干擾機(jī)布站位置對(duì)被動(dòng)導(dǎo)引頭的干擾效果分析?

艾 盼 錢 歡 何 緩

（空軍預(yù)警學(xué)院 武漢 430019）

1 引言

隨著高新技術(shù)的不斷發(fā)展，當(dāng)前世界各國都在提升軍費(fèi)以研究新的軍事武器，來提高軍事能力。其中以反輻射武器為典型代表，這類武器具備操作簡單、隱蔽性強(qiáng)、性價(jià)比高等突出優(yōu)點(diǎn)［1］，它們發(fā)展迅速，在近幾次的國際沖突中承擔(dān)著十分重要的角色［2］。例如：2020年9月27日至11月9日，阿塞拜疆和亞美尼亞在“納卡地區(qū)”爆發(fā)激烈沖突，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，此次沖突中阿塞拜疆對(duì)亞美尼亞的攻擊有75%以上是由無人機(jī)完成的，尤其是反輻射無人機(jī)［3］，因此研究對(duì)抗反輻射武器的打擊就顯得十分必要。

目前對(duì)抗反輻射武器攻擊的技術(shù)有多種，而強(qiáng)電子干擾是很重要的一種方式［4］。為保證干擾機(jī)對(duì)反輻射攻擊發(fā)揮出最佳的作戰(zhàn)效果，本文從干擾機(jī)的布站位置來分析對(duì)反輻射武器被動(dòng)導(dǎo)引頭的干擾效能，為抗反輻射打擊提供新的思路和方法。

2 干擾壓制區(qū)計(jì)算

在反輻射武器執(zhí)行任務(wù)的過程中，導(dǎo)引頭的職責(zé)主要是捕捉目標(biāo)、產(chǎn)生角誤差信號(hào)、實(shí)現(xiàn)角度跟蹤，并根據(jù)所選用的導(dǎo)引規(guī)律引導(dǎo)反輻射攻擊完成任務(wù)。當(dāng)目標(biāo)周圍的干擾機(jī)發(fā)射干擾信號(hào)使被動(dòng)導(dǎo)引頭發(fā)現(xiàn)概率Pd下降到0.1時(shí)，即認(rèn)為干擾有效［5］，并將此時(shí)被動(dòng)導(dǎo)引頭輸入端干擾信號(hào)功率Pj與目標(biāo)信號(hào)功率Ps的比值定義為壓制系數(shù)Kj［6］。

對(duì)于干擾機(jī)而言，要有效干擾被動(dòng)導(dǎo)引頭，必須滿足

通常，采用噪聲信號(hào)對(duì)導(dǎo)引頭實(shí)施壓制性干擾時(shí)要求壓制系數(shù)Kj≥10［7］，由于干擾機(jī)發(fā)射的并不是理想的高斯噪聲，其壓制效果較理想噪聲存在差距，因此本文在判定有效干擾時(shí)要求Kj≥30。

計(jì)算干擾機(jī)的干擾壓制區(qū)之前，必須先明確被動(dòng)導(dǎo)引頭、干擾機(jī)和雷達(dá)的空間位置關(guān)系，如圖1所示。這樣布陣可以保證干擾機(jī)不會(huì)影響己方雷達(dá)的正常工作，同時(shí)保證干擾信號(hào)能一直被導(dǎo)引頭所接收［8］。

圖1 導(dǎo)引頭、雷達(dá)和干擾機(jī)空間位置圖

由偵察方程可計(jì)算導(dǎo)引頭接收機(jī)接收的干擾信號(hào)功率Pj和雷達(dá)信號(hào)功率Ps分別為［9］

式中，Pji（i=1,2,…N）為接收機(jī)收到的單部干擾機(jī)的干擾功率，Ptj、Gtj分別為干擾機(jī)的發(fā)射功率及增益，Rji為單部干擾機(jī)與接收機(jī)（看作質(zhì)點(diǎn)）的距離；Pts、Gts分別為雷達(dá)的發(fā)射功率及增益，Rs為雷達(dá)與接收機(jī)之間的距離；λj、λs分別為干擾信號(hào)和雷達(dá)信號(hào)波長；Gr為接收機(jī)天線增益；Lj、Ls為信號(hào)傳輸過程中的路徑總損耗，通常為15dB～17dB［10］；Br是導(dǎo)引頭的接收機(jī)帶寬，Bj為干擾信號(hào)的有效頻寬，設(shè)干擾脈沖的脈寬為τj，其大小為［11］

3 干擾效果仿真及分析

仿真中各參數(shù)設(shè)置如下：雷達(dá)信號(hào)頻率為1215MHz，發(fā)射功率為55kW，副瓣增益-10dB，重復(fù)周期 PRI=2000μs；干擾機(jī)功率為100kW，重頻為400kHz，干擾脈沖脈寬為 20ns，載頻為1.21GHz，干擾機(jī)天線采用垂直極化，天線增益Gtj=35dB；導(dǎo)引頭天線采用圓極化，Gr=3dB，接收機(jī)帶寬為10MHz，Ls=Lj=15dB；為滿足導(dǎo)引頭視場角限制，設(shè)置干擾機(jī)與雷達(dá)的距離為5km［12］。由于單部干擾機(jī)不能有效阻止住多個(gè)導(dǎo)引頭的攻擊，因此接下來的仿真主要針對(duì)兩部和三部干擾機(jī)的干擾效果進(jìn)行分析。

3.1 兩部干擾機(jī)的干擾效果

當(dāng)采用雙架反輻射無人機(jī)同時(shí)進(jìn)攻目標(biāo)雷達(dá)時(shí)，需要針對(duì)導(dǎo)引頭的不同來襲方向分別部署干擾機(jī)位置，如圖2所示。結(jié)合第2節(jié)計(jì)算公式，得出的干擾仿真效果如圖3所示。

圖2 對(duì)雙架同時(shí)進(jìn)攻無人機(jī)干擾陣地部署圖

圖3 對(duì)雙架同時(shí)進(jìn)攻無人機(jī)干擾效果圖

根據(jù)無人機(jī)突防速度快、打擊精度高的特點(diǎn)，設(shè)定干擾系統(tǒng)的干擾臨界距離為10km。由圖3可知當(dāng)無人機(jī)進(jìn)入系統(tǒng)設(shè)定的干擾距離時(shí)，對(duì)無人機(jī)的壓制系數(shù)為32，大于評(píng)估值30。因此可以認(rèn)定雙架無人機(jī)同時(shí)進(jìn)攻時(shí)，只要在來襲方向部署干擾機(jī)，就可以對(duì)其有效的干擾從而保護(hù)目標(biāo)雷達(dá)。

針對(duì)雙架無人機(jī)分時(shí)進(jìn)攻目標(biāo)雷達(dá)時(shí)，干擾機(jī)的部署模式可以采取前后分級(jí)配置的模式，當(dāng)前一部干擾機(jī)對(duì)前一架次無人機(jī)進(jìn)行干擾之后，隨即由另一部干擾機(jī)對(duì)后一架次的無人機(jī)進(jìn)行干擾，陣地部署如圖4所示，形成的干擾仿真效果如圖5所示。

圖4 對(duì)雙架分時(shí)進(jìn)攻無人機(jī)干擾陣地部署圖

圖5 對(duì)雙架分時(shí)進(jìn)攻無人機(jī)干擾效果圖

圖5所示，當(dāng)雙架無人機(jī)分時(shí)進(jìn)入系統(tǒng)設(shè)定的干擾距離時(shí)，對(duì)兩架無人機(jī)的壓制系數(shù)均大于30。因此針對(duì)雙架無人機(jī)分時(shí)進(jìn)攻模式，只要在來襲方向采取分級(jí)部署方式配置干擾機(jī)，就能有效的干擾從而保護(hù)目標(biāo)雷達(dá)。

3.2 三部干擾機(jī)的干擾效果

為提高突防概率，多部無人機(jī)采取集中式進(jìn)攻時(shí)，為保護(hù)目標(biāo)雷達(dá)可采取線性部署方式來壓縮干擾方向，在盡可能小的波束寬度上對(duì)無人機(jī)實(shí)施干擾，具體部署方式如圖6所示，其中干擾機(jī)之間的距離設(shè)置為400m，相應(yīng)的干擾仿真結(jié)果如圖7所示。

圖6 對(duì)集中式無人機(jī)干擾部署圖

由圖7可以得到，在確定無人機(jī)來襲方向，干擾機(jī)采取線性部署方式時(shí)，干擾系統(tǒng)對(duì)無人機(jī)群的壓制系數(shù)均大于30。因此，對(duì)于無人機(jī)集中式進(jìn)攻模式，在來襲方向采取線性方式部署干擾機(jī)，可以進(jìn)行有效的干擾從而保護(hù)目標(biāo)。

圖7 對(duì)集中式無人機(jī)干擾效果圖

與多機(jī)單方向集中式進(jìn)攻有所區(qū)別的是多機(jī)多方向游獵式打擊，其進(jìn)攻方向靈活，較單方向進(jìn)攻，空情較為復(fù)雜。對(duì)于這類進(jìn)攻模式，圖6提出的線性部署就不能完成干擾任務(wù)，需要將干擾機(jī)進(jìn)行環(huán)形部署才能有效地對(duì)多方向無人機(jī)進(jìn)行壓制，環(huán)形部署如圖8所示，仿真得到干擾效果如圖9所示。根據(jù)仿真結(jié)果，當(dāng)無人機(jī)采取游獵方式進(jìn)攻時(shí)，將干擾機(jī)環(huán)形部署，可形成有效壓制性干擾，其壓制系數(shù)均大于30。

圖8 對(duì)游獵式無人機(jī)干擾部署圖

圖9 對(duì)游獵式無人機(jī)干擾效果圖

4 結(jié)語

本文從強(qiáng)電子干擾對(duì)抗反輻射武器打擊的角度出發(fā)，分析了干擾機(jī)對(duì)被動(dòng)導(dǎo)引頭的有效壓制區(qū)計(jì)算方法，然后結(jié)合反輻射武器進(jìn)攻模式，研究了干擾機(jī)的布站位置對(duì)導(dǎo)引頭的干擾效果。結(jié)果表明：雙架無人機(jī)同時(shí)進(jìn)攻時(shí)，在攻擊方向部署干擾機(jī)可以有效干擾；雙架無人機(jī)分時(shí)進(jìn)攻時(shí)，在攻擊方向分級(jí)部署干擾機(jī)可以有效干擾；多架無人機(jī)集中進(jìn)攻時(shí)，在攻擊方向線性部署干擾機(jī)可以有效干擾；多架無人機(jī)游獵進(jìn)攻時(shí)，采取環(huán)形部署干擾機(jī)可以有效干擾，該結(jié)論對(duì)強(qiáng)電子干擾的后續(xù)研究打下了基礎(chǔ)。