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1.6 抗干扰总体设计的一般方法 [9]

尽管可把繁杂多变的电磁干扰与战术使用方式典型化,构成定量化且突出其特征和本质而又相对简单的干扰型式和战术应用方式;然而,干扰型式和参量仍然较多,它们对系统各环节的作用也多种多样,因此常常难以用简单的定量分析计算方法评定某一环节的抗干扰性能。通常,在进行抗干扰总体设计时以逐一分析各种干扰对系统诸组成部分(包括已采取的抗干扰措施)的作用和影响为基础,同时加以系统综合的方法解决抗干扰设计与评定问题。

首先由作战任务确定武器系统的工作程序和组成,将其分为探测、截获、跟踪、制导、引信和其他环节。各个环节可以选用不同的工作体制。例如,脉冲或连续波微波辐射体制,而脉冲体制又可分为常规脉冲、脉冲压缩、脉冲多普勒等。利用电子干扰数据库(或用典型电磁干扰环境中的干扰项目)分析其抗干扰性能。

然后利用雷达方程、干扰方程等定量计算公式,代入相应环节(雷达、引信、指令制导、主动与半主动寻的器等)的参数,以及干扰机参数(噪声调频,其他函数调制干扰及回答式干扰机参数),计算雷达等环节接收目标的回波信号(或其他有用信号)的功率,以及接收到的自卫噪声干扰、支援噪声干扰或其他形式干扰的功率值。依据上述公式及参数,可绘制接收干扰功率与距离(受干扰环节与干扰机间的距离)关系曲线。同时,也可绘出接收到的有用信号功率与距离(系统环节与目标间的距离)的关系曲线,从而可获得不同距离的受干扰环节输入端的干信比,以及烧穿距离等许多有用的分析数据。

接着利用抗干扰数据库,针对可能受干扰的型式,选用相应的抗干扰措施;通过分析和试验测试,确定抗干扰措施加入后对该环节性能影响。在此,可应用一些衡量抗干扰措施性能的参数,如多种抗干扰改善因子(抗压制性干扰的抗干扰改善因子,动目标显示和动目标检测的改善因子等)、压制系数、雷达相对烧穿距离和抗模拟干扰概率等,定量评估抗干扰措施的优劣。

在系统抗干扰设计和性能分析上,应着重分析各种可能电磁干扰对分系统战术指标影响的程度;需要了解清楚采用抗干扰措施后,在同样干扰条件下分系统战术指标的改善程度,进而综合分析对单发导弹杀伤概率和其他总体战术指标影响程度。

干扰样式尽管繁多,但设计师可以利用已有的知识,列出对某分系统起主要干扰作用的干扰项目,然后利用表格方式分析分系统的抗干扰性能。

事实上,系统(或分系统)抗干扰设计师在利用表1-6时,有大量的项目得不到理论分析解;这时需要通过实物、半实物抗干扰试验(利用同类设备或专用样机),或依据预定的数学模型进行计算机抗干扰模拟,求得抗干扰性能的具体数据。因此,表1-6也可作为试验与分析的记录表。

表1-7中的指标项目是指分系统战术指标,如作用距离、方位和距离精度等;综合评价指的是应优选的抗干扰项目;系统综合评价是指对不同干扰条件下,实现全面战术指标应采取的抗干扰措施的全面评价。

表1-7 分系统抗干扰性能分析表

在表1-8中,抗干扰试验测试的“受干扰的性能指标”,最好是分系统的战术指标。若无法进行直接测试,则可测某些抗干扰性能指标。例如,信干比改善程度和接收机实际灵敏度等,然后以这些数据来推测对战术指标影响的程度。

表1-8 抗干扰性能试验记录表

由表1-8中所记录的一系列数据,加上理论分析计算,可获得表1-7中的全部数据,由此可做出综合评价。有了各分系统的全部抗干扰性能分析表,就能对系统的抗干扰性能做出详尽描述,然后依此可对系统在干扰条件下的战术指标做出分析。分析工作繁杂而量大,且可能多次反复,但利用计算机可完成上述的全部分析设计工作。

在设计分析时,有许多假设和凭经验选择的参数,并不完全符合实际;这些参数有待于研制完成后全面而真实地进行抗干扰性能测试试验,验证设计的正确性和寻求需改进的内容。

适用于导弹武器各无线电环节的主要抗干扰措施如下:

(1)降低天线旁瓣电平(通过天线设计和各类旁瓣相消技术);

(2)采用复杂波形设计,主要是脉内随机调制(相位或频率)的大时宽频宽乘积信号形式;使敌方侦察和欺骗干扰困难,提高抗压制干扰能力;

(3)频率捷变或频率分集;

(4)重复频率、极化等多种参数捷变;

(5)增大有效辐射功率(辐射功率与天线增益的乘积),同时具有功率管理能力,即辐射功率依探测目标回波强度和干扰环境需要而可控、可改变;

(6)单脉冲角跟踪;

(7)具有侦察、识别各种干扰型式的能力,能实时进行干扰分析,对干扰源进行测向定位,充分利用干扰弱点(如干扰谱凹口),利用干扰信号抗干扰(如对噪声干扰源测向,跟踪);

(8)无源工作方式,即利用敌方各种辐射源测角、测距、定位;

(9)自适应抗干扰管理系统,即依据干扰环境和目标形式,自动实施反侦察与抗干扰资源的调度;

(10)利用我方数据传输网中可利用的各种数据,具有实时调用和转换数据的能力;

(11)预先埋设多种抗干扰设备和措施;

(12)跟踪先进技术发展,做好技术储备;能对敌方使用的新干扰方式做出快速反应,有一支战时快速实施新抗干扰技术的队伍;

(13)抗干扰性能自检和抗干扰训练模拟技术;

(14)多种末制导方式(或复合),如主动寻的、半主动寻的、辐射源寻的(对敌方雷达寻的、干扰源寻的)、光学寻的(红外、激光、电视等)和指令制导。

图1-3示出了机载导弹武器系统抗干扰技术的典型应用。敌方各种电子干扰主要作用于机载雷达主天线,也可能作用于导弹末制导雷达、引信和指令制导天线。

图1-3 机载导弹武器系统抗干扰技术的典型应用

机载雷达天线设计成低旁瓣、低交叉极化形式,雷达采用单脉冲跟踪体制。

雷达发射机具有捷变频能力,并可发射大能量信号;发射信号波形为伪随机相位编码大时宽频宽乘积信号。

雷达接收机能进行信号积累、相关处理、动目标显示(或动目标检测),并具有旁瓣匿影与旁瓣噪声对消电路。

弹道中段采用惯导+指令制导,指令信号采用抗干扰编码形式。

连续波照射发射机和天线构成半主动寻的制导对目标的照射源;半主动寻的方式的弹上设备相对较简单,并具有较强的抗干扰能力。

导弹接收系统应采用多种有效抗干扰措施,惯性制导具有最好的抗电磁干扰能力,复合制导和无源寻的(如对干扰源寻的)也都具有良好的抗干扰性能。此外,导弹无线电引信也应采用抗干扰工作体制和措施。 d9RHh55TxX0eaWPoV6NTRqQ58/Aqs0iQxF+IT+MFnip9HDaQ5stl7C8lGP12yub7

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