基于雷达探测距离的舰艇编队有源协同压制干扰效能分析

【摘 要】舰艇编队对敌雷达实施有源协同压制干扰，相比单舰实施压制干扰而言，具有干扰功率大及不易暴露目标等优势。雷达的一个重要指标是雷达探测目标的距离，本文借助雷达在受干扰条件下探测距离的变化来度量编队协同压制干扰的效能。通过仿真计算，对比具备不同干扰功率的舰艇在不同的协同方式下，对雷达探测距离的影响，得出了编队在实施有源协同压制干扰时，提高使用效能的方法结论，对编队实施有源协同压制干扰时干扰队形的研究及战术的制定，具有一定的参考价值。

【关键词】雷达探测距离；舰艇编队；有源干扰；协同；干扰效能

【Abstract】Compare with the self barrage jamming of a single warship， the fleet active cooperative barrage jamming have observably merit. The detection range is one of the main index of radar. The text analysis the efficiency of cooperative barrage jamming based on the change of radar detection range. Through comparing the jamming efficiency of different jamming mode based on radar detection range， the text educe the method of how to enhance the jamming efficiency. And the text also have referenced value to the formation and the tactic of the fleet active cooperative barrage jamming.

【Key words】Radar detection range； Fleet； Active jamming； Cooperative； Jamming efficiency

0 引言

有源协同干扰方法指编队内各舰有源干扰之间协同使用，提高编队整体干扰效果。编队有源干扰中的压制干扰协同，主要是由于现有的单舰干扰资源功率有限，在对远程雷达实施压制干扰时，效果不明显。此外，针对单舰实施的自卫式压制干扰，敌方可能通过干扰机的方向来判断我方舰艇的方位。以多艘舰艇协同对敌方雷达实施压制干扰，对每部干扰机的功率要求不会太大，敌方雷达也无法根据干扰扇面中心线来判断我编队舰艇的方位[1]。

警戒雷达的探测距离，是衡量雷达系统性能的重要指标。当雷达遭受电子干扰时，探测距离将大大减小，无法察知远距离上的威胁目标，从而使雷达探测目标的能力遭受损失[2]。

本文借助雷达在受干扰条件下的探测距离损失来度量编队协同压制干扰的效能，通过仿真，对比具备不同干扰功率的舰艇在不同的协同方式下，对雷达探测距离的影响，得出编队在实施有源协同压制干扰时，提高使用效能的方法结论。

1 舰艇编队有源协同压制干扰模型建立

假设舰艇编队由三艘驱护舰组成，队形为人字队，队列角为120°，舰间距为30cab[3]。舰艇编队有源协同压制干扰的作战态势如图1所示：

雷达以天线主瓣方向指向前哨舰，干扰机以天线的主瓣指向雷达。当干扰机与被掩护目标没有配置在一起时，干扰能量通常从雷达天线的旁瓣进入雷达。

3 算例及仿真

假设我舰艇编队在海上与敌遭遇，侦察到敌搜索雷达信号后，我编队对其搜索雷达实施有源协同压制干扰。干扰态势如图1所示。

舰艇编队多为混合编队，目的为提高编队的整体作战能力，假设各仿真参数如下：

敌某型警戒雷达的性能参数为：

Pt=5×106W；Gt=32dB；λ=0.1m；k=1.38×10-23J/K；T=290K；F=4dB；n=9。

我实施干扰的舰艇1干扰机的性能参数为：

Pj1=220kW；Gj1=22dB；rj1=0.7；

实施干扰的舰艇2干扰机的性能参数为：

Pj2=180kW；Gj2=20dB；rj2=0.5；

为计算方便，取Rt=Rj1=Rj2=200km；前哨舰RCS值σ=15000m2；K=0.05；

实施干扰的舰艇队列角为120°（即干扰机与雷达天线主瓣方向的夹角θi=60°）。

为对比干扰效果，分以下几种情况进行仿真计算：

3.1 无干扰条件下雷达探测距离计算

由式（5）可得，在无干扰条件下，雷达的探测距离Rmax=276km。

3.2 单舰干扰下雷达探测距离计算

假设由舰艇1单独对雷达实施有源压制干扰，将干扰机1的性能参数及雷达参数带入式（12）得：Rmaxj1=61km。

假设由舰艇2单独对雷达实施有源压制干扰，将干扰机2的性能参数及雷达参数带入式（12）得：Rmaxj2=73km。

对比Rmaxj1及Rmaxj2数值可知，在距雷达相同距离及角度的情况下，干扰功率及干扰增益大的干扰机对雷达的干扰效果更好。

3.3 双舰干扰下雷达探测距离计算

假设舰艇1、舰艇2同时对雷达实施有源协同压制干扰，将两部干扰机参数及雷达参数带入式（4）、式（12）可得，Rmaxj=55km。对比Rmaxj、Rmaxj1、Rmaxj2数值可知，两部干扰机协同对雷达实施压制干扰的效果好于单部雷达实施干扰的效果。

以上均是在初始状态下，单舰或双舰协同对雷达实施有源压制干扰时，对雷达最大探测距离进行了计算。

为得到更大的干扰信号合成功率，取得更好地干扰效果，令舰艇进行机动干扰。

分以下两种情况进行仿真计算：

3.4 单舰机动干扰下雷达探测距离计算

假设两艘舰艇同时对雷达实施有源协同干扰，其中一艘舰艇保持120°队列角，另一舰艇逐步扩大队列角。合成功率值随θ的变化如图2所示：

图中实线为舰艇2保持120°队列角（即干扰机2与雷达天线主瓣方向的夹角θ2保持60°），舰艇1逐渐扩大队列角（即干扰机1与雷达天线主瓣方向的夹角θ1逐步减小）时，合成功率随θ1的变化。

虚线为舰艇1保持120°队列角（即干扰机1与雷达天线主瓣方向的夹角θ1保持60°），舰艇2逐渐扩大队列角（即干扰机2与雷达天线主瓣方向的夹角θ2逐步减小）时，合成功率随θ2的变化。

由图2可以看出，在一艘舰艇保持120°队列角的情况下，随着另一艘舰艇干扰机与雷达主瓣方向的夹角逐渐变小，合成功率逐渐增大。在干扰机与雷达天线主瓣方向夹角为10°左右时，合成功率数值增速较快。在θ1=10°，θ2=60°时，对应的雷达最大探测距离Rmaxj=25Km。在θ1=60°，θ2=10°时，对应的雷达最大探测距离Rmaxj=29km。

3.5 双舰机动干扰下雷达探测距离计算

为简便计算，假设两艘舰艇同时减小队列角，合成功率值随θ的变化如图3所示。

由图3可以看出，随着两艘舰艇逐步扩大队列角（即干扰机与雷达主瓣方向的夹角θ逐渐变小），合成功率逐渐增大。在干扰机与雷达天线主瓣方向夹角为10°左右时，合成功率数值增速较快。在θ1=θ2=10°时，对应的雷达最大探测距离Rmaxj=23km。

将图2、图3合成，如图4所示。

由图4，对比三种情况下雷达接收机接收到的合成干扰功率，可知，两艘舰艇同时扩大队列角时，雷达接收机接收到的合成干扰功率大于单舰扩大队列角时雷达接收机接收到的合成干扰功率，即对雷达最大探测距离的影响更大（如图5所示）。

4 结束语

本文借助雷达最大探测距离损失做为度量舰艇编队对雷达实施有源压制干扰效果的指标。

从上述仿真结果可得出结论：

在两艘舰艇对敌雷达实施有源协同压制干扰时，两舰应同时机动扩大队列角，其对雷达最大探测距离的影响，高于单舰机动扩大队列角及两舰保持原队列角时对雷达最大探测距离的影响。且当队列角大于170°，即实施干扰的舰艇与敌雷达的夹角小于10°时，对雷达探测距离的影响更大。

本文对编队实施有源协同压制干扰时干扰队形的研究及战术的制定，具有一定的参考价值。

【参考文献】

[1]王红军，戴耀，陈奇. 舰艇电子对抗原理[M]. 北京：海潮出版社，2008：67-69.

[2]桑炜森.电子对抗效能分析与评价模型[M]. 北京：出版社，1999：62-63.

[3]谭安胜，邱延鹏，汪德虎. 新型驱护舰编队防空队形配置[J]. 火力与指挥控制，2003，28（6）：6-9.

[4]林象平. 雷达对抗原理[M]. 西安：西北电讯工程学院出版社，1985：361-364.

[5]邵国培，曹志耀，何俊.电子对抗作战效能分析[M].北京：出版社，1998：143.

[6]徐跃，丁亚非，闰中原. 基于雷达探测距离的干扰效能评估[J].雷达科学与技术，2011，9（2）：105.