魏永峰,王 宇

(1.解放軍91404部隊(duì),秦皇島 066001;2.解放軍91413部隊(duì),秦皇島 066001)

0 引 言

電子戰(zhàn)技術(shù)的不斷發(fā)展,極大地加強(qiáng)了現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的復(fù)雜性與隨機(jī)性。實(shí)戰(zhàn)中電磁環(huán)境是復(fù)雜多變的,可以說沒有兩次戰(zhàn)斗是在完全相同的電磁環(huán)境下進(jìn)行的,而且干擾源也不會(huì)是某種單一的干擾樣式。但從試驗(yàn)測(cè)試的角度,盡管不可能提供兩次完全相同的實(shí)際電磁干擾環(huán)境,提供其特征基本相同的電磁干擾測(cè)試樣本是可行的。

在小規(guī)模模擬電子戰(zhàn)場(chǎng)中,電子對(duì)抗的對(duì)象來自假想敵方的干擾威脅環(huán)境,戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境模擬主要針對(duì)的是電子戰(zhàn)術(shù)的模擬和電子對(duì)抗技術(shù)的應(yīng)用,以此確立綜合試驗(yàn)所需的典型干擾威脅環(huán)境。通常,電子對(duì)抗(ECM)的戰(zhàn)術(shù)布署典型方式有近距離干擾(SFJ)、遠(yuǎn)距離干擾(SOJ)、隨隊(duì)干擾(ESJ)、自衛(wèi)干擾(SSJ),本文以這4種典型戰(zhàn)術(shù)作為基礎(chǔ),綜合考慮雷達(dá)探測(cè)系統(tǒng)的實(shí)際戰(zhàn)術(shù)使用環(huán)境、針對(duì)某種特定干擾樣式建立典型的ECM試驗(yàn)干擾環(huán)境。

1 干擾環(huán)境設(shè)計(jì)的初探

在ECM試驗(yàn)環(huán)境中,可確定條件是雷達(dá)和干擾資源的戰(zhàn)技指標(biāo)、物理位置、裝載平臺(tái)及運(yùn)動(dòng)參數(shù)等;不可確定條件是地面反射效應(yīng)、雷達(dá)或干擾天線的極化效應(yīng)、雷達(dá)帶寬內(nèi)干擾功率的變化、隱身飛機(jī)目標(biāo)尺寸隨著雷達(dá)瞄準(zhǔn)視角的變化及其它計(jì)算中難近似的環(huán)境影響因素、人為因素和特殊試驗(yàn)要求等。為仿真戰(zhàn)術(shù)場(chǎng)景,假設(shè)不可確定條件導(dǎo)致的試驗(yàn)過程偏差是一個(gè)固定常量(許多變化都可避免),那么,試驗(yàn)場(chǎng)景設(shè)計(jì)重點(diǎn)就是干擾資源的分布和控制。

1.1 近距離干擾戰(zhàn)術(shù)設(shè)計(jì)

近距離干擾又可以稱為前導(dǎo)式電子反制戰(zhàn)術(shù),以下簡(jiǎn)稱SFJ,屬于防御方與進(jìn)攻方之間的干擾戰(zhàn)術(shù),當(dāng)防御方與進(jìn)攻方角色互易時(shí),SFJ還可使用。SFJ利用昂貴的無人駕駛干擾機(jī)實(shí)施犧牲式前導(dǎo)自衛(wèi)電子掩護(hù)或前導(dǎo)旁瓣“大功率”電子支援,以實(shí)現(xiàn)成功攻擊價(jià)值目標(biāo)的目的,近距離干擾在戰(zhàn)場(chǎng)上實(shí)施存在一定的難度,但在縮微試驗(yàn)場(chǎng)卻是最容易實(shí)現(xiàn)的場(chǎng)景。

(1)干擾態(tài)勢(shì)

干擾態(tài)勢(shì)如圖1所示,近距干擾平臺(tái)利用能在雷達(dá)的單個(gè)脈寬內(nèi)快速調(diào)準(zhǔn)的噪聲干擾機(jī),可采用窄帶噪聲干擾敵方脈間頻率捷變,也可以同周期釋放雷達(dá)與目標(biāo)之間的假目標(biāo),這是遠(yuǎn)距干擾和隨行干擾所不及的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)。

SFJ試驗(yàn)場(chǎng)景較之 SOJ、SSJ、ESJ可更加靈活配置,目標(biāo)樣式基本可以確定為在干擾背景下的假目標(biāo)前、后置或角度欺騙?？梢杂脴?biāo)定的假目標(biāo)在規(guī)定的航路和運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及目標(biāo)特性上模擬真實(shí)目標(biāo)。

圖1 SFJ干擾態(tài)勢(shì)

根據(jù)雷達(dá)方程的變換可以計(jì)算信號(hào)的路徑衰減和信號(hào)得益,真實(shí)的雷達(dá)目標(biāo)回波經(jīng)過2次路徑衰減,但干擾轉(zhuǎn)發(fā)器輻射的假目標(biāo)回波只有一次路徑衰減,所以在計(jì)算轉(zhuǎn)發(fā)器的衰減時(shí)應(yīng)考慮功率補(bǔ)償:

雷達(dá)接收的功率按照?qǐng)D2和圖3的變化趨勢(shì)進(jìn)行控制。

圖2 路徑衰減曲線

圖3 目標(biāo)增益曲線

式中:Gr的控制表征了干擾方向的選擇。

SFJ干擾方式有主瓣干擾和旁瓣干擾,可以利用雷達(dá)天線掃描特性進(jìn)行類似逆增益干擾來模擬主副瓣干擾方式。

1.2 遠(yuǎn)距離支援干擾戰(zhàn)術(shù)設(shè)計(jì)

遠(yuǎn)距離支援干擾(SOJ)又稱旁立式電子反制戰(zhàn)術(shù),是利用專門從事電子攻擊使命的大型飛機(jī)實(shí)現(xiàn)的。SOJ飛機(jī)可以裝載很多大型干擾機(jī),不需要隨著攻擊飛機(jī)進(jìn)入作戰(zhàn)區(qū)。相反,SOJ飛機(jī)可以盤旋于敵方武器系統(tǒng)的火力范圍之外,通過多部干擾機(jī)協(xié)同工作,把噪聲干擾信號(hào)注入到敵雷達(dá)旁瓣,使之飽和、模糊、被欺騙,從而使其雷達(dá)探測(cè)能力下降。

(1)干擾態(tài)勢(shì)

7月初，繼任者M(jìn)ichel Loris-Melikoff剛剛上任。他說已經(jīng)想了一些辦法挽留斯沃琪集團(tuán)，事到如今只能表示遺憾。

干擾態(tài)勢(shì)如圖4所示,考慮到試驗(yàn)中可能沒有雷達(dá)群落或豐富的干擾資源,甚至試驗(yàn)場(chǎng)過小遠(yuǎn)不能保證SOJ的試驗(yàn)實(shí)施要求,所以SOJ試驗(yàn)過程一般僅對(duì)1部雷達(dá)實(shí)施。由于機(jī)載遠(yuǎn)距干擾機(jī)是作圓周盤旋飛行的,所以假設(shè)其位置相對(duì)于地面而言可以視為固定不變。

干擾機(jī)輻射的功率為:

圖4 SOJ試驗(yàn)場(chǎng)景

通常SOJ飛機(jī)都裝有適當(dāng)?shù)碾娮又г邮諜C(jī),以確定潛在的雷達(dá)位置及其技術(shù)參數(shù)。此外,自載的計(jì)算機(jī)會(huì)分析相應(yīng)的目標(biāo),調(diào)整干擾資源并且進(jìn)行干擾管理(如功率管理、時(shí)間分配、間斷觀察干擾效果),以便有效地壓制敵方雷達(dá)。干擾樣式一般選擇高工作比的CW噪聲干擾用于掩蔽目的,同時(shí)需要提供靈巧的低工作比的欺騙性脈沖噪聲干擾,把敵方的攔截系統(tǒng)引導(dǎo)到錯(cuò)誤的方向和區(qū)域?？墒褂靡韵?種典型的干擾樣式進(jìn)行測(cè)試:高質(zhì)量的常規(guī)噪聲、多部掃頻式瞄準(zhǔn)噪聲干擾機(jī)、具有逐個(gè)脈沖引導(dǎo)能力的數(shù)字射頻存儲(chǔ)器生成的首尾相接的噪聲、對(duì)付脈沖多普勒雷達(dá)的距離和速度假目標(biāo)。

(2)功率控制

干擾保持在被試?yán)走_(dá)的主瓣中和旁瓣附近,干擾機(jī)的窄波束天線始終實(shí)時(shí)指向雷達(dá),當(dāng)然也不得不考慮已經(jīng)大量出現(xiàn)的超低副瓣雷達(dá),最大的旁瓣(第一旁瓣)低于主瓣30 dB,第二旁瓣低于主瓣40 dB,甚至更高的主副瓣抑制比。所以為了模擬兆瓦級(jí)功率甚至吉瓦功率的寬帶發(fā)射機(jī),干擾資源可以考慮在較近的距離上,等比模擬遠(yuǎn)距離的大功率干擾機(jī),干擾機(jī)距離與功率量值保持不變。

1.3 隨行干擾戰(zhàn)術(shù)設(shè)計(jì)

隨行干擾又稱伴護(hù)式電子反制戰(zhàn)術(shù)(以下簡(jiǎn)稱ESJ),干擾機(jī)在整個(gè)執(zhí)行任務(wù)期間伴隨著攻擊機(jī)隊(duì)一同進(jìn)入目標(biāo)區(qū)。因此,隨行干擾與近距離干擾一樣,具有相同的限制和易損性。但是,它更有效。這是因?yàn)楦蓴_機(jī)就在攻擊機(jī)隊(duì)的附近。通常,隨行干擾機(jī)集中注意力搜索敵方的雷達(dá),以破壞其識(shí)別能力來屏蔽攻擊飛機(jī),避開敵方火力攻擊系統(tǒng)。

(1)干擾態(tài)勢(shì)

干擾態(tài)勢(shì)如圖5所示,ESJ采用高質(zhì)量的噪聲干擾,噪聲干擾機(jī)的波形應(yīng)當(dāng)具有內(nèi)部頻率調(diào)制,以等于或高于雷達(dá)帶寬的速率產(chǎn)生等于整個(gè)總雷達(dá)頻帶的頻偏。還可以采用另兩種干擾波形:第一種是可調(diào)諧的多點(diǎn)瞄準(zhǔn)式掃頻噪聲;第二種是以數(shù)字射頻存儲(chǔ)器(DRFM)技術(shù)為基礎(chǔ)產(chǎn)生的噪聲調(diào)制波。這種要求較之自衛(wèi)和遠(yuǎn)距離干擾更加突出,因?yàn)殡S隊(duì)干擾機(jī)載體體積不能太大,載重受限。

干擾措施包括下列電子干擾技術(shù):閃爍干擾、變極化干擾、“8”字形調(diào)制、多目標(biāo)閃爍干擾,可與攻擊飛機(jī)同步實(shí)施,也可與之非同步實(shí)施。

圖5 ESJ干擾態(tài)勢(shì)

(2)功率控制

因?yàn)殡S行干擾飛機(jī)跟隨攻擊飛機(jī)一起按照交戰(zhàn)的路線飛行,以完成其保護(hù)任務(wù)。攻擊飛機(jī)必須保持近距離編隊(duì)飛行,并同時(shí)處于雷達(dá)主瓣之內(nèi),以發(fā)揮對(duì)雷達(dá)實(shí)施主瓣干擾的效果,所以干擾能量隨干擾機(jī)距離變化。當(dāng)ESJ載體無法隨目標(biāo)高速移動(dòng)時(shí),可利用轉(zhuǎn)發(fā)式干擾機(jī)的功率等比和控制來模擬隨隊(duì)的變換。

1.4 自衛(wèi)式干擾戰(zhàn)術(shù)設(shè)計(jì)

自衛(wèi)式干擾(SSJ)又稱自衛(wèi)式電子反制戰(zhàn)術(shù),是由攻擊性飛機(jī)在完成突防攻擊、轟炸封鎖、近空支援和壓制敵空防等使命時(shí)所攜帶的。SSJ的作用是保護(hù)攻擊性飛機(jī)不被敵方末端防御系統(tǒng)截獲和跟蹤。SSJ是試驗(yàn)場(chǎng)景設(shè)計(jì)中最重要的部分,是有效考核雷達(dá)各項(xiàng)探測(cè)指標(biāo)和抗干擾能力的試驗(yàn)方法。

(1)干擾態(tài)勢(shì)

干擾態(tài)勢(shì)如圖6所示,干擾進(jìn)攻飛機(jī)沿U形航線飛行時(shí)的距離雷達(dá)變化是從遠(yuǎn)距離到近距離。應(yīng)當(dāng)考慮預(yù)先畫出干擾信號(hào)和目標(biāo)信號(hào)在雷達(dá)混頻器處功率的理論曲線,這樣就能預(yù)測(cè)出燒穿距離,并通過測(cè)量來檢驗(yàn)。自衛(wèi)干擾一般采用機(jī)載干擾吊艙和艦載干擾機(jī),其設(shè)計(jì)受到下列因素的影響:載荷限制、有效輻射功率低、冷卻困難、氣動(dòng)力學(xué)拖曳增加(包括受影響的和寄生的拖曳)和機(jī)動(dòng)力下降等。

圖6 SSJ干擾態(tài)勢(shì)

特別提出,在實(shí)戰(zhàn)中利用干擾的脈間頻率瞄準(zhǔn)來保護(hù)自己是十分困難的,當(dāng)面對(duì)脈間捷變雷達(dá)時(shí),為了保護(hù)自身目標(biāo)避免被雷達(dá)所探測(cè),就要考慮目標(biāo)徑向雷達(dá)尺寸與引頻干擾的延遲時(shí)間是否匹配,這是比其它類型的干擾戰(zhàn)術(shù)更加重視的一個(gè)問題。有效實(shí)現(xiàn)對(duì)脈間捷變雷達(dá)的壓制干擾可以使用2種取巧的干擾方式:(1)預(yù)先置變頻本振的寬帶儲(chǔ)頻轉(zhuǎn)發(fā)噪聲;(2)信道化引導(dǎo)的閃爍梳妝譜噪聲。當(dāng)雷達(dá)工作在其它捷變方式時(shí),SSJ主要的干擾方式有距離波門拖引、速度欺騙、角度閃爍等欺騙性干擾等。

(2)功率控制

利用式(2)可以很方便地計(jì)算出雷達(dá)接收的干擾輻射功率在整個(gè)過程的變化,目標(biāo)與干擾機(jī)的雷達(dá)距離Rs sj同步變化,但目標(biāo)與R4的關(guān)系使得雷達(dá)目標(biāo)的功率增長(zhǎng)是干擾的2倍,見圖7,干信比為1的區(qū)域是敏感的試驗(yàn)區(qū),重要的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以在此區(qū)間獲取。

圖7 SSJ某波長(zhǎng)目標(biāo)與干擾功率變化曲線

2 結(jié)束語(yǔ)

試驗(yàn)環(huán)境設(shè)計(jì)的主要目的是確定試驗(yàn)方法,其關(guān)鍵就是要描述試驗(yàn)場(chǎng)需要再現(xiàn)的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境設(shè)置和被試裝備所要面臨的戰(zhàn)術(shù)實(shí)施方式。電子戰(zhàn)系統(tǒng)的研制期間,花費(fèi)的人力物力都十分昂貴,不完善的試驗(yàn)可能會(huì)掩蓋住一些重大缺陷,一旦系統(tǒng)投入使用,還有可能導(dǎo)致其作戰(zhàn)能力的嚴(yán)重下降,造成的物質(zhì)和時(shí)間的損失也是難以估計(jì)的。

本文關(guān)于典型ECM試驗(yàn)干擾環(huán)境設(shè)計(jì)的研究,只是現(xiàn)代試驗(yàn)場(chǎng)在面對(duì)日益復(fù)雜試驗(yàn)任務(wù)的一個(gè)初步探索,是試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)與試驗(yàn)理論的總結(jié)與提高,將有助于電子干擾環(huán)境科學(xué)設(shè)計(jì)和生成能力的提高,為電子武器裝備系統(tǒng)的性能和作戰(zhàn)效能提出更全面準(zhǔn)確的評(píng)估。

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