接近均勻的將電磁波向各個方向散射出去，這樣干擾信號能量經(jīng)箔條反射可以從主瓣注入，能夠形成較大的壓制扇面，從而達成較好的干擾效果。

圖1 箔條云團轉(zhuǎn)發(fā)遠距干擾信號實施對防空火控雷達干擾示意圖

3 復(fù)合干擾效能仿真分析

根據(jù)上一節(jié)的原理分析，在實施復(fù)合干擾時，雷達將接收到兩種干擾信號，一種是箔條云直接反射到雷達的信號，另一種是遠距離支援干擾飛機將強烈的干擾信號照射到箔條上繼而轉(zhuǎn)發(fā)的干擾信號。由雷達方程可知，雷達接收的目標(biāo)回波功率為：

假定箔條云在短時間能夠形成穩(wěn)定的均勻形狀，則由文獻［15］可知，箔條云直接反射到雷達回波信號功率為：

由遠距離支援干擾飛機轉(zhuǎn)發(fā)的干擾信號照射到箔條云上的干擾信號功率為：

由箔條云轉(zhuǎn)發(fā)并為雷達所接收的干擾信號為：

在式（1）～式（4）中，Pt為雷達發(fā)射信號功率，Gt為雷達發(fā)射天線功率增益，σ 為雷達目標(biāo)截面積，Pj為干擾機功率，Gj為干擾機天線增益，γj為天線的極化損失，σ 為箔條云的平均雷達散射面積。

效率準(zhǔn)則的評判依據(jù)與具體任務(wù)的實施有關(guān)，在突防作戰(zhàn)中，其評判依據(jù)為有效掩護航段，由文獻［12］可知，采用遠距離有源干擾時，有效掩護航段為：

而復(fù)合干擾由于是在主瓣內(nèi)實施干擾，因此，其形成的有效掩護航段為：

其中，k 為常數(shù)與雷達天線特性有關(guān)，取值為0.04～0.1，θ0.5為雷達半功率波束寬。

為了更加形象分析復(fù)合干擾的效能，現(xiàn)對式（5）～式（7）進行仿真分析，假定Ka=5，Pt=150 kw，Gt=38.5 dB，Pj=20 kw，Gj=30 dB，/σ=10，γj=0.5，θ0.5=3°。

對式（5）進行仿真時，以箔條云與雷達的距離Rx、箔條云與干擾機的距離R2為自變量，仿真結(jié)果圖如下頁圖2 所示。

由圖2 可知，雷達的最大探測距離R 和箔條云與雷達的距離Rx、箔條云與干擾機的距離R2密切相關(guān)，當(dāng)Rx、R2都較小時，干擾效果好，雷達的最大探測距離較小，從而成功掩護戰(zhàn)機突防的概率較大。當(dāng)Rx、R2都較大時，干擾效果較差，雷達的最大探測距離大。因此，在具體實施支援干擾任務(wù)時，需要準(zhǔn)確控制Rx、R2的大小，以滿足掩護突防戰(zhàn)機的具體需求。

圖2 雷達最大探測距離R 和Rx、R2 之間的關(guān)系

對式（6）和式（7）進行仿真對比，以箔條云與雷達的距離Rx為自變量，仿真結(jié)果對比圖如圖3 所示。

圖3 復(fù)合干擾與單一有源干擾有效掩護航段對比

從圖3 中可知，復(fù)合干擾和單一有源干擾的有效掩護航段均隨著箔條云與雷達的距離Rx的增大而增大。當(dāng)Rx＜36.5 km 時，復(fù)合干擾形成的有效掩護航段大于單一有源干擾形成的有效掩護航段。當(dāng)Rx＞36.5 km 時，復(fù)合干擾形成的有效掩護航段小于單一有源干擾形成的有效掩護航段。由此可以看出，在執(zhí)行特定的對地突擊和縱深打擊等近距作戰(zhàn)任務(wù)時，突防戰(zhàn)機與雷達的距離較小，采用復(fù)合干擾的方式比單一有源干擾更加具有優(yōu)勢。

4 復(fù)合干擾的其他戰(zhàn)術(shù)運用

由第1 節(jié)和第3 節(jié)的分析可知，采用復(fù)合干擾能夠保護有源干擾機免受敵方導(dǎo)彈攻擊，空域配置靈活，能夠有效掩護戰(zhàn)機遂行突防任務(wù)，而且當(dāng)被掩護目標(biāo)與雷達相距較近時，其效能比單一有源干擾更優(yōu)，因此，可以積極拓展該復(fù)合干擾方式的其他應(yīng)用研究。

4.1 跨域協(xié)同的復(fù)合干擾戰(zhàn)術(shù)

復(fù)合干擾中對干擾源的位置沒有特別要求，只要求干擾裝備能夠?qū)娏业母蓴_信號照射到箔條反射云團，其干擾能量能被箔條云轉(zhuǎn)發(fā)并從敵雷達天線主瓣注入，與隨隊支援干擾的效果相似。因此，干擾裝備不局限于使用遠距離支援干擾飛機，采用地面及海上干擾裝備同樣可以使用該種復(fù)合干擾方式，利用陸海空遠距支援干擾設(shè)備同時照射箔條云，為任務(wù)編隊提供干擾掩護，在特定的條件下，其干擾效果能夠成倍增加。

4.2 同時干擾多個方向雷達的復(fù)合干擾戰(zhàn)術(shù)

在實施對地突擊任務(wù)時，突擊編隊可能遭受到不只一個方向的地空火力威脅。在如果采用單一的無源干擾方式，箔條云、對地突擊編隊一線只可能有一個防空武器的火控雷達，因此，無法對其他方向的防空武器威脅實施有效干擾。如果能夠在整個編隊的突擊路徑上鋪設(shè)箔條走廊，編隊在走廊內(nèi)行動，來自各個方向上的干擾源直接照射編隊，使得所有指向我突擊編隊的雷達均受到干擾，從而能在一定程度上節(jié)約干擾資源的使用。

4.3 復(fù)合干擾支援制空作戰(zhàn)方法

制空作戰(zhàn)飛機在空戰(zhàn)中釋放箔條干擾彈，由空中或者地面干擾設(shè)備照射箔條云，進而實現(xiàn)對敵對制空戰(zhàn)斗機制導(dǎo)雷達的干擾，實現(xiàn)對我制空作戰(zhàn)飛機的支援。該戰(zhàn)法符合“突破中距打近距”的指導(dǎo)思想，即我機在與敵機接近的過程中，按照協(xié)同好的時間和距離釋放箔條干擾彈，爾后進行大坡度的機動，將箔條云置于我機與敵機之間，同時遠距支援干擾設(shè)備對箔條云進行照射。我機在箔條云轉(zhuǎn)發(fā)干擾信號的掩護下接近敵機，從而形成突破中距打近距的有利態(tài)勢。

5 結(jié)論

本文對在遠距離支援中采用復(fù)合干擾方式進行了探索和研究，分析了采用復(fù)合干擾的必要性和可行性，介紹了復(fù)合干擾的原理，并對其效能進行了仿真分析，結(jié)果表明復(fù)合干擾實施具有一定的要求，并且在特定作戰(zhàn)情況下比單一有源干擾更具優(yōu)勢。最后，受復(fù)合干擾在遠距離中使用的啟發(fā)，討論了復(fù)合干擾的其他戰(zhàn)術(shù)運用方式，對戰(zhàn)術(shù)運用和創(chuàng)新具有一定的理論意義。由于箔條云的運動特性和散射特性比較復(fù)雜，要想在實際作戰(zhàn)中充分地運用復(fù)合干擾，需要進行實際的數(shù)據(jù)測量和實驗試飛。