尚志剛，白渭雄，付孝龍

雙點源干擾對抗主動尋的導(dǎo)彈的有效新方法?

尚志剛，白渭雄，付孝龍

（空軍工程大學(xué)導(dǎo)彈學(xué)院，陜西三原713800）

雙點源干擾對抗主動尋的導(dǎo)彈過程中，兩點源和導(dǎo)引頭形成的張角由小變大，這種變化導(dǎo)致偏離角度減小。通過分析當(dāng)張角等于分辨角時的偏離角度，得出拖曳式誘餌和交叉眼兩種典型的雙點源干擾有效對抗尋的導(dǎo)彈的新方法，該方法主要通過改變兩點源功率比來增大偏離角度。仿真與分析驗證了該方法的有效性。

雙點源干擾；主動尋的；拖曳式誘餌；交叉眼

1 引言

現(xiàn)代電子戰(zhàn)爭中，作戰(zhàn)飛機面臨的一個重要威脅是敵地面防空武器系統(tǒng)，雙點源干擾是對抗這種威脅的一種有效方法［1-3］。雙點源干擾主要是干擾雷達單脈沖跟蹤系統(tǒng)，對抗主動尋的導(dǎo)彈時干擾的是彈上單脈沖導(dǎo)引頭。拖曳式雷達誘餌（Towed Radar Decoy，TRD）和交叉眼（Cross Eye，X-Eye）是雙點源干擾的不同實現(xiàn)［1-5］。雙點源干擾按其發(fā)射信號的相位關(guān)系可以分為相干雙點源干擾和非相干雙點源干擾。很多學(xué)者都對其干擾規(guī)律進行了研究，得出非相干干擾跟兩點源干擾功率比有關(guān)，跟蹤點在兩點源之間，相干雙點源干擾效果受兩點源相位差影響，跟蹤點可在兩點源連線之內(nèi)，也可在兩點源連線之外［1-8］。這些結(jié)論沒有考慮在攻防時兩點源和導(dǎo)引頭相對位置的變化，與實際對抗情景不符，不能準(zhǔn)確描述干擾規(guī)律。本文在兩點源和導(dǎo)引頭相對位置變化情境下分析雙點源干擾的規(guī)律，在總結(jié)規(guī)律的基礎(chǔ)上得出了雙點源干擾有效實施的方法。

2 數(shù)學(xué)模型

2.1 雙點源干擾數(shù)學(xué)模型

圖1中設(shè)在一個角平面內(nèi)，導(dǎo)引頭單脈沖天線受到兩相干干擾源J1、J2干擾，J1、J2波達方向與天線等信號軸的夾角為θ1、θ2，在天線口面的振幅為U1、U2，干擾信號頻率為f0，相位差為φ，天線方向圖函數(shù)為F（θ），波束偏角為φ0。

單脈沖跟蹤系統(tǒng)“和差網(wǎng)絡(luò)”輸出的和信號E∑和差信號EΔ分別為

通過相位檢波器之后輸出的角跟蹤誤差S（θ）［1-3，6-9］為

當(dāng)兩點源為同頻相位非相干干擾時，公式（3）中的φ為［0，2π］上均勻分布的隨機變量，要想得出實際的跟蹤方向，需要對數(shù)據(jù)進行積累，在多次仿真后對跟蹤誤差角求統(tǒng)計平均值，即對隨機值φ對應(yīng)的跟蹤誤差角求統(tǒng)計均值。可以證明：非相干兩點源干擾在數(shù)據(jù)積累的情況下可等效為相位差為π／2的相干兩點源干擾［5］。

單脈沖系統(tǒng)的跟蹤角度θ為：θ｜S（θ）=0，為跟蹤誤差曲線的零點角度。

2.2 分辨角

設(shè)θ3dB為單個單脈沖天線的波束寬度，φ0為波束偏角，則和波束天線的波束寬度Θ3dB由θ3dB、φ0決定，且滿足方程：

在雙點源干擾中，兩個點源與導(dǎo)引頭所形成的張角Δθ大于某一值θf時，單脈沖雷達將能夠分辨兩個點源，這個角度稱為分辨角，一般θf≈0.9Θ3dB［9］。雙點源干擾有效時張角Δθ應(yīng)滿足0＜Δθ≤θf。

3 干擾規(guī)律

在與主動尋的導(dǎo)彈的攻防過程中，隨著導(dǎo)彈的臨近張角Δθ慢慢變大，在某一時刻張角等于分辨角Δθ=θf，導(dǎo)引頭可以區(qū)分開兩個點源，一般情況下將選擇信號功率強的一個攻擊。下面通過仿真分析張角Δθ變化時雙點源干擾規(guī)律。仿真中天線方φ0=0.1°，計算得Θ3dB=0.74°，θf=0.666°。

3.1 功率比k=0 dB

在k=0 dB、不同相位差φ時，張角對跟蹤角度的影響，仿真結(jié)果如圖2所示。

從圖2中可以看到：當(dāng)相位差φ小于某一值φm0時，無論張角為多大，雷達始終跟蹤在兩點源中心，如圖中的φ=60°曲線。當(dāng)φ＞φm0時，若張角小于某一值Δθm0時，雷達跟蹤兩點源中心；張角大于Δθm0時雷達將有兩個穩(wěn)定的跟蹤點分居點源中心兩側(cè)，跟蹤角度大小與相位差φ和張角Δθ有關(guān)，相位差φ越接近180°，張角Δθ越大，跟蹤角度越大。其中Δθm0與相位差有關(guān)，相位差φ越大，θm0越小。同時看到隨著張角Δθ的增大，跟蹤點偏離左右點源的角度卻在減小，即導(dǎo)引頭越臨近跟蹤點越來越靠近點源。

當(dāng)張角Δθ=θf時跟蹤點偏離左右點源的角度為αl、αr，經(jīng)過大量仿真得出αl與αr的關(guān)系曲線，（αr與αl相同）如圖3所示。

從圖3中看到，在相位差φ≤72°時，跟蹤角度在兩點源中心，αl=-0.5θf（負號表示跟蹤角度在兩點源之間）。當(dāng)72°＜φ≤107°時，跟蹤點在兩點源之間，隨著φ的增大，αl減??；當(dāng)φ=107°時，αl為零，導(dǎo)引頭指向點源。當(dāng)107°＜φ≤180°時，跟蹤點在兩點源之外，隨著φ的增大，αl增大；當(dāng)φ=180°時，達到一個極值αl≈0.43θf。圖3中僅給出了φ=60°～180°范圍的曲線，φ=180°～300°的曲線關(guān)于φ=180°對稱。

3.2 功率比k≠0 dB

設(shè)k=2 dB，得到仿真結(jié)果如圖4所示。在功率比k=2 dB時，強點源一側(cè)始終存在穩(wěn)定的跟蹤曲線，隨著相位差φ增大，跟蹤角度也增大。在弱點源一側(cè)，當(dāng)相位差小于某一值φm2時，無論張角多大都沒有跟蹤點，當(dāng)φ＞φm2時，張角大于某一值Δθm2時，弱點源一側(cè)出現(xiàn)穩(wěn)定跟蹤點，相位差φ越大，跟蹤角度越大，張角Δθ越大，跟蹤點越靠近弱點源。其中Δθm2與相位差有關(guān)，相位差φ越大，θm2越小。

經(jīng)過大量仿真得出φ與αl、αr的關(guān)系，如圖5所示。從圖5中可以得到，αl在相位差φ=0°時，αl= -0.5θf；當(dāng)0°＜φ≤100°時，跟蹤點在兩點源之間，隨著φ的增大，αl減??；當(dāng)φ=100°時，αl為零，雷達指向點源；當(dāng)100°＜φ≤180°時，跟蹤點在左點源之外，隨著φ的增大，αl增大；當(dāng)φ=180°時αl180≈0.31θf。αr在相位差φ≤110°時，跟蹤角度在兩點源中心，αr=-0.5θf。當(dāng)110°＜φ≤119°時，跟蹤點在兩點源之間，隨著φ的增大，αr減??；當(dāng)φ=119°時αr為零，雷達指向點源。當(dāng)119°＜φ≤180°時，隨著φ的增大，αr增大，當(dāng)φ=180°時αr≈0.59θf。圖5中僅給出了φ=60°～180°范圍的曲線，φ=180°～300°的曲線關(guān)于φ=180°對稱。

3.3 張角Δθ=θf時跟蹤點偏離點源的角度α

對不同相位差和不同功率比情況下張角Δθ= θf時跟蹤點偏離點源的角度α的大小仿真，得到圖6和圖7。

從圖6和圖7中看到：在非相干干擾時，只有一個跟蹤點在兩點源之間，跟蹤角度靠近強點源，功率比越大，跟蹤角度越靠近強點源。在相干干擾時，若使跟蹤點在兩點源之間，相位差遠離180°時，跟蹤偏差越大，此時，隨著功率比的增大，跟蹤點趨于強點源；若跟蹤點在兩點源之外，則相位差靠近180°時，跟蹤偏差越大；此時隨著功率比的增大，強點源一側(cè)的跟蹤點依然趨于強點源，而弱點源一側(cè)的跟蹤點卻越來越遠離弱點源。

當(dāng)相位差φ=180°、功率比k=0 dB時，左右點源側(cè)跟蹤點在兩點源之外，偏差角相等，偏差角α≈0.43θf≈0.39Θ3dB。

4 有效干擾方法

利用上面分析，對拖曳式誘餌和機載交叉眼干擾兩種典型的雙點源干擾對抗尋的導(dǎo)彈進行分析，得出有效方法。

拖曳式誘餌通常工作在非相干情況下，誘餌的干擾功率大于載機回波功率數(shù)倍。導(dǎo)彈攻擊角在有效錐角區(qū)，張角達到分辨角時，誘餌功率明顯大于載機，誘餌“舍身護主“被導(dǎo)引頭視為“目標(biāo)”，導(dǎo)彈朝向誘餌，導(dǎo)彈最終將穿越或者擊毀誘餌，保護了飛機。從上面的分析中可以看出，誘餌功率與載機回波功率比越大，干擾效果越好。

機載交叉眼干擾必須保證誘騙角度在雙點源之外，需要工作在相干干擾條件下。在受到遙控制導(dǎo)導(dǎo)彈攻擊時，受欺騙的是地面制導(dǎo)雷達，雖然誘騙角度非常小但雷達和目標(biāo)間很遠的距離導(dǎo)致導(dǎo)彈跟蹤點遠遠偏離目標(biāo)，例如在距離地面制導(dǎo)雷達30 km的目標(biāo)對雷達實施交叉眼干擾時，誘騙角度很小，即使只有0.01°跟蹤點距離目標(biāo)的距離也有300 m遠，而且這個距離不隨導(dǎo)彈位置的變化而變化。對于主動尋的制導(dǎo)受欺騙的是彈上導(dǎo)引頭。從上面的仿真結(jié)果中看到，在相位差φ=180°、功率比k=0 dB、張角等于分辨角時，誘偏角度α≈0.39Θ3dB，再加上此時導(dǎo)彈與飛機的脫離距離已經(jīng)很近，通常飛機翼展約為10～20 m，脫離距離只有1.5～3 km，此時跟蹤點距離目標(biāo)僅有3～5 m遠，此時飛機的安全將得不到保證。然而通過上面的仿真結(jié)果可以看出，交叉眼干擾對抗尋的地空導(dǎo)彈不是不可行，下面分情況設(shè)想其對抗方法。

4.1 飛機受到一枚地空導(dǎo)彈攻擊

從仿真結(jié)果中可以看到，有兩個跟蹤點，導(dǎo)彈不可能同時朝兩個方向攻擊，只能選擇其一，假設(shè)攻擊左點源。由仿真結(jié)果圖6和圖7可以得到，在張角等于分辨角時，要想使誘偏角度在兩點源之外，而且誘偏角度很大時，兩點源必須有大的功率比，而且大的誘偏角度一定位于弱點源一側(cè)。如果在導(dǎo)彈攻擊左點源過程中，張角在慢慢地增大，在張角大于某一值Δθm后，保持兩點源相位差φ=180°下，緩慢增加右點源功率，則左點源是弱點源，隨著功率比的增加左點源一側(cè)的誘偏角度增大，從圖6和圖7可以看出，張角等于分辨角時誘偏角度很大，在功率比k= -8 dB時，α≈0.424 9°≈1.12Θ3dB。即使導(dǎo)彈有很大的過載量，大的誘偏角也能保證飛機不被導(dǎo)彈擊毀?？梢姡ㄟ^一個“拖引”過程，可以有效對抗單枚尋的導(dǎo)彈。

4.2 飛機受到多枚導(dǎo)彈攻擊

在上面的仿真中可以看到，兩點源之外很大的誘偏角只能在弱點源一側(cè)，而且此時強點源一側(cè)的誘偏角趨于零，可見弱點源一側(cè)大的誘偏角是犧牲弱點源一側(cè)的誘偏角的。如果多枚導(dǎo)彈朝著點源一側(cè)攻擊，則對抗單枚導(dǎo)彈的對抗方法依然有效。如果點源兩側(cè)都攻擊，此時兩側(cè)點源的誘偏角哪一個過小都會使導(dǎo)彈擊毀飛機，綜合考慮需保證功率比k=1，同時采取其他逃逸或者對抗措施，才能保證飛機的安全。

5 結(jié)論

主動尋的導(dǎo)彈在臨近兩點源的過程中，張角由小變大，跟蹤角度雖然增大，但跟蹤角度與點源的夾角卻在減小。當(dāng)張角等于分辨角時導(dǎo)引頭可以分辨兩個點源，要想保證載機安全，必須滿足一定的條件。拖曳式誘餌可以通過增大誘餌干擾功率與載機回波功率的比值來引誘導(dǎo)彈飛向誘餌，遠離飛機。交叉眼干擾在對抗尋的單枚導(dǎo)彈攻擊時，飛機上的導(dǎo)彈告警設(shè)備可以給出導(dǎo)彈來襲的方位，可以通過緩慢增大沒有導(dǎo)彈攻擊一側(cè)點源功率的“拖引”過程，使導(dǎo)彈誘偏角度增大；在兩點源兩側(cè)都遭遇尋的導(dǎo)彈襲擊時，應(yīng)該在保證相位差φ=180°、功率比k =1的條件下，采取其他逃逸或者對抗措施。

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SHANG Zhi-gang was born in Linying，Henan Province，in 1987.He is now a graduate student.His research concerns radar information countermeasure.

Email：124113678＠qq.com

白渭雄（1960—），男，陜西清澗人，博士，教授，主要從事雷達信息對抗新技術(shù)研究；

BEI Wei-xiong was born in Qingjian，Shaanxi Province，in 1960.He is now a professor with the Ph.D.degree.His research concerns radar information countermeasure.

付孝龍（1988—），男，四川成都人，碩士研究生，主要從事雷達信息對抗新技術(shù)研究。

FU Xiao-long was born in Chengdu，Sichuan Province，in 1988.He is now a graduate student.His research concerns radar information countermeasure.

Effective Countermeasure of Dual-source Jamming to Initiative Target-seeking Missile

SHANG Zhi-gang，BAI Wei-xiong，F(xiàn)U Xiao-long
（Missile Institute，Air Force Engineering University，Sanyuan 713800，China）

During the countermeasure of dual-source jamming to initiative target-seeking missile，the angle between two jammers and seeker increases，this change results in decrease of deflection angle.Through analysing the deflection angle when angle is equal to distinguish angle，new effective countermeasure is reached through towed radar decoy and cross eye，both of which are typical way of dual-source jamming.The new countermeasure increases deflection angle by change the power ratio of the tow jamming sources.Simulation and analysis verify the feasibility of the method.

dual-source jamming；initiative target-seeking missile；towed radar decoy；cross eye

TN974

A

10.3969／j.issn.1001-893x.2012.07.011

尚志剛（1987—），男，河南臨潁人，碩士研究生，主要從事雷達信息對抗新技術(shù)研究；

1001-893X（2012）07-1107-05

2012-01-20；

2012-04-09