基于干扰时间占有率的多目标干扰效能分析

吕明山

(海军大连舰艇学院，辽宁 大连 10068)

现代干扰机一般都采用多波束或相控阵干扰技术，具备同时干扰多批目标的能力。但是在高信号密度环境，本舰雷达同时使用，威胁雷达采用复杂体制等因素影响下，威胁雷达的部分脉冲得不到干扰，会造成多目标干扰效果严重下降。目前，对“干扰脉冲丢失导致干扰效果下降”的结论基本达成共识[1-3]，但是在不同作战环境下，如何评估干扰效果下降程度，如何利用评估结果为电子对抗军官提供干扰辅助决策，如何基于评估结果提高现有技术条件下的干扰机自适应干扰能力等方面的研究还不够。文献[1-2]分析了复杂电磁环境对舰载雷达有源干扰效果的影响并给出了改进技术途径和措施，文献[3]分析了多波束雷达干扰机的干扰方式和效能评估指标，上述文献重在定性分析，对干扰量化辅助决策支持不大；文献[4-5]从定量的角度分析了干扰机干扰多目标时脉冲丢失的概率，为干扰辅助决策奠定很好的基础，但是缺乏两方面的考虑，一是干扰机干扰资源管理机制，二是本平台雷达同时使用带来的电磁兼容影响。

1 干扰脉冲丢失原因分析

干扰脉冲丢失是导致干扰效果下降重要原因，而造成干扰脉冲丢失的原因总体上可概括为两个方面：一是雷达侦察干扰机采用的技术体制还不能适应复杂电磁环境的影响；二是平台电磁兼容问题还没有有效地解决方法。具体可表述为

1)为解决收发隔离问题，电子侦察和有源干扰采用时分工作方式，在电子侦察时间内，雷达脉冲得不到干扰；

2)为解决兼容问题，雷达和电子侦察采用匿影技术，雷达匿影脉冲时间内，侦察机无法侦收雷达脉冲信号，则雷达脉冲得不到干扰；

3)为解决兼容问题，在火控雷达距离搜索和跟踪脉冲波门时间内停止有源干扰，雷达脉冲得不到干扰；

4)干扰机某一时刻只能发射一个干扰信号，为了实现同时多目标干扰，干扰机采用分时切换，开窗瞄准的干扰方法，干扰窗口时间内只能干扰一部雷达的脉冲，其他雷达脉冲得不到干扰；

5)干扰机波束切换或频率切换时间内，雷达脉冲得不到干扰；

6)干扰机从侦察转换到干扰或从干扰转换到侦察期间，雷达脉冲得不到干扰；

7)脉冲密度很高时，信号在时域上重叠现象严重，侦察机不具备对同时到达信号的参数测量能力，因此开窗计划欺骗干扰的脉冲可能得不到干扰；

8)除了上述直接原因以外，干扰目标的复杂性也是重要影响因素。在4)所描述的干扰机干扰方法下，当干扰目标采用高重频时，采用重频抖动或重频捷变或大脉宽时，干扰机就需要用更多的或更宽的干扰窗口来瞄准干扰该目标，因此其他雷达脉冲得不到干扰的情况就会增加。

2 雷达干扰时间占有率分析

在现有技术体制条件下，干扰机某一时刻只能发射一个干扰信号，因此有限的干扰资源是造成干扰脉冲丢失的主要原因。而干扰资源主要体现在干扰时间，即当分配给某部雷达的干扰时间较多时，则分配给其他雷达的干扰时间就较少，干扰脉冲丢失自然在所难免。因此在多目标干扰条件下，对有限的干扰资源进行科学的管理是发挥干扰机最大效能的保证。

2.1 干扰资源管理

干扰资源的管理包括信号分选结果管理、数据库管理、资源分配管理、干扰源管理、干扰通道管理、重频跟踪器管理等，其流程基本主要包括以下几个步骤[6]：1)威胁信号识别。将分选结果与雷达库比较，识别信号威胁等级，确定需要干扰的雷达信号。2)干扰资源分配。根据威胁等级排序，调整干扰样式库、重频跟踪器等干扰资源和干扰时间分配，确定多目标干扰通道控制时序。3)干扰参数设置。调用干扰样式库中装定的干扰样式，分别控制压制干扰源和欺骗干扰源对威胁雷达实施干扰。

在多目标干扰条件下，多目标干扰通道控制时序决定干扰时间分配，将直接影响干扰效果。现假设舰艇进行软硬武器协同防空反导，即使用本舰雷达探测跟踪的同时进行干扰。当需要对多部威胁雷达同时进行干扰时，重频跟踪器将对每部威胁目标信号进行干扰窗口宽度计算，完成时域跟踪，干扰控制器根据威胁等级、可信度等因素将干扰窗口合成为一路，消除时间上的窗口重叠，并给出干扰批号控制信号。在雷达1的威胁等级大于雷达2情况下，结合雷达匿影和在火控雷达距离跟踪脉波门内停止有源干扰的因素，图1给出了多目标干扰通道控制时序。

图1 多目标干扰通道控制时序

从图1可知，在多目标干扰条件下，干扰脉冲丢失的数量与匿影脉冲、距离跟踪波门、干扰目标数量等有关以外，还与目标威胁等级高低、干扰窗口大小等功率管理方法有关。

2.2 干扰时间占有率

从干扰资源管理分析可知，分配给某雷达可用于干扰的时间长短基本决定了对该雷达的干扰效果。因此，在干扰时间T内，如果可分配给某部雷达的干扰时间为T′，则可定义该雷达干扰时间占有率为

(1)

假设干扰机仅对雷达n进行干扰，如果该雷达信号周期为Tn，脉宽为τn，干扰窗口时间为Jn，Jn>τn，可定义在Tn时间内雷达n的干扰占空比为

(2)

则在Tn时间内雷达n的干扰时间不占有率为

Pn0=1-Pn1

(3)

如果干扰机同时干扰N部雷达，且雷达i的威胁等级大于雷达i+1，(i=1，…，N-1)，则在Tn时间内第n部雷达的干扰时间占有率可表示为

(4)

在一定的工作时间T内，为解决收发隔离问题，电子侦察和有源干扰采用时分工作方式，其中电子侦察时间为TZ，则干扰时间为TG=T-TZ；当火控雷达重复周期Tf，距离跟踪波门为τt、匿影脉冲为τn时，则干扰可使用的时间率为

(5)

此时，在T时间内第n部雷达的干扰时间占有率可表示为

(6)

3 仿真分析

现假设软硬武器协同反导，同时对抗来袭飞机和反舰导弹，干扰机为多波束干扰体制，电子侦察和有源干扰采用时分工作方式，比例为1∶9。为了便于分析，假设各威胁雷达工作参数保持一致，威胁雷达被告警识别后，干扰机同时对威胁目标进行干扰，雷达i的威胁等级大于雷达i+1，(i=1，…，7)。

图2表示本舰火控雷达重频3 KHz、距离跟踪波门宽度4 μs、匿影脉冲宽度2 μs，威胁雷达的重频为2 KHz、脉宽1 μs条件下，不同干扰窗口时间宽度下的各威胁雷达干扰时间占有率。

图3表示本舰火控雷达重频3 KHz、距离跟踪波门宽度4 μs、匿影脉冲宽度2 μs，威胁雷达的重频为100 KHz、脉宽1 μs条件下，不同干扰窗口时间宽度下的各威胁雷达干扰时间占有率。

图4表示本舰火控雷达重频100 KHz、距离跟踪波门宽度2 μs、匿影脉冲宽度2 μs，威胁雷达的重频为2 KHz、脉宽1 μs条件下，不同干扰窗口时间宽度下的各威胁雷达干扰时间占有率。

图2 低重频火控雷达与低重频威胁雷达条件

图3 低重频火控雷达与高重频威胁雷达条件

图4 高重频火控雷达与低重频威胁雷达条件

从仿真输出可知，随着干扰窗口宽度的增加，雷达干扰时间占有率随之下降。但是目前尚不清楚，雷达干扰时间占有率下降到什么程度，干扰就会基本无效。这就需要如文献[7]提到的，需要通过试验的方法来得到。不妨碍基本分析，如果定义雷达干扰时间占有率小于60%为无效的话，则可以得到以下结论：

1)在低重频火控雷达与低重频威胁雷达条件下，同时干扰多目标的效果基本能够得到保证。

2)在低重频火控雷达与高重频威胁雷达条件下，同时干扰多目标的数量将严重下降，当干扰窗口为2 μs时，只能保证对2批目标的有效干扰。

3)当本舰火控雷达采用高重频体制时，甚至1批威胁雷达的干扰效果都将得不到保证。

4 结束语

在分时干扰技术体制下，当干扰机同时对多个雷达辐射源目标进行干扰时，部分目标的干扰效果下降在所难免，从而造成干扰机的作战效能下降。因此，干扰时间占有率应与干扰机发射功率、干扰样式、干扰带宽等一样，被看作是影响干扰效能的因素之一。由于装备的复杂性及目标的多样性，仿真的条件设置还不够完善，仿真的情况还有欠缺，但是基于干扰时间占有率的评估分析，对优化干扰资源管理，进一步提高干扰机多目标干扰效能是可行的。另外，在现有条件下，实现干扰时间占有率的可视输出，也能为指挥员决策干扰目标类型、数量提供依据。