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中国电气工程学报【2020年第11期】

  • ID:275016
  • 浏览:370
  • 学科:文化科学
  • 更新时间:2021-06-10 09:09:07
  • 期刊: 中国电气工程学报
内容简介
《中国电气工程学报》由中国机械工业联合会主管,机械工业信息研究院主办。杂志主要刊登电力工程等方面的文章。

反舰导弹干扰作用机理探讨

2021-06-10 09:12:28 文化科学 屈进军
资料简介

摘 要:对反舰导弹的几种干扰作用机理进行了分析,其中包括舰载有源干扰系统

反舰导弹干扰作用机理探讨

屈进军 中国船舶集团有限公司第七一〇研究所,湖北 宜昌 443003

摘 要:对反舰导弹的几种干扰作用机理进行了分析,其中包括舰载有源干扰系统

,舷外有源诱饵,箔条/红外诱饵,充气式角反射体等。

关键词:反舰导弹;有源干扰系统;舷外有源诱饵;箔条/红外诱饵


0 引言

2016年美国梅森号导弹驱逐舰DDG-87在也门附近海域巡弋时,遭到2枚反舰导弹攻击,梅森号在发射导弹进行拦截的同时,使用AN/SLQ-32电子干扰系统和Nulka舷外诱饵装置对来袭导弹实施干扰,一枚反舰导弹被成功拦截,另一枚反舰导弹被干扰系统成功干扰。

现代战争中,反舰导弹作为攻击水面舰艇的有效手段,受到舰载电子战系统日益严重的挑战。电子战系统作为舰艇防空反导的重要组成部分,其作用和地位举足轻重。从世界各国海军武器装备的配备可以看出,小到巡逻艇,大到航空母舰,都装备了各种类型的电子战装备。

1 反舰导弹干扰作用机理分析

1.1 舰载有源干扰系统

舰载有源干扰系统通过接收来袭反舰导弹的雷达导引头信号,进行威胁识别和告警,并由干扰子系统发射压制干扰或欺骗干扰信号,影响雷达导引头的截获或跟踪性能。

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a)噪声压制干扰信号

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b)欺骗干扰信号

1 噪声压制干扰和欺骗干扰信号示意图

世界各国大中型水面舰艇均装备有舰载有源干扰系统,典型装备有美国的AN/SLQ-32系列、日本的NOLR系列、俄罗斯警犬、坐钟、法国的ARBR、FL1800S以及我国台湾的长风系列综合电子战系统等。美国的AN/SLQ-32系列舰载有源干扰系统覆盖频段宽,干扰功率强,干扰样式多,代表了当今舰载有源干扰技术的最高水平,几乎所有的美国水面舰艇都装备有AN/SLQ-32电子战系统,并被十余个国家的海军采购。

进入21世纪,美国海军通过实施水面舰艇电子战系统改进项目(SWEIP)对SLQ32(V)系统进行大规模更新改造。SEWIP Block 1B3和Block 2共同组成AN/SLQ-32(V)6系统,重点提升系统侦察告警能力,其中Block 1B3引入高增益高灵敏度辅助探测能力,实现辐射源个体识别和对低截获概率信号进行探测和分类;SEWIP Block 2对AN/SLQ-32系统无源探测能力进行了更为实质性的升级,如意扩展频率覆盖范围、提高灵敏度、增加精确的到达角测量和高度测量,同时重新搭建系统架构,以简化未来的升级。

AN/SLQ-32(V)7在(V)6的基础上集成高级电子战功能,强化电子攻击能力。嵌入一个软杀伤协调系统(SKCS),为舰载和非舰载软杀伤装备提供调度。

舰载有源干扰系统将向综合集成、增大干扰发射功率和提高探测告警能力等方向发展。

1 AN/SLQ-32V4主要性能指标及能力分析

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2 AN/SLQ-32(V)6系统

1.2 舷外有源诱饵

舷外有源诱饵具有有源干扰和舷外布设两方面的优点。通过设置不同的目标数量、相对时延、多普勒频率和信号幅度等参数,舷外有源干扰可以形成多种不同类型的假目标回波,如多假目标欺骗干扰和密集假目标压制干扰,影响雷达导引头的截获和跟踪过程。

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a)密集假目标压制干扰信号

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b)多假目标信号

3 密集假目标压制干扰和多假目标信号示意图

仅欧美等国的海军舰艇上装备了舷外有源诱饵,俄罗斯、日本和我国台湾地区均没有装备舷外有源诱饵。现役舷外有源干扰装备有美国的AN/SSQ-95系列、FLYRT、急切(Eager)、美澳联合研制的Nulka、法国的达索LAD以及英国的海妖(Siren)有源诱饵等。

在现役舷外有源诱饵中,由美、澳两国合作开发的Nulka舷外有源干扰系统最为成功。作为一种新型电子防护手段,该系统可用作舰艇多层防御系统的一部分,或作为独立系统使用,旨在引诱射频制导反舰导弹远离其预定目标。

美海军十分重视Nulka诱饵系统,为新一代舰艇装配Nulka是美海军的重点,至2008年已在包括提康德罗加级巡洋舰、阿利伯克级驱逐舰、斯普鲁恩斯级驱逐舰、圣安东尼奥级船坞运输舰等90多艘战舰完成了安装部署。

舷外有源诱饵将向多平台化、延长干扰持续时间和提升其多目标干扰能力方向发展。

2  Nulka主要性能指标及能力分析

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1.3 箔条/红外诱饵

箔条/红外诱饵是海面舰船电子对抗中一种典型的无源干扰方式,主要包含箔条弹、红外弹和箔条/红外复合诱饵弹,通过火箭弹等载体投放到预定海域以爆炸的方式散布在空中,形成具有很强RCS的悬浮体或高温燃烧物,欺骗反舰导弹导引头,达到保护舰船的目的。主要干扰样式有冲淡干扰和质心干扰两种。

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a)冲淡干扰原理

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b)质心干扰原理

4 冲淡干扰和质心干扰原理示意图

箔条/红外诱饵系统已被广泛应用于各国大中小型舰艇上,典型装备有美国的MK36 SRBOC、英国的超级防珊SHIELD、法国的达盖(Dagaie)和萨盖(SAGAIE)、俄罗斯的PK-2、PK-10和PK-16系统、英法联合研制的SIBUYL舰载无源干扰发射系统、以色列拉法尔海军诱饵系统、丹麦的软杀伤武器系统诱饵发射装置(SKWS)、北约的海蚊等。

美国装备的MK 36(SRBOC)无源干扰发射系统具有干扰频段宽、反应时间短的特点,可干扰各种体制反舰导弹导引头,目前广泛装备于美国大中型舰艇,并已出售到二十多个国家和地区。

箔条/红外诱饵将通过扩展干扰频段,实现对包括多模复合体制在内的各种体制导引头的干扰。

3  SRBOC主要性能指标及能力分析

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5 Mk36SRBOC)发射装置及箔条云

1.4充气式角反射体

通过漂浮、拖曳和悬空等方式,将充气式角反射体设置在特定位置,形成回波幅度很强的假目标,干扰雷达导引头对舰船的截获和跟踪,从而保护舰船。充气式角反射体一般两个或三个一组、多组分开一定距离模拟舰船目标尺寸,是舰船对抗雷达导引头的一种有效手段。

首个被命名为DLF(1)的系统在舰船侧方展开之前先在甲板上充气。然而,欧文公司很快认识到,诱饵在发射后充气则会获得更佳的性能,从而导致了“复制品”(Replica)诱饵的发展。“复制品”通过甲板边缘的发射器部署,它采用了一对救生筏式弹筒,每个弹筒都装有一个位于充气结构内的雷达角反射器单元。在撞击到海面时,可充气结构自动竖立,以支撑其内的三面体雷达反射器,在几秒钟内达到最大雷达截面积。

1986年英国皇家海军订购了“复制品”诱饵,被命名为Outfit DLF(2)。欧文公司还成功地将“复制品”诱饵销售给了美国海军(被命名为AN/SLQ-49)。许多北约国家以及盟国海军在1991年海湾战争时期也使用了这一系统。1992年,英国国防部提出了对后继先进充气式雷达诱饵系统的需求。虽然基本工作原理类似于DLF(2),但根据技术指标要求,提高了雷达截面积性能,减少了响应时间(可以在诱骗和冲淡模式下工作),进一步提高了可靠性。

欧文公司成功夺标,并且随后开发了一种新的充气式射频诱饵系统,命名为Outfit DLF(3),并于1996年进入英国皇家海军服役。之前的“复制品”/DLF(2)系统通过简单的重力辅助释放机制部署诱饵,而Outfit DLF(3)则引入固定发射管(成对安装),使用压缩空气弹射诱饵载荷。在有效载荷弹出后,使用拉火索来激活内部气体系统,并且为诱饵结构充气,其中的角反射器阵列随之悬浮,以产生超过50万平方米的雷达截面积。Outfit DLF(3)于1996年投入使用。2002年5月,当时的欧文公司和现在的机载系统公司宣布,其已经与英国国防部签订合同,开始对Outfit DLF(3)进行重大改进,改进将利用材料和制造技术的发展成果。2006年,DLF(3b)进入英国皇家海军服役,其性能比DLF(3)诱饵提高了一倍。DLF(3b)目前仍在服役,被安装在23型护卫舰和45型驱逐舰上。

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6充气式角反射体干扰回波示意图

由于技术门槛较高,充气式角反射体主要装备于美英等国的驱护舰上。典型装备有英国的“橡皮鸭”系列、以色列“维扎德”(Wizard)、德国“舷外角反射体”(OCR)等。DLF-3以其等效雷达截面大、反应速度快的优势而获得较多装备,美国海军引进DLF-3后改编号为MK-59。

美国海军MK 59 Mod 0系统的采办源于美国海军2009年提出的关于开发诱骗对抗措施对抗特定反舰威胁的应急作战需求书(UONS)。虽然特定反舰威胁的具体性质未予公布,但美国海军研究实验室进行的研究和分析表明,英国皇家海军现有的Outfit DLF(3b)诱饵是唯一可在所需时间内提供保护的产品。根据美国海军研究实验室的研究结果,美国海军海上系统司令部于2012年7月与机载系统公司签订了DLF(3b)唯一供货商采办书,以作为“快速装备舰队”计划满足应急作战需求书的要求。2013年,机载系统公司获得了价值4170万美元的合同,在五年内,提供现货诱饵系统、备用发射管和工程服务等。MK 59 Mod 0系统于2013年年底开始装备DDG-51导弹驱逐舰。每套系统包括三个双发射器,一个安装在右舷,两个安装在左舷。2014年7月,新西兰国防部与机载系统公司签订了一份关于提供FDS3诱饵系统的合同,作为“安札克”(ANZAC)护卫舰系统升级计划的组成部分。FDS3是DLF(3b)的专有出口型号。

DLF-3在DLF-2基础上进行了重大改进,采用20个角反射体构成60面直径更大的球形全向角反射体,等效雷达截面得到了有效提高。在使用上,DLF-3投放系统采用了类似于鱼雷发射管的发射装置,利用高压气体发射充气式角反射体。距舰艇一定距离后,通过系索的拉动,启动充气式角反射体内部的高压气体系统,在几秒内完成充气,确保在其入水之前展开成型。

充气式角反射体后续将优化发射形式,以利于增加布设数量,提高干扰强度;大小尺寸系列化发展,以利于组合布放使用。

4  DLF-3主要性能指标及能力分析

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7 DLF-3发射充气式角反射体

德国莱茵金属公司已经向全球至少11个国家的海军销售了其“多弹药软杀伤系统”(MASS)诱饵发射系统,现在正在引入额外的对抗有效载荷,以进一步拓展MASS系统的功能,提升市场的吸引力。作为该产品开发战略的一部分,该公司与机载系统公司合作,开发和验证新的“舷外角反射器”(OCR)对抗措施,以提供更加逼真的舰船类射频频谱响应。

“舷外角反射器”是一种快速充气式金属网状角反射器,由安装在MASS主发射器顶部的双筒发射器发射的102mm火箭弹在一定距离范围内发射部署。角反射器悬挂在翼伞下方,这不仅降低了下降速率,而且还意味着诱饵有一分钟以上的持续飞行时间。

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8 德国“舷外角反射器”(OCR

舷外角反射器”(OCR)是一种快速充气式金属网状角反射器,由安装在“多弹药软杀伤系统”(MASS)主发射器顶部的双筒发射器发射的102mm火箭弹在一定距离范围内发射部署。角反射器悬挂在翼伞下方。

2014年,德国海军动用K130轻型护卫舰“马格德堡”(Magdeburg)号对“舷外角反射器”有效载荷进行了初始测试。据Rheinmetall公司称,针对MASS系统的产品标准型“舷外角反射器”诱饵的验证预定于2016年年底完成。尽管许多国家的海军正在寻求新的有源射频诱饵保护他们的舰船,但充气式射频诱饵所具有的成本和效能优势使其在新兴威胁技术时代仍具有很大的吸引力。

利用标准对抗弹药(代替或附属箔条载荷)能够部署机载角反射器。同样,通过生成模拟舰船的典型闪烁、水平/垂直极化、功率谱密度波动以及距离和方位误差信号,这种方法提供了对抗采用箔条鉴别技术的反舰导弹威胁的能力。

一些国家的海军已经采用了这项技术。以色列海军装备了拉斐尔公司研制的“宽带速移反雷达诱饵”(WIZARD)系统。作为MCG/8电子战试验的一部分曾在2007年向部分北约国家海军进行了演示。WIZARD诱饵弹设计工作于冲淡和诱骗模式,可部署一个或两个角反射器有效载荷。WIZARD作为自由飞行、尾翼稳定火箭弹来部署。在有效载荷部署和弹射之后,诱饵缓慢下降,并持续一段时间,为来袭雷达导引头呈现逼真的射频目标。


2 结束语

未来的海战场,攻防双方必将面临激烈的对抗。作为攻击方的反舰导弹,抗干扰技术是其核心能力,是决定战场成败的关键;作为防御方的舰船,电子对抗能力是其生存的重要手段。



参考文献:

[1] 王宇,杨光. 水面舰艇抗无源干扰方案优化设计与实现[J].计算机与数字工程,2017(12)

[2] 张玉琳,蒋里强,王纯. 无源干扰对目标搜索雷达侦察效能影响的计算分析[J].火力与控制指挥,2016(3)

[3] 李本明,王泽宇. 国外舰载无源干扰系统的发展[J].机械管理开发,2018(5)

[4] 杨东永. 海上电子战中的雷达无源干扰技术[J].信息通信,2016(9)

[5] 华翔,高武奇. 箔条干扰弹可视化建模及仿真[D].西安工业大学学报,2010(4)