电子战无人机干扰固定站雷达的时间规划研究

舰船电子对抗

SHIPBOARDELECTRONICCOUNTERMEASURE

Vol．４２No．１

Feb．２０１９

电子战无人机干扰固定站雷达的时间规划研究

张新宇,张友兵,李仙茂,甘厚吉

()海军工程大学,湖北武汉４３００３３

摘要:无人机具有隐蔽性好、成本低、无人员伤亡危险等优点,其在抵近式干扰中具有特殊的优势.研究了电子战无

人机掩护作战飞机突防中,干扰固定站雷达的规划问题.由于无人机与作战飞机航速差别大、无人机干扰时间有限等原因,无人机运用中的时间规划也是一个重要的问题,论述了电子战无人机在掩护作战飞机突防中的起飞时间、干扰时间的规划,给出了时间计算方法和典型的计算结果.

关键词:无人机;电子战;时间规划;固定站雷达:/DOI１０．１６４２６．cnki．cdzdk．２０１９．０１．０１１jj

()中图分类号:TN９７４　　　　　　　　文献标识码:A　　　　　　　文章编号:CN３２Ｇ１４１３２０１９０１Ｇ００４６Ｇ０３

ResearchintoTheTimePlanninfElectronicgoWarfareUAVJamminixedStationRadargF

,,,ZHANGXinＧuZHANGYouＧbinLIXianＧmaoGANHouＧiyj

:,AbstractUnmannedaerialvehicle(UAV)hastheadvantaessuchasgoodconcealmentlowcostg

(,)NavnineerinniversitWuhan４３００３３,ChinayEggUy

andnothreatofcasualties．Ithassecialadvantaesintheclosejammin．ThispaerstudiesthepggplanninroblemthattheelectronicwarfareUAVjamsfixedstationradardurinoverinhepgpgcgt

animortantproblem．ThispaerdiscussestheplanninftakeofftimeandamminimeofelecＧppgojgt

,tronicwarfareUAVcoverinhecombataircraftforpenetrationrovidesthetimecalculationgtpmethodandticalcalculationresults．yp

:;;;Keordsunmannedaerialvehicleelectronicwarfaretimeplanninfixedstationradargyw

combataircraftforpenetration．BecausetheflihtseedofUAVislarelifferentfromthatofgpgyd

,,combataircraftandtheammintimeofUAVislimitedetc．thetimeplanninftheUAVisalsojggo

０　引　言

设备的要求.无人机可以无人值守自主飞行,对重点目标持续干扰时,终端用户只需要编程来完成任务,然后分批次轮流执行任务,做到不间断对重点目标进行干扰.无人机主要执行的是“抵近式”干扰任务,远离己方的其他电子设备,不对己方的电子设备正常工作产生干扰.当无人机用于干扰岸基固定站雷达时,可掩护作战飞机突防,无人机与作战飞机的配合中涉及到起飞时间、干扰时间和撤回时间等问题.因此,有必要深入研究满足战场限制条件下的

]２

.无人机运用的时间规划问题[

现代化战争中,战场环境复杂多变,威胁来源

多,相对于传统的干扰方式,无人机干扰具有明显的优势,其扮演的角色也越来越重要,将是决定未来战红外特征小,雷达截面积(很小,自身隐蔽性RCS)好,反应快,操作灵活.由于无人机可以采取“抵近式”干扰,无人机上的雷达干扰机能以较小的干扰功率达到较好的干扰效果,同时干扰机接收到的雷达信号功率强,灵敏度要求不高,这些都简化了对干扰

收稿日期:２０１８０７０８

１]

.无人机的生存能力强,争胜利的关键因素之一[

第１期

张新宇等:电子战无人机干扰固定站雷达的时间规划研究

４７

１　无人机起飞时间规划

警戒雷达的水平距离为Dt,飞行高度为Ht,无人机距离对方警戒雷达为Dj,突防飞机在干扰无人机方向上的暴露距离为R０,无人机、警戒雷达、作战机群在同一直线上,作战场景如图１所示.

２],防对方的警戒雷达[假设已方作战飞机距离对方

无人机干扰的目的是掩护已方作战机群成功突

/飞行高度Ht＝　　作战飞机速度v１＝８００kmh,

无人机飞行速度v２＝６０００m,RCS值σ＝４０m２,/飞行高度Hj＝６可回收航程(单向１５０kmh,００m,

航程)警戒雷达的天线增益为Gt,雷达S＝２００km,发射机输出功率为Pt,被探测目标的雷达散射截面积为σ,雷达的工作波长λ＝０􀆰３m.

３]

雷达的作用距离公式[为:

１

图１　作战场景平面示意图突防飞机的飞行速度(匀速)

２２

Gtλσö４æPt()ç÷Rma１x＝３

)è(４πPrminø

式中:即雷达Prmin为雷达的最小可检测信号功率,接收机的灵敏度,在实际应用中常常用最小输出信

/号噪声功率比(即:SN)min来表示,

图２　警戒雷达探测距离与目标RCS值的关系

PrmSöæin

ç÷()２＝èNømkTΔFinf式中:k为玻尔兹曼常数;T为以绝对温度表示的接收机噪声温度;ΔF为噪声f为接收机的通频带;系数.

对于岸基警戒雷达,其接收机灵敏度Prmin＝

)可以得到警戒距离Rma－９０dBm.由式(１x与作战

机群R如图２所示.CS的关系,

[４]

距离上实施掩护,要求干扰无人机在突防机群到达警戒距离前２m对敌警戒雷in到达指定干扰距离,达实施干扰.假设突防机群起飞时间为T０＝０时刻,干扰无人机从t时刻起飞,得到:

Dt－RmaDj－２０１x

()t＋３＝＋

v１v２３０

　　设定突防机群从距离警戒雷达６００km的位置,起飞,可以得到无人机起飞Dj取[５０km,２２０km]时刻t和无人机与警戒雷达距离Dj的变化关系如图３所示.

时间越早.在以上给定的条件下,当干扰无人机与警戒雷达距离为５干扰无人机与突防机群０km时,同时起飞刚好可以完成任务;但是由于无人机的可

由图３可知:干扰无人机离警戒雷达越远,起飞

戒雷达的探测距离不断增加,增长率逐渐降低.当突防机群的R警戒雷达可探测的CS值为４０m２时,距离Rma８０km.由雷达方程计算可知无人x约为３机的安全距离约为４k考虑到光电装备对无人机m,的观察能力,将无人机布置到距警戒雷达２０km的

由图２可知,当突防机群的R警CS值增大时,

４８舰船电子对抗　　　第４２卷　

设警戒雷达天线指向突防机群,干扰无人机天线指向雷达,干扰信号偏离雷达天线最大方向的角度为θ,突防机群距离雷达的水平距离为Dt,高度

２２２

.由公为Ht,有效反射面积为σ,则Rt＝Dt＋Ht)、()式(和R０的定义,可简化得:４５

２２

(Dt′＋Ht)Gt２

()􀅰６≥R０２

GtDj中雷达天线在干扰方向的增益　　利用公式(３)

)讨论式(情形下Dt的变化范围.G′θ)的表达式,６t(

图３　干扰无人机起飞时刻t和自身距警戒

雷达距离Dj的关系图

回收航程为s＝２００km处进行干扰,所以最远起飞距离,布置在s距警戒雷达max２０km

简单地解决了干扰无人机何时起飞能最大效益地完＝２２０km,这就成作战任务的问题.

　无人机干扰时机规划

无人机形成干扰压制效果应该满足几点要求:

(已经到达有效实施干扰的位置１

)在攻击编队进入对方预警探测范围前,可正常遂行干扰压,无人机就制任务.(围后,无人机才能终止干扰压制任务２

)在攻击编队返航,脱离对方预警探测范[

５

]术有效的前提下,对雷达的有效干扰时间主要由无.在干扰技人机的飞行性能来保证.无人机以不同的飞行速度飞行时,所能达到的飞行航程和飞行时间是不相同的.

要形成对雷达的有效干扰,干扰能量需要满足下式:

JSj(　　≥K４)或写为:

PPjGjtGt􀅰４πσγj􀅰R４

Rt４j􀅰GG′tt≥Kj(５

)式中:J/S为干扰功率与回波信号功率比,即干信比;Kj为压制系数;PjGj为等效干扰功率或有效

干扰功率;PtGt为等效雷达功率或有效雷达功率;

′t为雷达非主瓣方向的天线增益;γj为极化匹配

系数;Rt为目标到雷达的距离;Rj为无人机到雷达的距离.

接下来,根据不同的干扰目的讨论雷达对抗无

人机干扰的时机[

６]

.(１)当θ≤θ０􀆰５/２时,G′t/Gt＝１,有:　　(２D)当Dt２＝θ/＜θ(R０＜Dj９０－°H２

t时,)有:(０􀆰５

７)t)当＝

[(　　(３９０°R０Djθ/Kθ０􀆰５)－H２t]≤Dθ≤１８０°时,

有:(８

)t＝R０式中:C＝K以雷达为极点(θ()０􀆰５

/９,０雷达与干扰机的连线为极轴)２

,为常数Dj/C.９

,建立极坐标系.根据上述讨论,以θ为自变量,代入不同的数值,绘出Dt所满足的区域以及Dt所对应的曲线.由曲线可知,它是以干扰无人机和雷达的连线为轴、两边对称于此线的一个心形曲线.于是压制区为该心形曲线之外的区域,而该心形曲线之内

的区域为暴露区,突防机群飞入暴露区内将被警戒

雷达发现[

７]

.示意图如图４所示,其中Pt１G００kW,＝Gt＝

４０dB,Kj＝４,σ＝４０m２

,Pj＝１００W,j＝１０dB,Vj＝０􀆰５,K＝０􀆰０５,Ht＝６０００m.

图由式(６),４当　突防机群的暴露区示意图

时,根据自卫干扰干的扰方无程人可机求在得２０kR０m处实施干扰

干扰无人机有效干扰时间:

＝１６km,所以tyx　　　　　　　

　＝Rma代入R(x/v１􀅰()max＝３８０－kRm０、)v１＝８６０＋２(下转第００km８２/h１０页、R０)

＝２G８２舰船电子对抗　　　第４２卷　

运动航迹与地面的交点即为模拟反辐射导弹的弹着点,如图４所示.其中瞄准点表示分辨点位置处的飞艇运动方向与地面的交点,跟踪位置表示分辨点位置处反辐射导引头实际跟踪目标位置,反辐射导弹由瞄准点向跟踪位置机动飞行,外推轨迹如图２显示了诱偏系统对雷达及自身的保护作用.所示,模拟反辐射导弹弹着点偏离雷达及３个诱饵,

偏系统诱偏效果的试验方法,对试验过程中的数据处理方法进行了研究分析,提出了可操作性强的数据处理方法,并进行了数据处理方法检验,该方法对开展此类试验具有一定的指导意义.参考文献

[]]反辐射导引头试验与评估[航天电子对抗,１　俞静一．J．[]金荣洪,黄伟忠,等．一种反辐射导引头外场试２　蒋道民,[]甘德云,许宝民,等．反辐射武器攻防对抗理论与３　周颖,[]李宏,甘德云,等．用飞艇搭载反辐射导引头模４　范秋虎,

():１５６５９．

试验[北京:电子工业出版社,M]．２０１２．]():验技术[制导与引信,J．２００９,３０１２４２９．():２００３４２９３２．

]拟反辐射攻击试验[电子信息对抗技术,J．２０１０,２５

[]苏峰,李炳荣,刘卫华,等．反辐射导弹对抗技５　曲长文,[]李宏,俞静一,等．反辐射武器抗诱偏性能试验６　杨英科,

图４　模拟反辐射导弹弹着点示意图

():３１５１８．

术[北京:国防工业出版社,M]．２０１２．

]航线及数据处理方法分析[舰船电子对抗,J．２００６,２９

３　结束语

[]]邬树纯．多点源诱饵对抗反辐射导弹研究[舰７　杨翼,J．[]郭庆丰,吕善伟,等．有源诱饵抗反辐射导弹技术８　高彬,

]():研究[现代雷达,J．２００６,２８１０１２１５．():船电子对抗,２０１３,３６３６９２９５．

本文研究了采用闭环挂飞试验模拟反辐射导弹

末端攻击过程,推算反辐射导弹弹着点,进而检验诱上接第４　　(８页)

.综上可以看出,得t最大暴露１６km,０minx≈３y８]

.支持[

,半径在９最小暴露半径在θ≤０°≤θ≤１８０°

/干扰θ２的范围内.暴露半径受Dj的影响很大,０􀆰５突防机群高度Ht对Dt也有较大的影响,当目标高度增加时,暴露区缩小,也就是压制区增大了,此时在无人机的掩护时间相应增加.这是因为此时雷达至目标的距离增大了,而干扰无人机到雷达的距离没有变.

参考文献

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]():量分析[电子信息对抗技术,J．２０１０６５０５４．版社,２００９．

无人机距离雷达越近,暴露区越小,掩护时间越长.

３　结束语

在现有的研究里,对于雷达干扰无人机的研究

非常少,针对雷达干扰无人机在作战场景中规划的研究更少,基本没有深入的研究.本文就结合具体的作战场景深入研究２架雷达干扰无人机运用中的时间规划问题,为军事训练提供思路,为以后的研究提供参考,为电子战无人机战术运用提供理论