干擾吊艙支援干擾艦艇對空警戒雷達時配置問題研究

孟慶凡，于 夫

（海軍大連艦艇學院，大連116018）

0 引 言

本文著重研究復雜電磁環境下，干擾吊艙對航空兵突防水面艦艇過程中協同保護時的配置方法。突防過程中，航空兵可能遭到敵艦艇對空警戒雷達的威脅，因此研究干擾吊艙對敵雷達實施支援干擾時，如何配置以使得航空兵能順利完成突防任務這一問題十分重要。本文以高度、距離以及角度3個空間要素為基本點，討論了干擾吊艙配置在不同高度、距離以及角度上時，對敵雷達最大探測距離的影響，以確定干擾吊艙的最優配置。由于空中兵力機動性能好，在作戰中其活動的范圍廣闊，相對而言水面艦艇航速慢、位置相對固定，此時，干擾吊艙的配置方法十分靈活。因此在現有裝備條件下，對干擾吊艙在作戰中的配置顯得尤為重要。

1 干擾吊艙支援干擾的實施方法

支援干擾通常都是在被保護目標之外配置干擾機，同時對敵方遠程預警或搜索雷達進行干擾，在被保護目標周圍形成一定范圍的雷達干擾區域，使敵雷達不能正確地探測和跟蹤目標。

干擾吊艙進行支援干擾時，要根據不同艦艇所裝備的不同對空警戒雷達的探測范圍、支援掩護的編隊飛臨敵兵器攔截圈的時間，正確及時地選擇干擾的時機。支援干擾態勢如圖1所示。

圖1 支援干擾態勢

2 干擾吊艙的配置研究及仿真

2.1 支援式干擾下的雷達探測距離模型

由探測距離損失度量可知無干擾時艦載雷達的最大探測距離[1]：

式中：Pt為雷達系統發射功率；Gt為雷達天線增益；λ為雷達信號波長；στ為被探測目標有效雷達散射截面積；K為波爾茲曼常數；T為用絕對溫標度量的環境溫度；Bn為雷達接收機等效噪聲帶寬；F為雷達接收機噪聲系數；D為雷達識別系數。

當雷達系統遭到電子干擾時，雷達接收機線性部分輸入端不只存在熱噪聲功率，而且存在干擾機發射的干擾信號功率，因此，由探測距離損失度量法可得：

式中：Prj為雷達接收機的有源電子干擾功率；Pj為干擾機發射功率；Gj為干擾機天線在雷達方向上的增益；G′t為雷達天線在干擾機方向上的增益；Δfj為干擾機帶寬；Δf為雷達帶寬。

2.2 干擾吊艙配置距離研究

在支援式干擾作戰中，干擾機與被干擾目標的干擾距離將直接影響干擾作戰的效果，所以有必要分析支援式干擾時，不同干擾距離對雷達壓制區域的影響[2]。

給定具體態勢如下：干擾吊艙對某型艦載對空警戒雷達進行支援式干擾，掩護距離雷達100km的我方作戰飛機，其中干擾吊艙與雷達的距離分別為300km、200km、100km、50km。對干擾機和雷達之間的不同距離下雷達有效壓制區域進行仿真，得到了如圖2所示的仿真結果。

圖2 干擾吊艙與雷達之間不同距離時的仿真結果

圖2顯示了支援式干擾中的干擾距離與雷達有效壓制區域的關系。仿真的結果與雷達熒光顯示器的輸出形式相同，為極坐標形式，心形曲線表示為雷達受到干擾后在不同方位的最大探測距離，將最大探測距離連接起來后所包含的區域即為有效壓制區域。從圖中可以看出干擾吊艙在300km的距離上對某型艦載對空搜索雷達進行干擾時雷達的有效探測區域明顯要大于在50km上對雷達的壓制區域。

對仿真結果的分析可以發現：干擾吊艙與雷達的距離越小，雷達有效探測區域越小，對雷達的壓制效果也越明顯，干擾扇面也越大，但是也要注意到，干擾作戰時并不是一味地縮短干擾機與雷達的干擾距離就行，因為要考慮到雷達的燒穿距離，搭載干擾機的平臺進入雷達燒穿距離時自身安全將會受到威脅。

所以在實際的支援式干擾作戰中，干擾吊艙應該在能夠有效壓制敵方雷達、掩護我方突防飛機或艦艇的前提下，盡量保持我方與敵方兵力處于安全的距離，以保證我方作戰飛機的安全。

2.3 干擾吊艙配置高度研究

由于在微波頻段上，電磁波的傳播是近似于直線傳播的，所以地球表面的彎曲所引起的遮蔽作用會使干擾機對目標的直視距離受到限制[3]。干擾直視距離d0（km）為：

式中：h1為雷達天線高度；h2為干擾機高度。

直視距離是由于地球表面彎曲所引起的，它由干擾機高度決定，和干擾機本身的性能無關。它和干擾機的最大干擾距離Rmax是2個不同的概念，如果計算結果是Rmax＞d0，則說明干擾機天線高度和目標高度限制了探測目標的距離；相反，如果Rmax＜d0，則說明雖然被干擾目標處于視線之內，是可以看到的，但由于干擾機性能達不到在d0這個距離上有效干擾目標，而只能干擾距離大于Rmax的同類目標。

通過以上對干擾機干擾視距的分析知道，干擾機的高度對干擾能力有直接的影響[4]。由此不難想象在干擾機具備干擾雷達的技術能力的同時，還要具備在干擾視距以內的戰術可行性。因此有必要分析支援式干擾時，干擾吊艙配置在不同高度對雷達壓制區域的影響。

給定具體態勢如下：干擾吊艙在300km的水平距離上對某型艦載對空搜索雷達進行支援式干擾，掩護距離雷達100km的我方作戰飛機，其中干擾吊艙的高度為10km、6km、3km、1km。利用公式（3）對干擾機和雷達之間的不同高度下雷達有效壓制區域進行仿真，得到了如圖3所示的仿真結果。

圖3 干擾吊艙在不同高度時的仿真結果

根據仿真得到的支援式干擾時干擾吊艙高度和壓制區域的關系可以發現：

（1）干擾吊艙在較遠距離上對雷達進行壓制式干擾時，干擾吊艙高度的變化與壓制區域大小的關系為：干擾吊艙高度變高，壓制區域變小；高度變低，壓制區域變大。但是壓制區域的變化程度很小。通過計算數據對比：干擾機在10km高空進行干擾時對雷達的壓制距離為81.1km，干擾機在1km高空時的壓制距離為80.8km。也就是說干擾機對雷達進行遠距離支援式干擾時高度的變化對壓制區域的影響不大。

（2）干擾吊艙對雷達進行遠距離支援式干擾時，干擾吊艙高度的變化，對干擾視距的變化是有影響的。在10km高度時，干擾機的干擾視距為410km；而在100m高度時，其干擾視距為41km。所以想要在不同的距離上對雷達進行干擾，必須要調整干擾機的高度。比如對探測距離有460km的某型對空搜索雷達，要在其最遠探測距離上就開始對其進行干擾，在不考慮大氣折射的情況下干擾機必須至少達到12.7km的高度才具有足夠的干擾視距。而對最大探測距離只有300km的雷達，干擾機從5.3km的高度進入即可。

2.4 干擾吊艙配置角度研究

因為干擾機對雷達的干擾為支援式干擾，所以干擾機干擾波束，從雷達的旁瓣進入，這樣干擾波束與雷達的旁瓣波束就形成了夾角θ，隨著θ的變化，雷達天線在干擾機方向上的增益G′t也隨之變化，它是一個關于θ的函數，它的經驗公式為[5]：

式中：θ0.5為雷達天線波瓣寬度；θ為雷達與目標連線和雷達與干擾機連線之間的夾角；K為常數。

由公式（3）可知Prj與G′t（θ）的函數關系，將公式（3）、（5）代入公式（2），有：

公式（6）就通過Prj把雷達最大探測距離與雷達與目標連線和雷達與干擾機連線之間的夾角θ建立了聯系，通過這個公式，可以計算出在給定態勢下雷達在不同夾角下的最大探測距離。

給定具體態勢如下：干擾吊艙在300km的水平距離上對某型艦載對空搜索雷達進行支援式干擾，掩護距離雷達100km的我方作戰飛機，其中干擾吊艙的高度為10km，利用公式（6）可計算出在支援干擾情況下θ的變化對雷達最大探測距離的影響。得到如圖4所示仿真結果。

圖4 給定態勢下某對空雷達最大探測距離

由圖4可知θ角越小干擾效果越好，在支援干擾情況下，當θ＝7.6°時，被干擾雷達的探測距離最小為7.9km；隨著θ的增大，受干擾雷達的探測距離不斷增大，在θ＝75°時，被干擾雷達的探測距離最大為81.1km；當θ≥75°時，雷達天線在干擾吊艙方向上的增益只與雷達天線波瓣寬度有關，這時θ≥75°之后天線平均增益電平基本不變，被干擾雷達的探測距離最大為81.1km。

3 結束語

本文通過分析干擾吊艙壓制艦載對空警戒雷達時，雷達最大探測距離與各種空間參數的關系，給出了干擾吊艙在支援干擾敵艦載對空搜索雷達的配備原則。干擾吊艙的最優配置應為：

（1）干擾吊艙與干擾機距離：被干擾雷達距離在不小于燒穿距離以及自身安全受到保護的情況下，應盡可能靠近被干擾雷達；

（2）干擾吊艙高度：由上文可知干擾吊艙高度的變化對被干擾雷達的探測距離影響不大，因此在高度選擇時，只需考慮干擾視距，選擇的高度要滿足干擾視距的戰術要求。

（3）干擾角度：通過計算和仿真結果可知，干擾吊艙與被干擾雷達的夾角，應在滿足戰術要求和自身安全的條件下盡量小，但不能小于雷達天線波瓣寬度的一半，否則就不屬于支援干擾。

以上結論為在實際作戰中，干擾吊艙協同航空兵突防水面艦艇時，怎樣有效保護航空兵安全提供了一定參考。

[1]林象平.雷達對抗原理[M].西安：西北電訊工程學院出版社，1985.

[2]申緒澗，李益民.遠距離支援干擾與機載預警雷達的對抗仿真[J].系統仿真學報，2004，16（9）：2003-2008.

[3]王紅軍，高東華.電子對抗[M].大連：海軍大連艦艇學院出版社，1996.

[4]楊萬海.雷達系統建模與仿真[M].西安：西安電子科技大學出版社，2007.

[5]Robert H Dunwell.Fundamentals of Electronic Warfare[M].Boston：Artech House，2004.