浅析复杂电磁环境下防空导弹测试方法

浅析复杂电磁环境下防空导弹测试方法

1.周辉    2.江晓波  1.雷昭霞

1.江南机电设计研究所  贵阳市 550009

2.空装驻贵阳地区第一军事代表室贵阳市550009

摘要：针对攻防对抗下的复杂电磁环境，分析防空导弹所面临的电磁干扰类型，进行导弹空中复杂电磁环境模拟构建，并对导弹“天地一致性”综合测试方法进行了探讨。

关键词：导弹；综合测试；天地一致性

1 引言

随着地空导弹武器系统信息化程度提高的同时，其电磁敏感性也在不断提高。随着电子支援和电子对抗技术的发展，空袭兵器配备了伴随式或自卫式干扰等电子战手段，通过掩护干扰、伴随干扰、自卫干扰，会导致防空导弹控制制导设备敏感度下降、导致电子器件的误动作、甚至烧毁或损伤设备内部的关键电子电路和元器件，严重威胁我防空导弹的战技指标。为验证防空导弹在复杂电磁环境下的适应能力，需进行导弹“天地一致性”综合测试，模拟构建导弹飞行时的电磁环境，并对防空导弹现有测试方法进行改进。

2 防空导弹面临的复杂电磁环境 ddd

随着电子战的发展，战场电磁环境变得愈加复杂，对于依靠射频信息完成作战任务的防空导弹，复杂电磁环境已成为影响其作战效能的主要因素。电子战是敌对双方使用专用电子设备和采用战术技术措施所进行的电磁斗争，是运用电磁波削弱破坏敌方电子设备的使用效能，保障己方的电子设备正常发挥效能的军事行动。典型空袭电子战装备包括专用电子战飞机、自卫干扰设备、小型空射诱饵等。

外军典型电子战飞机主要包括EA-18G“咆哮者”电子战飞机和EC-130H“罗盘呼叫”电子战飞机。其中EA-18G电子战飞机主要用于对雷达实施干扰，通过干扰对方雷达、数据链和通信系统，实现对己方飞机的保护；EC-130电子战主要用于对无线通信设备实施干扰，干扰和破坏对方指挥和控制系统、降低对方战斗力并减少己方部队损失。电子战飞机主要针对防空导弹武器系统地面雷达系统和指控系统，也可以对导弹通信数据链实施干扰。防空导弹的主要打击对象是各种作战飞机，因此防空导弹在飞行时所面临的电磁干扰除了上述干扰，还包括小型空射诱饵和机载自卫式干扰等。

1）小型空射诱饵弹（简称：MALD）是一种先进的低成本、模块化、可编程、空射飞行器, 射程约900 千米，具有自主性和可编程能力。其飞行特性可以预先编程，产生雷达信号模拟战斗机、轰炸机和攻击机的作战飞行信号特征, 欺骗引诱敌方防空导弹。

2）机载自卫干扰是作战飞机在执行作战任务时，利用机载自卫干扰设备释放干扰以保护作战飞机自身的安全。自卫干扰设备分为机载有源干扰设备、拖曳式干扰、无源干扰设备、投掷式雷达诱饵。机载有源干扰设备是安装在载机上的干扰设备，施放干扰时干扰机位于载机上；拖曳式干扰作战使用：飞机遭到打击时，投放拖曳式诱饵，诱饵与载机通过拖曳线连接，并随同载机一起飞行，诱饵根据雷达和导引头探测信号施放转发、欺骗、噪声等干扰；无源干扰设备作战使用：飞机遭到攻击时，通过无源干扰投放器投放箔条干扰弹，在空中散开形成强反射回波，掩护作战飞机摆脱雷达或导引头锁定；投掷式雷达诱饵作战使用：作战飞机受到攻击时，向外投放无动力的有源诱饵，通过施放噪声干扰或多普勒阻塞干扰等方式引诱导引头跟踪诱饵，保护载机的安全。

防空导弹主要由导航控制系统、无线电引信、无线数据链、雷达导引头等电子设备组成，这些设备基本都含有射频链路，容易受到敌方各种电子干扰的影响，降低防空导弹作战效能。敌方突袭时的人为干扰主要类型及设备见表1，在抗干扰设计时需结合典型作战任务剖面，针对弹目相对距离、方位、姿态等信息，对防空导弹所面临的电子干扰源的工作频段、信号特征、天线特性、空间传输特性等指标进行分析。

表1 防空导弹面临的复杂电磁环境主要干扰及典型设备

3 防空导弹现有测试方法

首先在微波暗室内对各个弹上设备进行总装前单元测试，其测试项目相对齐全，其中有若干测试项目是针对设计指标要求的抗干扰测试，能较为全面地反映设备的工作性和抗干扰性能。完成设备总装前单元测试后，进行弹上设备总装集成和全弹综合测试。

全弹综合测试厂房的电磁环境相对干净，测试方法中也尽可能将干扰信号进行隔离。如图1所示，以引信测试为例，引信接收天线采用微波耦合器完全盖住后，测试设备发出目标模拟信号通过射频线进行传输，射频线缆中的信号经耦合器将信号耦合至接收天线，天线接收到目标模拟信号后传输给引信，引信根据接收到的信号进行相应的分析处理，从而得到引信的测试指标。同理，导引头回波信号采用微波暗箱方式进行测试，导引头天线完全处于微波暗箱内，隔绝了外界干扰信号的影响。

图1导弹综合测试方法（引信部分）示意图

现有的测试方法，虽然对单个设备的抗干扰性能进行了总装前单元测试，但导弹作为一个复杂的机电系统，复杂电磁环境对导弹的影响是复杂的，不能简单地将各个设备的抗干扰性能相加来评判全弹整体的抗干扰性能。现有全弹综合测试流程中，导弹测试信号都是干净的目标信号，测试时也没有按作战任务剖面，根据不同的打击目标所使用的干扰措施进行针对性的抗干扰性能测试，而是将实战中导弹可能所面临的空间干扰信号排除在外，无法真正验证导弹在复杂电磁环境中的工作性能，天地一致性测试效果较差。

4 天地一致性测试环境构建及测试方法

为尽可能模拟各种作战任务剖面下导弹所面临的电子干扰环境，验证导弹在复杂电磁环境中的工作性能，在表1中对防空导弹面临的复杂电子干扰环境分析的基础上，搭建一套模拟空中电子干扰环境的内场测试环境，以实现导弹“天地一致性”测试的目的。

图2 防空导弹复杂测试环境组成示意图

防空导弹复杂测试环境构建如图2所示，由三轴转台、冲激信号目标模拟器、多种干扰信号源、回波信号源、杂波信号源、天线阵列、微波暗室等组成。导弹总装完成后，放置于内场测试环境当中进行测试工作。

    编制导弹任务剖面测试场景设置文件，将场景设置文件输入到测试系统主控计算机，以形成各分系统的控制文件并完成系统初始化。启动导弹综合测试程序后，一方面测试系统按照导弹测试时序完成对导弹供电、弹地通信、转电、模拟飞行的控制。另一方面，控制模拟信号源控制系统的工作：

1）仿真计算模块算出导弹与目标的相对、方位、姿态、速度等参数，将目标位置信息计算成模拟目标在天线阵列上的角位置信息，并将此信息传给阵列控制模块，指定目标在天线阵列上的点位；

2）目标模拟器接收到环境模拟控制模块送来的距离信息、发射功率、天线指向（增益）信息和目标起伏信息后，对其进行综合处理形成最终的目标幅度信息；

3）环境模拟控制模块根据任务剖面参数所设定的电磁环境信息，分解给各个环境生成源，产生任务剖面中设置的各类雷达信号和干扰环境信号；

4）目标和自卫干扰信号通过目标阵列发射，背景和支援干扰信号通过干扰阵列发射。

相对于原来的导弹综合测试方法，各弹上设备只接收干净的电磁信号，改进后的导弹综合测试方法，导弹在模拟飞行的过程中，将接收任务剖面中设定的所有电磁信号，这些电磁信号包括目标回波信号和作战任务剖面中面临的各种电子干扰信号。导弹在各种信号的辐射环境中，完成目标导引和引战配合的指标测试，将测量参数和弹上设备状态输出到导弹综合测试系统，根据任务剖面参数和弹上设备测量结果，评估导弹在复杂电磁环境中的抗干扰性能。

5 总结

对防空导弹所面临的电子干扰情况进行分析，针对现有导弹综合测试方法存在天地一致性效果较差的问题，探讨了复杂电磁环境模拟构建方法和电子干扰环境下的导弹综合测试流程，可达到较好的导弹“天地一致性”测试效果。

参考文献：

[1] 费华莲.美军电子战装备及能力发展趋势分析[J].飞航导弹,2020年第6期:64-69.