２０１１年１０月 舰船电子对抗 ＳＨＩＰＢ０ＡＲＤ ＥＬＥＣＴＲ０ＮＩＣ Ｃ０ＵＮＴＥＲＭＥＡＳＵＲＥ Ｏｃｔ．２０１１ Ｖｏ１．３４ Ｎｏ．５ 第３４卷第５期 远距离支援干扰对雷达的压制效能分析 王敬强，骆鲁秦，刘洪彪，姚林宏 （空军航空大学，长春１３０２２） 摘要：远距离支援干扰机对雷达干扰的主要表现形式是形成一定的压制区域，使我方突防编队可以在压制区域中突 防，不被敌方发现。建立了远距离支援干扰机对雷达干扰的压制区域与空域模型，进而对远距离支援干扰对雷达的 干扰效能进行了分析。 关键词：远距离支援干扰；压制区域；压制空域；效能 中图分类号：ＴＮ９７２．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：ＣＮ３２—１４１３（２０１１）０５—０１０１—０４ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｂｌａｎｋｅｔ Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｏｆ Ｌｏｎｇ－ｒａｎｇｅ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｊａｍｍｉｎｇ ｔｏ Ｒａｄａｒｓ ＷＡＮＧ Ｊｉｎｇ—ｑｉａｎｇ，ＬＵＯ Ｌｕ—ｑｉｎ，ＬＩＵ Ｈｏｎｇ—ｂｉａｏ，ＹＡＯ Ｌｉｎ—ｈｏｎｇ （Ｔｈｅ Ａｖｉａｔｉｏｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ａｉｒｆｏｒｃｅ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ １３００２２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｆｏｒｍ ｏｆ ｔｈｅ ｌｏｎｇ—ｒａｎｇｅ ｓｕｐｐｏｒｔ ｊａｍｍｅｒ ｊａｍｍｉｎｇ ｒａｄａｒｓ ｉｓ ｔｏ ｆｏｒｍ ｔｈｅ ｄｅｆｉｎｉｔｅ ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｎｇ ａｒｅａ，ｗｈｉｃｈ ｅｎａｂｌｅｓ ｏｕｒ ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｏ ｐｅｎｅｔｒａｔｅ ｉｎ ｔｈｅ ｂｌａｎｋｅｔ ａｒｅａ ｗｉｔｈｏｕｔ ｂｅｉｎｇ ｆｏｕｎｄ ｂｙ ｅｎｅｍｙ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｓ ｔｈｅ ｊａｍｍｉｎｇ ｂｌａｎｋｅｔ ａｒｅａ ａｎｄ ｓｐａｃｅ ａｒｅａ ｍｏｄｅｌｓ ｏｆ ｔｈｅ ｌｏｎｇ—ｒａｎｇｅ ｓｕｐｐｏｒｔ ｊａｍｍｅｒ ｊａｍｍｉｎｇ ｒａｄａｒｓ，ｔｈｅｒｅｂｙ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｉｏｎｇ—ｒａｎｇｅ ｓｕｐｐｏｒｔ ｊａｍｍｉｎｇ ｔｏ ｒａｄａｒｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｌｏｎｇ—ｒａｎｇｅ ｓｕｐｐｏｒｔ ｊａｍｍｉｎｇ；ｂｌａｎｋｅｔ ａｒｅａ；ｂｌａｎｋｅｔ ｓｐａｃｅ ａｒｅａ；ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ０ 引 言 远距离支援干扰机对雷达的干扰是通过向敌雷 达主瓣辐射高工作比的噪声信号，使敌雷达显示器 上出现一定宽度的干扰扇面甚至使显示的信号饱和 以至于完全淹没目标信号；或者采用低工作比的欺 骗干扰信号，使敌显示器上出现大量假目标和真目 标回波混在一起，使雷达分辩不出真目标。 图１ 远距离支援干扰机俯仰覆盖范围示意图 （ａ） ｆｂ） 空域覆盖范围分析 远距离支援干扰机一个重要的指标就是空域覆 如图１所示，Ｒ为地球半径，Ｈ为远距离支援 干扰机飞行高度，Ｒ 为干扰机雷达侦察视距，０为干 扰机的干扰波束瞬时俯仰角，Ｌ为干扰机对地面雷 达的俯仰覆盖距离，可推出Ｌ的计算公式为： 盖范围。空域覆盖范围包含俯仰覆盖范围、瞬时俯 仰覆盖范围、方位覆盖范围、瞬时方位覆盖范围。下 面逐一进行分析。 １．１俯仰覆盖范围 Ｌ：＾／／ 所示。 一Ｈ・ｔａｎ［ａｒｃｃｏｓ￣一 ］（１） 假设Ｈ为７．５ ｋｍ，则有干扰机的视距为Ｒ 一 ３５５ ｋｍ。当０取不同的值时，Ｌ与Ｄ，的取值如表１ 远距离支援干扰机对地面雷达（假设雷达高度 为Ｏ）的俯仰覆盖范围如图１（ａ）所示，为了简化计 算模型，将图１（ａ）转化为图１（ｂ）形式。 收稿日期：２０１１—０３一Ｏ３ １Ｏ２ 舰船电子对抗 第３４卷 表１ 值与Ｌ、Ｄ，的对应关系表 （。） Ｌ（ｋｍ） ＤＩ（ｋｉｎ） Ｏ．５ １Ｏ３．８ ２５１．２ １ ｌ６Ｏ．６ １９４．３ ２ ２２１．２ １３３．７ ３ ２５３．Ｏ １Ｏ１．９ ４ ２７２．７ ８２．２ ５ ２８６．０ ６８．９ ６ ２９５．６ ５９．３ 由表１可以看出，当 为２。时，Ｄ 已经达到 １３３．７ ｋｍ。而远距离支援干扰机一般部署在距敌 方雷达２００ ｋｍ左右，此时，远距离支援干扰机的干 扰波束已经完全覆盖从敌方雷达到视距范围。 １．２方位覆盖范围 干扰机方位覆盖范围包涵方位覆盖范围和瞬时 方位覆盖范围。远距离支援干扰机为了同时干扰多 部雷达，方位角一般比较大。 １．３ 干扰机的天线增益模型分析 根据天线方向图的经验数学模型［１］，天线增益 为天线方向系数与天线效率的乘积，即： Ｇ： Ｄ （２） 式中：Ｄ为天线方向系数，Ｄ一 一 一 ； 为天线效率（通常取０．９￣Ｏ．９５）； 为天 线面积利用系数（通常取０．７～１）； 为天线波束方 位角； 为天线波束俯仰角。 ２ 干扰压制区域模型 ２．１干扰压制区域模型 引用雷达方程，雷达接收机接收到的目标回波 功率为： Ｐ一 ２ ２ （３） 式中：Ｐ ，Ｇ 为雷达的发射峰值功率和天线增益； 为目标的有效反射面积；Ｒ 为目标与雷达的距离； 为雷达信号的波长。 进入雷达接收机的干扰信号功率为： Ｐ 一 （４７黯Ｒ・ｃ）。 筹Ａ ㈤ 一 式中：Ｐ，，Ｇｊ为干扰机的发射功率和天线增益； 为 干扰信号对雷达天线的极化损失；Ｒ 为干扰机与雷 达之间的距离；Ａ．ｆｒ和△ 分别为雷达和干扰机的 带宽；Ｇ 为偏离主瓣最大方向 角的雷达天线 增益。 根据干扰压制系数的定义，要实现有效干扰，雷 达接收机输入端干扰信号和目标回波信号的功率比 应满足： 甓一麓Ｐｒ Ｐ ｔ Ｇ・ｔｄ 警Ｒ・筹・△． Ｇ ｔ一 … ㈤ 结合雷达天线方位的归一化增益函数 ： ｆ １， ｌ ｌ＜ ．ｓ／２ 一｛忌（警） ｓ ＜ ㈤ 【愚（ ），９０￣＜ ＜１８０。 可以得到使用单部干扰机实施干扰时的最小有 效干扰距离为： Ｒ 一 一 Ｒｊ —＝， ，／Ｘ ０ Ｉ＜ ． ／２ 旦—————— 一．● —————一． ８ｏ ５ ． ／２＜Ｊ ０ ｌ＜９０。（７） Ｒ； ９０。 ００ ９０。＜ｌ ｌ＜１８０。 式中：ｋ一０．０４～０．１，其值视天线而定，低副瓣天线 的最应取较小的值；Ａ为天线有效面积，Ａ＝ 甓・ Ｋ ． Ａｆ．ｊ Ｒ一 Ｇ 。 ２．２仿真分析 设定雷达、远距离支援干扰机、突防飞机的参数 如表２所示。根据式（７）建立的压制区域模型， Ｍａｔｌａｂ仿真得到干扰机采用噪声干扰样式时的干 扰压制区如图２所示。 表２雷达、干扰机和目标的参数表 Ｐ 一１ １００ ｋＷ Ｇ ＝４０ ｄＢ 雷达 ０ｏ ５＝２。 △ｆｒ＝１０ ＭＨｚ 一２５ 一０．０７５ ＝０．１ ｍ Ｐ ｉ 一一１００ ｄＢｍ Ｐｊ一２０ ｋＷ Ｇｊ：１０ ｄＢ 远距离支援干扰机 一０．５ △ 一５０ ＭＨｚ Ｈ：＝７ ５００ ｍ Ｄｊ＝２２０ ｋｍ 突防飞机 一５ ｍ０ 第５期 王敬强等：远距离支援干扰对雷达的压制效能分析 １０３ ２７０ ——一无干扰时雷达的探测距离 一…干扰后雷达的探测距离 图２干扰压制区域仿真图 在图２中，实线为雷达没有受到干扰情况下的 探测范围，虚线为雷达受到干扰之后的探测范围。 在受到干扰之后，雷达的探测范围明显缩小，由 ４０８ ｋｍ减小到了２００ ｋｍ以内，在０。方向即雷达面 向干扰机的方向，距雷达１００ ｋｍ处形成了大于６Ｏ。 的压制扇面，可见干扰效果比较明显。 ３ 干扰压制空域模型 远距离支援干扰机执行掩护突防飞机的作战空 间位置如图３所示，突防飞机相对于雷达的方位角 为ａ，俯仰角为 ，干扰情况下雷达在突防飞机方向 的探测距离为Ｒ ；突防飞机的高度为Ｈ ；干扰机与 敌方雷达的距离为Ｒ ；干扰机的高度为Ｈｉ；０为雷 达对目标和干扰机的张角。可见任意时刻的方位角 ａ、俯仰角 只对应唯一的 。 Ｓ０Ｊ 图３远距离支援干扰机掩护突防飞机 空间位置示意图 由式（７）可以得出不同口下的雷达探测距离 Ｒ 。而要得到立体的压制空间，则需要进行坐标转 换。建立阵面直角坐标系（ ，ｙ， ）与阵面球坐标系 （Ｒ ， ， ）的转换关系如下： ｆｚ—ＲｔＩ ｃｏｓｌｆｃｏｓａ Ｙ—Ｒ ｃｏｓｌｆｓｉｎａ （８） ｌｚ＝Ｒ ｓｉｎｆｌ ＝ａｒｃｃｏｓ（ ）一 ａｒｃ （ ） －ｚ｜ｙ ／ Ｒ 图４ 向量空Ｉ司坐标系 得到 后，结合雷达天线的方位、俯仰增益函数 可以得到雷达指向目标的增益为。。］： Ｇ 一Ｇ （０）Ｙ１（ ） （１２） 雷达指向远距离支援干扰机的增益为： Ｇ 一Ｇ （０）ｙ （ ）Ｆ（ ） （１３） 将式（１２）和式（１３）代人到雷达干扰方程式有： 一 ． 壁．垒厶． ：：＝ Ｐ， Ｐ Ｇ Ｒ △ Ｇ １０４ 舰船电子对抗 第３４卷 ． 翌．全厶． ！ Ｒ △ ［Ｇ （０）ｙ （ ）］。 一 Ｐ ｄ Ｐｊ ＱｒＧ Ｒｊ・ ・ △筹・ ｙ （ ） 一≥Ｋ （１４） 则最小有效干扰距离为： Ｒ 一 Ａ・趟 键 、７ ｝√ ０） （１５） 图５干扰机对三坐标雷达的压制空域仿真图 式中：函数Ｙ （口）为俯仰增益包络函数；函数Ｆ（ ）为 方位增益函数。 ３．２仿真分析 结合式（７）、式（１５）及雷达天线的方位、俯仰增 益函数 ］，代入表３中的雷达、干扰机和目标的参 数，即可仿真得到远距离支援干扰机对三坐标雷达 的压制空域如图５所示。 表３雷达、干扰机和突防飞机性能参数表 Ｐ ．综上可见，建立干扰机对雷达的空间压制区模 型是很有必要的，首先可以很直观地看到干扰机对 雷达的空间压制效果，选择比较合适的高度突防；其 次，根据压制空域仿真可以发现，在不同高度上干扰 机对雷达的压制区域差别很大，传统的对干扰压制 区域的求解大多局限于平面，不能准确地反映突防 １ １００ ｋＷ Ｇ ＝４０ ｄＢ ５—２。 △＿厂ｒ一１０ ＭＨｚ 雷达 一２５ ｅ一２。 一０．１ ＩＴＩ ｋ一０．Ｏ７５ ＆一４５。 Ｐ…一一１００ ｄＢｍ 飞机在指定高度上的压制区域，建立干扰机对雷达 的空间压制区域模型，能够得到在不同高度上支援 干扰机对雷达的压制区域，能够更加全面合理地反 映干扰能力。 参考文献 ［１］林象平．电子对抗原理（上册）［Ｍ］．西安：西北电讯工 程学院出版社，１９８２． Ｐ 一２０ ｋＷ Ｇｊ １０ ｄＢ 远距离支援干扰机 ｙ一０．５ Ｈ ：７ ５００ ｍ △ 一５０ ＭＨｚ Ｄｊ＝２２０ ｋｍ 突防飞机 一５ ｍ 根据图５中干扰机对三坐标雷达压制区域可以 发现以下结论： ［２］王星．航空电子对抗［Ｍ］。北京：国防工业出版社， ２００８． （１）随着高度的变化，干扰机对雷达压制区也 会相应变化。目标高度越大，雷达的探测范围越小， 干扰机对雷达的压制扇面越宽。 １－３３刘洪彪．远距离支援干扰机雷达干扰效能研究［Ｄ］．长 春：空军航空大学，２０１０． （２）干扰机对三坐标雷达的压制空域随着高度 变化，压制区域会明显变小。 ［４］王雪松，肖顺平，冯德军，等．现代雷达电子战系统建模 与仿真［Ｍ］．北京：电子工业出版社，２０１０． （上接第１００页） 标对海上目标等在平面内机动的目标，同样具有很 高的适用性。 ４ 结束语 本文提出的图形化三维航迹建模方法具有简便 直观、可操作性强的特点，能够根据试验态势迅速、 准确地建立复杂航迹的数学模型，从而解决了直接 对复杂航迹进行数学建模难度大、直观性差的问题。 参考文献 ［１］杨海林，郭爱芳，董伟凡，等．基于３ＤＳ模型的飞行再 现设计［Ｊ］．计算机仿真，２００４，２１（３）：７１—７３． ［２］徐明友，丁松滨．飞行动力学［Ｍ］．北京：科学出版 社，２００３． 本文提出的航迹数据生成方法能够根据试验态势对 目标运动速度的设置将航迹数学模型转化为航迹数 据。经验证，航迹数据和航迹模型具有良好的一致 性。本文所研究的航迹生成方法不仅可用于空中目 ［３］ 陈才生．数学物理方程［Ｍ］．北京：科学出版社，２００８． ［４］徐士良．Ｃ常用算法程序集［Ｍ］．北京：清华大学出版 社，２００１．
