張放 李棟 岳麗敏

摘?要：在雷達主動制導(dǎo)空空導(dǎo)彈面臨的干擾環(huán)境中，速度欺騙干擾技術(shù)比較成熟，是目前需要著力對付的一種干擾樣式，因此需要對干擾的實際影響進行仿真分析，并以仿真結(jié)果為基礎(chǔ)指導(dǎo)后續(xù)抗干擾算法的發(fā)展。本文分析了速度欺騙干擾對空空導(dǎo)彈制導(dǎo)精度的影響，并通過仿真驗證了分析的有效性。最后，給出不同干擾樣式對空空導(dǎo)彈制導(dǎo)精度影響程度的定量分析結(jié)果，并提出后續(xù)技術(shù)發(fā)展的相關(guān)建議及該問題的可能解決思路。

關(guān)鍵詞：空空導(dǎo)彈;制導(dǎo)精度;速度欺騙干擾;仿真與分析

中圖分類號：TJ765文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1673-5048（2020）01-0052-06

0?引言

隨著雷達技術(shù)的發(fā)展，對雷達的干擾及抗干擾技術(shù)也在不斷發(fā)展。其中包括對不同體制雷達的新型干擾技術(shù)[1-2]，也涌現(xiàn)了各種對干擾進行識別及對抗的相關(guān)技術(shù)[3]，但干擾對目標(biāo)測量信息的影響分析主要集中在雷達系統(tǒng)方面[4]，在干擾對空空導(dǎo)彈制導(dǎo)精度的影響分析方面的工作尚未全面開展。

對空空導(dǎo)彈裝備并使用的脈沖多普勒體制雷達導(dǎo)引頭而言，如何通過對導(dǎo)引頭施加干擾使空空導(dǎo)彈的作戰(zhàn)效能盡可能降低已經(jīng)成為一個主要研究方向。目前的主動雷達制導(dǎo)空空導(dǎo)彈多采用雷達單脈沖測角和脈沖多普勒末制導(dǎo)體制。在戰(zhàn)斗中，空空導(dǎo)彈的單脈沖多普勒雷達偵測敵方雷達回波信號，并通過比較發(fā)射信號與目標(biāo)回波信號之間的多普勒頻譜的振幅或相位以實現(xiàn)對敵方飛機的跟蹤[5]。為避免受到雷達型空空導(dǎo)彈的攻擊，現(xiàn)代作戰(zhàn)飛機均大規(guī)模裝備雷達告警接收機，當(dāng)雷達告警接收機檢測到空空導(dǎo)彈的雷達信號時，即會提示飛行員對威脅做出干擾，降低雷達制導(dǎo)空空導(dǎo)彈制導(dǎo)精度，達到保護自身安全的目的。

在雷達主動制導(dǎo)空空導(dǎo)彈面臨的干擾環(huán)境中，速度欺騙干擾技術(shù)比較成熟，是目前需要著力應(yīng)對的一種干擾樣式。速度欺騙干擾的主要方式有：速度波門拖引干擾、假多普勒頻率干擾、多普勒頻率閃爍干擾和多普勒頻率噪聲干擾[6]。其中，速度波門拖引干擾、假多普勒頻率干擾及多普勒頻率閃爍干擾是最常見的欺騙干擾技術(shù)。但隨著技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)出現(xiàn)了速度-距離聯(lián)合干擾等多維干擾技術(shù)，這將給今后的干擾對抗帶來新的影響[7]。另外，為了應(yīng)對相控陣?yán)走_系統(tǒng)，針對相控陣?yán)走_的新型干擾手段也在逐步形成[8-10]。面對新型干擾手段，雷達實施抗干擾的一個重要方式就是采用多重信息比對、目標(biāo)特征分析等智能化算法剔除干擾信號。從未來的發(fā)展趨勢可以看出，智能化將是未來雷達實施抗干擾的主要發(fā)展方向[11-13]。

針對上述干擾的研究主要集中在空空導(dǎo)彈抗速度欺騙干擾方法方面，在該方面已經(jīng)開展了較多的研究并取得一些成果[14]。但是，考慮到目前空空導(dǎo)彈所大量采用的修正比例導(dǎo)引律中，彈目接近速度作為其中的一項重要修正量被引入了導(dǎo)引律算法，因此導(dǎo)引頭對彈目接近速度的測量誤差必將被引入導(dǎo)彈過載控制指令的形成過程中，并最終對導(dǎo)彈的制導(dǎo)精度產(chǎn)生影響。對于這一過程的理論及仿真研究目前均未充分開展。

1?速度欺騙干擾簡介

1.1?導(dǎo)引頭速度測量原理

導(dǎo)引頭速度跟蹤的基本原理是跟蹤接收信號的多普勒頻率[15]。由于導(dǎo)彈與目標(biāo)之間存在接近速度，因此，導(dǎo)引頭的發(fā)射信號經(jīng)目標(biāo)反射回來時與導(dǎo)引頭的發(fā)射信號相比，將產(chǎn)生一個多普勒頻移，頻移大小與彈目接近速度成正比。導(dǎo)引頭速度跟蹤回路通過測量該多普勒頻移的大小實現(xiàn)對彈目接近速度的測量與跟蹤。

通常，導(dǎo)引頭彈載計算機能根據(jù)接收到的回波信號的多普勒頻移，對彈目接近速度進行濾波估計，并根據(jù)濾波結(jié)果調(diào)整接收機的速度波門位置，實現(xiàn)對目標(biāo)的速度跟蹤。

1.2?速度欺騙干擾原理

根據(jù)導(dǎo)引頭速度跟蹤原理，干擾機實施速度拖引時，首先向?qū)б^轉(zhuǎn)發(fā)一個能量遠大于目標(biāo)回波能量且與目標(biāo)回波具有相同多普勒頻率的干擾信號。由于干擾信號大于目標(biāo)回波信號，因此導(dǎo)引頭速度跟蹤電路將捕獲并跟蹤干擾信號，干擾機之后將增大或減小干擾信號的多普勒頻率，使之與目標(biāo)回波多普勒頻率逐漸分離開來，使速度波門跟蹤在干擾信號的多普勒頻率上[16]。干擾機組成及干擾示意如圖1所示。

假多普勒頻率干擾的基本原理是：根據(jù)接收到的雷達信號，同時轉(zhuǎn)發(fā)與目標(biāo)回波多普勒頻率不同的若干個干擾信號，使雷達的速度跟蹤電路可同時檢測到多個多普勒頻率（若干擾信號遠大于目標(biāo)回波，由于速度跟蹤電路響應(yīng)的是大信號，將使雷達難以檢測目標(biāo)信號），造成其檢測跟蹤的錯誤[17]。假多普勒頻率干擾機原理框圖如圖2所示。

在干擾機實施多普勒頻率閃爍干擾時，干擾機將在真實目標(biāo)回波頻率附近，以預(yù)設(shè)的時間為周期，產(chǎn)生多個頻率相近的回波信號，造成雷達導(dǎo)引頭的速度波門始終在不同的回波信號之間跳轉(zhuǎn)，而始終無法正確、穩(wěn)定地截獲目標(biāo)速度[17]。其干擾機組成與假多普勒頻率干擾機相同。

2?速度欺騙干擾對制導(dǎo)精度影響分析

比例導(dǎo)引法是指導(dǎo)彈在攻擊目標(biāo)的過程中，導(dǎo)彈速度矢量的旋轉(zhuǎn)角速度與目標(biāo)線的旋轉(zhuǎn)角速度成比例的一種導(dǎo)引方法，其基本數(shù)學(xué)形式為

其優(yōu)點是：在比例系數(shù)K選擇適當(dāng)?shù)那疤嵯?，?dǎo)彈彈道前段較為彎曲，能夠充分利用導(dǎo)彈的機動能力;彈道后段較為平直，使導(dǎo)彈具有較為充裕的機動能力。只要參數(shù)選擇適當(dāng)，就可以使全彈道上需用法向過載均小于可用法向過載，因而其彈道較為平滑，有利于發(fā)揮導(dǎo)彈的動力性能。在技術(shù)實施上實現(xiàn)比例導(dǎo)引法也較為容易，因此空空、地空等自動瞄準(zhǔn)制導(dǎo)的導(dǎo)彈都采用比例導(dǎo)引法。其缺點是：命中目標(biāo)時的需用法向過載與命中點的導(dǎo)彈速度和導(dǎo)彈的攻擊方向有直接關(guān)系[18]。

為消除比例導(dǎo)引法的上述缺點，改善其導(dǎo)引特性，多年來，研究人員對比例導(dǎo)引法進行了大量改進，并提出許多不同的改進比例導(dǎo)引形式。包括：為了在目標(biāo)信息測量延遲環(huán)境下提高制導(dǎo)精度而考慮目標(biāo)機動預(yù)測的復(fù)合導(dǎo)引律[19]、考慮彈體動態(tài)特性以提高制導(dǎo)精度的三維有限時間收斂導(dǎo)引律[20]和在攻擊特殊目標(biāo)時使用的帶初始前置角和末端攻擊角約束的偏置比例導(dǎo)引律[21]。就目前的工程實用化水平而言，被大量應(yīng)用的一種擴展比例導(dǎo)引法為

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