支援干擾下火控雷達反干擾能力分析＊

余 巍 申文峰 張樹杰 趙 勇 王曉東

（防空兵學院 鄭州 450052）

1 引言

支援干擾通常是由專用的運載平臺（如電子對抗飛機）攜帶雷達干擾設備或器材，對敵方雷達進行干擾，掩護己方的作戰行動，保障作戰兵力、兵器的安全［1］。支援干擾是現代空襲作戰中主要的干擾戰術樣式之一。火控雷達與火炮或導彈組成地面自動防空武器系統，火控雷達的作用是搜索、發現、截獲、跟蹤空中目標，為火炮或導彈提供射擊諸元［2］。火控雷達是我軍防空體系中非常重要的武器裝備，可控制火力進行射擊，對空襲兵器造成直接的威脅。在現代戰爭復雜電磁環境下，火控雷達是對方攻擊和干擾的重點目標。定量計算支援干擾對火控雷達的影響，對于分析火控雷達的反干擾能力，研究合適的反干擾技術和戰術對抗措施，都有很好的參考價值。

2 支援干擾的分類及特征

按干擾機、雷達和目標之間的相互位置關系，支援干擾可分為遠距離支援干擾、近距離支援干擾和隨隊支援干擾三種［3～5］。

遠距離支援干擾（Stand off Jamming，SOJ）：即干擾機遠離雷達和目標，通過輻射強干擾信號掩護目標。實施此干擾時，由于火控雷達的波束較窄，干擾信號可從雷達的主瓣或旁瓣（主要從旁瓣）進入接收機，一般采用壓制性干擾。遠距離支援干擾的優點是干擾平臺處于敵方防空火力系統攻擊范圍外，比較安全；采用專門的干擾平臺，干擾功率大；可以同時干擾多個目標，干擾時間長。

隨隊支援干擾（Escort Jamming，ESJ），又稱護航干擾，即干擾機位于目標附近，通過輻射強干擾信號掩護目標。隨隊支援干擾的優點是干擾平臺距雷達近，干擾效率高；采用專用的干擾設備，干擾功率較大；干擾信號可從雷達的主瓣或旁瓣（主要從主瓣）進入接收機，一般采用壓制性干擾。ESJ飛機應具有與目標相同的機動能力。

近距離支援干擾（Stand Forward Jamming，SFJ），即干擾機到雷達的距離領先于目標，通過輻射干擾信號掩護后面的目標。近距離支援干擾的優點是由于距離領先，干擾機可獲得預先引導時間，使干擾信號頻率精確對準雷達頻率；干擾機離雷達越近，進入雷達接收機的干擾能量就越強。出于安全性考慮，這種通常由投擲式干擾機或無人機擔任。

3 支援干擾下火控雷達的反干擾能力模型

3.1 支援干擾下的自衛距離

受到支援干擾時，雷達接收到的目標回波信號功率為

式（1）中：Pt為雷達的發射功率；Gt為雷達天線主瓣方向上的增益；σ為目標有效反射面積；Rt為目標與雷達之間的距離；λ為雷達的工作波長。

雷達接收到的干擾信號功率為

式（2）中：Pj為干擾機的發射功率；Gj為干擾機天線主瓣方向上的增益；γj為干擾信號對雷達天線的極化系數，一般取γj＝0.5；Rj為干擾機與雷達之間的距離。G′t為雷達天線在干擾機方向上的天線增益，G′t的概略計算公式為［6］

式（3）中：θ為雷達主瓣方向與干擾機方向的夾角；θ0.5為雷達天線波瓣寬度；K為常數，取0.04～0.1內的值［6］；對高增益天線方向性強的天線，K取較大值，對波束較寬的天線，取較小值。火控雷達屬于高增益天線，一般取0.7～0.1內的值。

根據式（1）和式（2），考慮干擾信號和雷達信號的帶寬差別，可得雷達接收的干信比為

式（4）中：Δfr為雷達接收機帶寬；Δfj為干擾機帶寬。

如果式（4）所表示的干擾功率與回波信號功率比大于或等于壓制系數Kj時，可得干擾方程的一般表達式［6］：

對于常規脈沖雷達、捷變頻雷達、頻率分集雷達等，干擾壓制系數一般取值為3dB［7］。

當式（5）取等號時，則此時的稱為雷達自衛距離，可用表示，其值為

結合不同支援干擾特點的分析，對于干擾火控雷達，式（6）中各種參數的取值特點如表1所示。

表1 對火控雷達不同干擾情況下各參數取值特點

3.2 采用反干擾措施后對自衛距離計算的修正

1）采用跳頻措施后的修正

頻率在較寬的范圍內跳變，使雷達不斷跳到不受干擾的頻率上工作，是火控雷達重要的反干擾措施。頻率跳變的速度越快、范圍越大、隨機性越強，則反干擾能力就越高。若采用固定多點跳頻方式，則跳頻的點數n一般不超過20。對于這種捷變頻雷達，干擾機可以采用儲頻記憶，同時發射n個頻率點的干擾信號，使雷達不論跳到哪個頻率點都要受到噪聲壓制干擾。對于固定多點跳頻反干擾，式（6）可修正為

隨著技術的發展，現代火控雷達可在整個工作帶寬中采用隨機數字編碼跳頻，此時由于干擾機無法掌握雷達固定的頻率點，一般采用寬帶噪聲阻塞干擾，則干擾頻帶需要覆蓋整個雷達的工作頻帶fr，即：

2）采用脈沖壓縮技術后的修正

脈沖壓縮，是指發射機發射載頻按一定規律變化的寬脈沖信號，然后將目標回波信號在接收機中壓縮成窄脈沖信號。現代火控雷達常采用脈沖壓縮技術，在發射時可以采用寬脈沖提高發射平均功率，保證足夠遠的探測距離，接收時，還可以獲得窄脈沖回波以保證良好的距離分辨力，因而有效地解決了探測距離與距離分辨力之間的矛盾［8］。采用脈沖壓縮技術后，干擾信號與雷達信號失配，還將導致壓制系數發生變化，可用下式進行計算［5］：

式（9）中，Pt1為常規脈沖雷達的發射功率；Pt2為脈沖壓縮雷達的發射功率；τ1為常規脈沖雷達的發射脈沖寬度；τ2為脈沖壓縮雷達的發射脈沖寬度；KO為雷達發射脈沖寬度變寬后引起矩形參數變化的一個系數，可取值為1.5；F1為常規脈沖雷達的脈沖重頻；F2為脈沖壓縮雷達的脈沖重頻。

3.3 火控雷達反干擾能力評估模型

火控雷達是配屬于防空火力系統的，單獨計算火控雷達受到干擾下的自衛距離，并以此作為反干擾能力的評估值，不能很好地體現出干擾對整個火力系統的影響。火控雷達的自衛距離需要保證火力系統能夠完成對空射擊任務。文獻［9］分析了最大開火距離和壓縮開火距離，文獻［10］計算了火控雷達的戰術要求最小距離。最大開火距離Rmax是將目標進入火力系統有效殺傷范圍時的位置作為提前位置時，相應的現在位置的斜距離；壓縮開火距離Rmin是保障火力系統在臨近航路上有一定射擊時間前提下的最小開火距離。很明顯，最大開火距離和壓縮開火距離需要根據火控雷達、火控雷達配屬的防空火力系統和不同類型的空中目標分別進行確定。從戰術的角度來說，火控雷達自衛距離必須不低于防空火力系統反應所要求的最小距離。當小于Rmin時，火控雷達已無法引導火力射擊，此時雷達反干擾能力為0。若火控雷達自衛距離大于最大開火距離，則可以保證火力系統正常射擊，反干擾能力值為1。借鑒上述思想，可以計算火控雷達反干擾能力評估值β為

4 實例計算和分析

下面以干擾機掩護戰斗轟炸機突防配屬有火控雷達的防空火力系統為作戰背景，分別計算不同支援干擾樣式時的火控雷達反干擾能力值。

火控雷達參數設為：Pt＝160kW，Gt＝36dB，θ0.5＝2°，Kj＝3dB，K＝0.1，Δfr＝3MHz；若采用固定跳頻技術，則變頻點為10個；若采用隨機數字編碼跳頻，則可在fr＝1000MHz內隨機變化；采用脈沖壓縮技術后，雷達發射功率變為150kW，發射脈沖寬度由0.3μs變為6μs，脈沖重復頻率不變。防空火力系統參數設為：Rmax＝10km，Rmin＝2km。支援干擾機和突防機的參數設為：σ＝20m2，Gj＝20dB，Δfj＝6MHz；遠距離支援干擾時，Pj＝1000kW，Rj＝200km；隨隊支援干擾時，Pj＝2kW，Rj＝Rt；近距離支援干擾時，Pj＝200W，Rj＝2km。

根據表1對各參數取值特點的分析，計算不同θ時火控雷達反干擾能力值β，結果如表2所示。

表2 支援干擾下不同時火控雷達反干擾能力評估值

也可以對各參數取不同值進行計算，限于篇幅，不詳細列舉。對于上述作戰背景，從計算結果可以看出：

1）火控雷達反支援干擾能力和干擾機天線與雷達天線主瓣的夾角θ關聯性強。當電子干擾機天線主瓣對準雷達天線主瓣時，干擾效果最好；｜θ｜在0°～90°范圍內增大時，反干擾能力逐漸增強，｜θ｜在90°～180°范圍內變化時，反干擾能力基本不變。因此，從干擾方分析，隨隊支援干擾的效果比遠距離支援干擾和近距離支援干擾好。

2）沒有反干擾措施時，火控雷達反干擾能力較差；采用反干擾措施后，反干擾能力有明顯改善；其中隨機數字編碼跳頻反干擾措施的反干擾效果最佳，固定多點跳頻和脈沖壓縮的反干擾效果相似，若提高脈沖壓縮比和固定跳頻的點數，其反干擾能力將進一步增加。

3）對于遠距離支援干擾，在火控雷達采取反干擾措施后，基本可以保證火力系統完成對空射擊任務。

4）對于近距離支援干擾，關鍵在于干擾機是否能對準雷達天線主瓣進行干擾。若對準雷達天線主瓣，則近距離支援干擾和隨隊支援干擾效果相似，即使采取反干擾措施，火控雷達難以為火力系統提供射擊諸元。若沒有對準天線主瓣，則火控雷達的反干擾能力大大增加。

5）對于隨隊支援干擾，要取得較好效果，干擾機應和突防機保持密集隊形，使干擾機處于雷達天線主瓣內。在干擾帶寬覆蓋整個雷達工作帶寬的情況下，配備火控雷達的防空火力系統將難以完成對空射擊任務。此時須考慮新的反干擾措施。

5 結語

本文對火控雷達在不同支援干擾下的反干擾能力進行了計算和分析，由于考慮了采取固定多點跳頻、隨機數字編碼跳頻和脈沖壓縮等技術措施后對火控雷達反干擾能力的影響，所得結果能反映出實際情況，具有一定參考和應用價值。在現代戰場復雜電磁環境下，干擾方必定是多種干擾戰技術方法并用，因此，對于支援干擾和無源干擾、欺騙干擾等多種干擾方式混合下的火控雷達反干擾能力評估問題，還需要進一步深入探討和研究。

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