本文將討論遠距離支援式干擾,包括防區外干擾、防區內干擾以及一種防區邊界上的干擾技術。但我們的主要重點是防區外的支援式干擾。本文討論的重點是防區外的支援式干擾,這是一種重要且有效的干擾技術,且對一些新體制雷達具有重要影響。
防區外干擾
對于所有雷達制導的武器,其殺傷范圍受限于雷達的有效作用距離。如圖1所示,雷達天線的主波束對準目標,圖中所示的武器殺傷線表示跟蹤雷達的有效作用距離。
圖1 干擾模型
事實上,包括制導雷達在內的所有雷達都能被干擾,例如跟蹤雷達、目標截獲雷達和信息融合雷達等。通常,攻擊機攜帶彈藥進入雷達防區,而防區外部署有大功率的干擾機對攻擊機進行支援式干擾。
干擾機通常攜帶外掛干擾吊艙,使其具有非常大的雷達截面,從而很容易被雷達制導武器攻擊,因此將它們部署于武器的殺傷射程之外。在防區外干擾距離計算過程中,假設干擾機位置不變,且交戰雙方中僅有一架攻擊機和一個敵方雷達,干擾機在防區外掩護攻擊機。
干擾技術
欺騙干擾技術要求干擾設備在幾十微秒的時間內偵查到被干擾雷達的先驗信息,一般來說,遠距離支援干擾很難實現欺騙干擾的效果,主要因為干擾范圍很大,可能覆蓋有多部被干擾雷達,無法實現精確欺騙。因此,遠距支援干擾通常被認為是壓制干擾,最常見的是調頻噪聲壓制干擾。
圖2 典型防區外支援干擾作戰樣式
圖2是實際的作戰樣式。在圖的右邊,顯示的是攻擊編隊飛行計劃路徑,它進入了敵方多種雷達制導武器的殺傷范圍。
有兩架遠程干擾飛機編隊飛行。每架飛機都有多個干擾吊艙,并在武器的殺傷范圍之外,沿著環形航跡在敵雷達防區外飛行。在一項任務的規劃中,干擾吊艙是根據可能遭遇的敵方雷達的類型來選擇的,有幾種類型的吊艙,每種吊艙覆蓋一個頻率范圍,并提供特定的干擾能力。
每個吊艙前后都有天線,如圖所示,典型的天線覆蓋約20度(3 dB波束寬度)。如果殺傷距離邊界是在距離威脅雷達30公里的地方,那么干擾機將被部署在距離敵方雷達大約30公里處。因此,每個干擾天線能夠覆蓋約33公里的橫向距離。
敵方雷達的天線主瓣對準的是受干擾機掩護的攻擊編隊,由于干擾機與攻擊機的位置差異,其釋放的干擾無法進入被干擾雷達的主瓣內,而是進入到天線旁瓣。
雷達天線各方向均有旁瓣,但旁瓣增益明顯低于主瓣增益,從而降低了被干擾雷達接收的干擾功率。打破跟蹤雷達目標鎖定所需的干擾功率比阻止搜索雷達所需的干擾功率大7到10分貝。因此,防區外干擾通常是針對搜索雷達的和通道進行干擾。
防區外干擾方程
我們計算距離干擾方程的模型如圖1所示,即在一部敵雷達防區下,一個干擾機掩護一個攻擊機執行任務。在現實中,有必要評估對現有潛在威脅雷達的干擾效能,建立典型或最壞情況下的威脅方程。記住,雷達主瓣方向是對準攻擊機的,而干擾飛機位于雷達的一個旁瓣。在防區外干擾下,獲得的干擾信噪比公式為
注意,防區外干擾中產生的J/S與干擾機功率和雷達到目標的距離正相關。與雷達ERP、雷達到干擾機的距離、目標RCS以及雷達天線旁瓣增益低于主瓣的幅度反相關。也就是說,在雷達接收到干擾功率一定的情況下,被掩護飛機距雷達越近,則J/S越小,反之越大。
圖3 J/S隨被掩護飛機到雷達的距離變化,紅線為干擾功率,藍線為雷達接收到的攻擊飛機的信號功率,二者相減為J/S。
防區外燒穿
圖3將敵雷達接收到的功率作為被掩護飛機距離的函數進行比較。由于距離干擾機到雷達的距離假設在交戰期間保持不變,所以變化距離是根據雷達到目標的距離來定義的。
注意,圖中的藍色曲線(接收到的skin return power)是雷達到目標距離的四次方的函數,而紅線(接收到的jammer power)保持不變。隨著距離目標的距離減小,J/S減小。
燒穿:燒穿是針對雷達來說的,雷達能夠在存在干擾時重新捕獲目標的范圍,被稱為“燒穿”。對于任務規劃,通常的做法是確定可接受的最小干信比來保護目標,并預測達到該最小干信比的燒穿距離。
圖4 燒穿模型,燒穿距離指雷達在干擾條件下能夠有效探測目標的距離
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