一般而言,根据合成信号波前在被动导引头天线口径面处的相位稳定与否,可以将诱偏模式划分为相干诱偏和非相干诱偏两类,其中非相干诱偏又存在闪烁诱偏、异频诱偏等多种样式。需要指出的是,要注意区别相干诱偏模式不是指多个诱饵与被保护目标之间的发射信号的相位相干性。下面利用数学表达式分析多种诱偏模式的成立条件和诱偏效果 [4][5] 。
不失一般性,这里的反辐射武器指定为反辐射无人机。设雷达和 n 个有源诱饵构成多点源有源诱偏系统,所有点源均处于反辐射无人机导引头的不可分辨角度范围内。在系统控制中心统一指挥程序控制下,各点源发射脉冲同时到达反辐射无人机导引头天线平面处。雷达、诱饵、反辐射武器的空间位置如图3.5所示。雷达位于坐标原点(0,0,0),第 i 个诱饵的坐标为( x i , y i , z i )( i =1,2,…, n ),反辐射武器 M 的坐标为( x a , y a , z a )。
图3.5 有源诱偏系统与反辐射武器空间位置示意图
则反辐射导引头接收到的第 i 个点源的电场强度为
式中, E i 是第 i 个点源电场强度的峰值(V/m); λ i 是第 i 个点源的工作波长(m); ϕ i 0 是第 i 个电源的电场初始相位(°); R i 是第 i 个点源到 M 的距离(m)。
则被动雷达导引头处合成电场强度 E 和相粒 Φ 分别为
式中,
合成电场强度的等相位面的法线方程为
式中,
式(3-19)就是多点源有源诱偏系统诱偏反辐射武器的方程。将式(3-17)代入式(3-20),再代入式(3-19),可得到反辐射武器寻的头瞄准轴同地面( z =0)的交点坐标为
由于PRS跟踪的是电磁场波阵面的法线方向,所以式(3-21)的坐标值就是反辐射武器PRS跟踪方向与地面的交点坐标,也就是反辐射武器PRS跟踪偏差的 x 分量和 y 分量。式(3-21)就是诱偏效果的定量表达式。
为研究方便,对于两点源诱偏系统(包括一部被保护雷达和一部诱饵),可推导其诱偏反辐射武器的诱偏误差为 [4]
式中,
式中, E 10 、 E 20 分别为雷达和诱饵的电场强度峰值(V/m); ϕ 1 、 ϕ 2 分别为诱饵和雷达到达导引头的电场相位(°); ϕ 0 是雷达和诱饵之间的初始相位差(°); ω 1 、 ω 2 分别为雷达和诱饵的工作频率(Hz)。
诱饵、雷达与反辐射武器相对位置关系如图3.6所示。
图3.6 诱饵、雷达与反辐射武器相对位置关系
一般对有源诱偏干扰的划分是这样的:若有源诱偏系统各点源辐射信号到达反辐射导引头天线口面处的相位保持确定的关系,则称为相干干扰;否则,称为非相干干扰。在这里,根据式(3-22)对有源诱偏模式进行细化界定。
由式(3-22)可见,诱偏误差Δ X 由 D 、 K ( ω ) 、 β 和Δ ϕ 四个量决定。其中 D 是常数, K 和 β 可视为慢变化参数,因此诱偏误差Δ x 主要由Δ ϕ 决定。
当Δ ϕ 变化很慢时,导引头有可能实时地响应它的变化,即反辐射武器将按照式(3-22)决定的值瞄准,可以近似认为有源诱偏系统各点源辐射信号到达反辐射无人机导引头天线平面处的相位保持确定的关系即为相干诱偏,显然相干诱偏时,必然有 ω 1 = ω 2 = ω 。
当Δ ϕ 变化足够快时,导引头无法实时响应其变化,有源诱偏系统各点源辐射信号到达反辐射武器导引头天线平面处的相位信息经过时间的积累而消失,只剩下幅度信息。在这种情况下,只能讨论诱偏误差Δ x 的平均值和方差,因此称为非相干诱偏。在非相干诱偏中,当 β 在0 和∞来回切换时,将构成闪烁干扰;当 ω 1 ≠ ω 2 时,称为异频诱偏,两个频率的差异以临界PRS频率分辨为宜。