滿海濤+謝亞雪

摘要： 為研究激光制導(dǎo)彈藥利用延遲信號(hào)法抗有源高重頻激光干擾的有效性，利用Simulink搭建了延遲信號(hào)法抗有源高重頻激光干擾仿真平臺(tái)，采用數(shù)值仿真驗(yàn)證了該方法的有效性，并指出了該抗干擾方法及現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)結(jié)果的局限性。

Abstract： To verify the efficiency of guided ammunition to counter multiple-source high-repetition frequency laser jamming， the Simulink software is used to build simulation plate of countering multiple-source high-repetition frequency laser jamming with delayed signals method. Simulation results show the efficiency of the method. And the boundedness of the anti-interference method and experiment is pointed.

關(guān)鍵詞： 激光制導(dǎo)彈藥；抗干擾；有源高重頻激光

Key words： laser-guided munitions；anti-interference；multiple-source high-repetition frequency laser

中圖分類(lèi)號(hào)：TN977 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）01-0225-02

0 引言

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，激光制導(dǎo)彈藥是精確打擊的重要手段[1]。激光制導(dǎo)彈藥具有打擊準(zhǔn)，威懾力大的特點(diǎn)，必然會(huì)在未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)中廣泛應(yīng)用。但是，隨著激光制導(dǎo)彈藥的發(fā)展，各種對(duì)抗、干擾激光制導(dǎo)彈藥的方法也隨之產(chǎn)生，有源高重頻激光干擾是其中一種簡(jiǎn)單有效的干擾方法。矛盾有其兩個(gè)方面，激光制導(dǎo)彈藥在未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中會(huì)遇到更多的有源高重頻激光干擾，就會(huì)有方法進(jìn)行對(duì)抗，在導(dǎo)引頭和控制系統(tǒng)之間，插入延時(shí)電路將信號(hào)按制導(dǎo)信號(hào)周期延時(shí)后與實(shí)時(shí)信號(hào)進(jìn)行與操作，實(shí)現(xiàn)了高重頻信號(hào)濾除和制導(dǎo)信號(hào)輸出的方法就是一種對(duì)抗方法[2]。它的效果如何、是否易于實(shí)現(xiàn)有待于考察。

1 有源高重頻干擾機(jī)理

激光制導(dǎo)系統(tǒng)抗有源干擾的方式通常有對(duì)目標(biāo)指示信號(hào)進(jìn)行編碼，同時(shí)在導(dǎo)引頭設(shè)置相應(yīng)的解碼電路解碼或在導(dǎo)引頭的跟蹤系統(tǒng)中設(shè)置脈沖錄取波門(mén)[3]。預(yù)置編碼就是在激光目標(biāo)指示器重頻的允許的范圍內(nèi)，根據(jù)設(shè)置好編碼方式發(fā)射指示信號(hào)，激光目標(biāo)指示器按照約定的方式發(fā)射指示信號(hào)，而此時(shí)激光導(dǎo)引頭按照約定的編碼規(guī)律對(duì)接收的信號(hào)并進(jìn)行識(shí)別，在識(shí)別出己方信號(hào)后，便可以以其為同步點(diǎn)設(shè)置波門(mén)。波門(mén)技術(shù)就是在導(dǎo)引頭激光接收與處理電路中設(shè)置一個(gè)信號(hào)接收處理波門(mén)ΔT，當(dāng)回波激光信號(hào)位于該波門(mén)內(nèi)時(shí)，處理電路對(duì)其進(jìn)行處理，否則，不予處理[4]。

高重頻激光干擾就是發(fā)射高頻率的激光束干擾導(dǎo)引頭工作，理論上只要干擾激光的頻率f>1/T（T為波門(mén)時(shí)間寬度），就有干擾信號(hào)擠入波門(mén)，并且干擾脈沖在制導(dǎo)信號(hào)之前并且強(qiáng)度大于制導(dǎo)信號(hào)，就會(huì)產(chǎn)生有效干擾。在實(shí)際應(yīng)用中高重頻激光干擾信號(hào)目前可達(dá)100000pulse/s左右，比激光編碼頻率10～20pulse/s高很多[5]，因此干擾時(shí)不需要識(shí)別知道激光的編碼規(guī)律就總有干擾脈沖能擠入波門(mén)并對(duì)導(dǎo)引頭形成干擾，使制導(dǎo)信號(hào)湮沒(méi)于高頻干擾信號(hào)中，有效地對(duì)抗了預(yù)置編碼技術(shù)和選通波門(mén)技術(shù)，干擾效果明顯。目前高重頻激光干擾有單源干擾和多源干擾，多源干擾既能保護(hù)自己又提高了干擾激光頻率，干擾效果更加明顯。

2 一種延遲制導(dǎo)信號(hào)抗有源高重頻激光干擾的方法

將整個(gè)波門(mén)開(kāi)啟時(shí)間內(nèi)接收到的所有脈沖信號(hào)都記錄下來(lái)，然后將這些信號(hào)延時(shí)一個(gè)制導(dǎo)信號(hào)間隔的時(shí)間，與波門(mén)開(kāi)啟時(shí)間內(nèi)同時(shí)接收到的信號(hào)求邏輯與[6]，這樣就實(shí)現(xiàn)了干擾信號(hào)的濾除和制導(dǎo)信號(hào)的輸出。只有當(dāng)延時(shí)后的信號(hào)與實(shí)時(shí)接收的信號(hào)有交集時(shí)，高重頻信號(hào)才不會(huì)被濾除。高重頻激光脈沖的脈寬典型值為10ns， 經(jīng)光電信號(hào)處理電路整形后，設(shè)信號(hào)脈寬為 50ns，另設(shè)延時(shí)后相應(yīng)于 200pulse/s 的高重頻信號(hào)的脈沖間隔為 5μs，實(shí)時(shí)接收到的高重頻信號(hào)出現(xiàn)在延時(shí)后的兩相鄰高重頻信號(hào)之間各點(diǎn)是等概率的，經(jīng)計(jì)算，高重頻信號(hào)重合概率僅為2%，在整個(gè)制導(dǎo)過(guò)程中未被濾除的干擾信號(hào)不足50個(gè)，可以說(shuō)起到了抗高重頻有源干擾的效果。柴金華對(duì)該方法做了電路實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，證實(shí)了該方法的可行性[6]。

3 該方法的問(wèn)題以及思考

3.1 延遲制導(dǎo)信號(hào)方法Simulink仿真

用Simulink對(duì)該延遲信號(hào)方法進(jìn)行信號(hào)仿真，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)了脈沖信號(hào)的邏輯運(yùn)算，構(gòu)造的模型如圖1仿真模型。

取參數(shù)制導(dǎo)信號(hào)頻率為20pulse/s，高重頻干擾信號(hào)為200pulse/s，則它們的周期分別為0.05s、0.005s，脈沖寬度為50ns，波門(mén)長(zhǎng)度為50us在不影響結(jié)果的情況下，為了提高模型運(yùn)算速度，把它們的周期長(zhǎng)和脈沖寬度同時(shí)增大20倍，仿真結(jié)果如圖2仿真結(jié)果一所示，下圖為原控制信號(hào)，上圖為經(jīng)過(guò)處理后的輸出控制信號(hào)，可以看出，此時(shí)沒(méi)有達(dá)到抗干擾的效果。

假設(shè)干擾高重頻激光頻率不是制導(dǎo)信號(hào)頻率的整數(shù)倍，取210pulse/s，此時(shí)干擾脈沖信號(hào)周期參數(shù)設(shè)為0.095s仿真結(jié)果如圖3仿真結(jié)果二所示，可以看出，此時(shí)原信號(hào)和處理后輸出信號(hào)一致，該方法起到了抗有源高重頻干擾的效果。

假設(shè)高頻干擾信號(hào)頻率為200pulse/s，延遲0.03s被接受，仿真結(jié)果如圖4仿真結(jié)果三所示，此時(shí)也起到了抗有源高重頻激光干擾的效果。endprint

取高頻干擾信號(hào)頻率為200000pulse/s，則干擾信號(hào)周期參數(shù)設(shè)為0.0001，仿真結(jié)果如圖5仿真結(jié)果四所示，此時(shí)由仿真結(jié)果顯示，并沒(méi)有起到抗干擾效果。

3.2 結(jié)果分析以及思考

有源高重頻激光干擾的脈沖頻率可以達(dá)到100000pulse/s以上，而驗(yàn)證該方法的實(shí)驗(yàn)使用的干擾源頻率僅為200pulse/s，與實(shí)際情況相差很大，得到的結(jié)論并不能使人信服；該實(shí)驗(yàn)使用的是仿真二所使用的參數(shù)，有意的避開(kāi)了干擾源頻率是控制信號(hào)整數(shù)倍的情況，而實(shí)戰(zhàn)中，敵方有可能通過(guò)情報(bào)，偵查掌握我方指示激光的頻率；導(dǎo)引頭接收到脈沖信號(hào)，會(huì)把脈沖信號(hào)的脈沖寬度進(jìn)行處理，加大干擾源的脈沖寬度，有可能使脈沖信號(hào)的波峰遍布每個(gè)時(shí)刻，無(wú)法進(jìn)行簡(jiǎn)單的邏輯處理，該方法的可行性值得懷疑。

綜合以上思考和仿真結(jié)果，得出以下結(jié)論：①當(dāng)干擾信號(hào)頻率是控制信號(hào)的整數(shù)倍，且接收時(shí)間相同時(shí)或相差一個(gè)干擾信號(hào)的整數(shù)倍時(shí)，該抗干擾方法起不到效果。②當(dāng)干擾信號(hào)不是控制信號(hào)的整數(shù)倍或者干擾信號(hào)是控制信號(hào)的整數(shù)倍而延遲一個(gè)非干擾信號(hào)整數(shù)倍時(shí)，該方法可以起到效果。③當(dāng)有源高重頻干擾信號(hào)頻率很大時(shí)，使用Simulink仿真無(wú)法觀測(cè)正確的結(jié)果，但實(shí)驗(yàn)時(shí)用較低頻率的干擾信號(hào)代替高重頻激光不具有代表性。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著激光制導(dǎo)彈藥的發(fā)展，其干擾技術(shù)和對(duì)抗干擾技術(shù)也會(huì)快速發(fā)展，抗有源高重頻激光的方法還有基于多普勒頻移的方法[7]、加反向同步高重頻激光的方法等。但是它們的可行性如何，是否能達(dá)到預(yù)期效果，需要用接近實(shí)際情況的檢驗(yàn)方法來(lái)驗(yàn)證。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫彥飛.對(duì)抗激光制導(dǎo)武器方法研究[J].紅外與激光工程，2007，36（增刊）：464-467.

[2]李海燕.激光制導(dǎo)武器有源干擾對(duì)抗措施分析[J].激光雜志，2010，31（6）：57-58.

[3]陳勇.一種激光半主動(dòng)制導(dǎo)抗高重頻干擾的改進(jìn)方法[J].激光與紅外，2012，42（6）：678-681.

[4]薛建國(guó).高重頻激光對(duì)激光導(dǎo)引頭的干擾研究[J].航空兵器，2006，卷缺失（3）：30-32.

[5]葉結(jié)松.抗高重頻激光干擾技術(shù)研究[J].現(xiàn)代防御技術(shù)，2008，36（2）：119-123.

[6]柴金華.抗多源激光高重頻干擾新方案及電路實(shí)現(xiàn)[J].紅外與激光工程，2009，38（3）：476-480.

[7]趙建君.基于多普勒頻移的抗高重頻激光有源干擾[J].四川兵工學(xué)報(bào)，2010，31（8）：80-81.endprint