[原创]盾和蛋之间的那点事(三十三)——深入篇(十六)

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. 接上篇《盾和蛋之间的那点事(三十二)——深入篇(十五)》(原文链接:http://bbs.tiexue.net/post_12068945_1.html),继续对雷达抗反辐射导弹攻击的相关话题进行探讨,闲话少说,进入正题——

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前篇讲到了,海军作战舰艇在对抗反辐射导弹时,可使用舷外有源诱饵用于诱骗反辐射导弹。舷外有源诱饵按布设方式的不同可分为悬停、漂浮和拖曳三种,悬停式有源诱饵的典型代表是英国“警笛”有源假目标干扰系统,其诱饵弹在发射后,用火箭推进到离舰几百米处,打开降落伞并在空中长时间悬停,诱饵弹上的自主雷达干扰机发射干扰信号,引诱来袭导弹偏离舰艇飞向诱饵弹。另一种典型的悬停式有源诱饵是美国Nulka悬停火箭假目标系统,Nulka诱饵弹拥有由微处理器控制的矢量推力喷嘴,由载舰发射出去后,在自动驾驶仪的控制下,弹体以一定的倾角自动悬停在空中,并始终保持与母舰的适当距离,然后主动发射电磁干扰信号用于诱骗来袭导弹。与前一种英国“警笛”有源诱饵系统相比,Nulka悬停火箭系统具备自主机动能力,能伴随水面舰艇机动,因此使用灵活性和整体作战效能都要优于前者,但技术复杂程度和造价也比前者要高。漂浮式有源诱饵的典型代表是美国AN/SSQ-95有源电子假目标系统,该系统在布放后可浮在水面,并具备自主工作能力。漂浮式有源诱饵可以起到长时间的诱骗作用,如果条件允许的话还可以回收后重复使用,是一种性价比较高的布设方式,但漂浮式有源诱饵的一大缺点是难以随水面舰艇一同机动,使其应用受到一定限制。拖曳式有源诱饵的典型代表是英国TOAD拖曳式舰外有源假目标系统,它装在一艘小艇上由母舰拖曳行进,可全自动工作,艇上配备的发射机可向威胁源发出大功率假目标信号。拖曳式有源诱饵的优点是能够以相同速度伴随母舰移动,并且具有漂浮式有源诱饵的大部分优点,是一种比较理想的布设方式。由上可见,不管是哪一种有源假目标诱饵系统,一个基本原则是其必须要与被保护的对象拉开一定的距离,以达到将反辐射导弹从正确目标诱离的目的,因此装备平台自带的主动干扰设备往往是无法担当此重任的,不但诱骗不走反辐射导弹反而还可能会“引火烧身”。

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舰艇拖拽的有源假目标

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水面舰艇发射诱饵弹

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美国Nulka悬停火箭诱饵弹

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有源诱饵要想成功诱骗反辐射导弹,一个最简单的方法就是将被保护雷达关机,而有源假目标诱饵则持续开机工作,当战场局部空间内只有假目标一个辐射源时,则反辐射导弹会自动跟踪假目标,从而使被保护雷达免遭打击。不过这种诱骗方式属于单点源有源干扰,虽然对反辐射导弹的诱骗成功率很高,但在实际应用中却可能存在一些问题,因为在这种单点源干扰方式中有源假目标诱饵不可避免的会被反辐射导弹打掉,虽说有源诱饵的成本比真实雷达要低的多,但一般也没人会把它当作消耗品来用。前篇曾讲过,有源假目标诱饵由于需要尽量模仿真实雷达的信号特征,因此结构较为复杂,成本也不算低,如果把它当作一次性消耗品来用的话,也没有哪个土豪军队能够承受得起。最关键的是,在战场上这种有源诱饵打掉一个就少一个,少一个也就意味着真实雷达面临的危险也增加一分,敌人即使多消耗一些弹药,只要最终消灭了真实的防空雷达,压制住对手的防空系统,则收获的可能是一场战斗乃至战役的胜利,对于失败的一方来说那损失将是无价的。而且单点源有源干扰还存在着一个问题是必须要关闭被保护雷达,而雷达关机则意味着我方对空探测能力将暂时受到影响,这可能会给敌人以可趁之机。而且对方发射反辐射导弹的目的往往就是迫使你雷达关机,以暂时削弱防空系统的作战效能,从而使对方可以无所顾忌的采取相应的空中作战行动,至于反辐射导弹是否能摧毁雷达系统反而不那么重要了。正是因为单点源干扰在实际应用中存在着一定的问题,因此各国纷纷选择发展双点源干扰或多点源干扰等更高一级的有源干扰方式。对于反辐射导弹来说,单点源干扰与双点源/多点源干扰之间的区别就是“诱惑”与“迷惑”的区别,单点源干扰是通过引诱反辐射导弹来袭的方法以保护真实雷达,而双点源/多点源干扰则是彻底把反辐射导弹搞的晕头转向,将其制导引入歧途。

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有源诱饵诱骗来袭导弹

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双点源干扰和多点源干扰顾名思义就是通过多个干扰源之间的相互配合以实现对来袭反辐射导弹的诱骗,在双点源和多点源干扰系统中,雷达和有源假目标诱饵共同构成了多个干扰源,有源诱饵在空间位置、信号特性以及工作时序等方面能与真实雷达配合工作,共同组成多点源干扰/诱骗系统。所谓的双点源/多点源干扰的原理是:当反辐射导弹对单目标进行跟踪时,瞄准点是对准目标反射源最强的一个点,也就是目标自身,而如果在反辐射导弹的被动雷达导引头视野范围内存在多个相距很近的辐射源时,其瞄准点会自动对准几个辐射源中间的平衡点。双点源/多点源干扰利用两个或多个干扰源的点形成一个虚假的“能量质心”,使反辐射导弹瞄准这个“质心”发动攻击,从而起到诱骗作用。通俗点解释就是,当反辐射导弹的视野内出现多个距离相隔很近且非常相似的辐射源时,它将无法单独区分出这几个辐射源,而会将它们看作是一个“大辐射源”,然后瞄准这个“大辐射源”的“能量质心”发动攻击,而这个“能量质心”往往是空无一物的,反辐射导弹最终只能扑个空。

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双点源干扰

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造成这种现象的原因就在于反辐射导弹由于弹径受限,天线孔径尺寸较小,导致其被动雷达导引头的角分辨率较差,测角精度低。所谓的角分辨率是指导引头有差别的区分两个相邻物体最小间距的能力,导引头的角分辨率越高,则越有利于区分开两个相距较近的物体。一般来说,对方雷达的工作频率越低,波长越长,反辐射导弹导引头的这一缺陷就体现的越明显,也就是说反辐射导弹在用于对付类似远程搜索、警戒雷达时,要比对付中近程制导、火控雷达更难以实现精确定向,对目标的识别能力较差,并且更难区分真假目标。通俗点讲就是反辐射导弹的被动雷达导引头虽然看得远、视野大,灵敏度也很高,但往往会出现看不清楚的状况,这就好比你在一片漆黑的野外,如果远方有两个模模糊糊、若隐若现的光源,并且这两个光源相隔很近,那么你很有可能区分不了这两个光源,而误以为只有一个光源,反辐射导弹通常遇到的就是同样的情形。这其实也是被动雷达制导的无奈之处,因为它太“被动”了,必须要依赖外部“光源”才能有效工作,而外部“光源”是清楚还是模糊取决于“光源”自身,而不是取决于导弹的技术水准。假如反辐射导弹能像主动雷达制导导弹那样自己打一支高指向性的手电筒,则往往就能避免这种情况,把对目标的分辨能力掌握在自己手中。

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反辐射导弹导引头的角分辨率较差

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反辐射导弹很难区分两个相同的“光源”

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目标雷达的波长越长,反辐射导弹导引头的分辨能力越差

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那么接下来我们可以用场景剧来解释一下,双点源有源干扰系统是如何诱骗反辐射导弹的——当士兵(反辐射导弹)在一片漆黑的野外寻找目标(雷达)时,远处有两个光源在相隔很近的距离上以同样的亮度同时发光,士兵区分不了两个光源,而把它误认为是一个模糊的大光源,那么他会以两个光源连线的中心作为目标而继续前进,当然实际上那里什么都没有。当士兵前进到离目标很近的距离,近到足以区分开两个不同的光源时,这时往往两个光源都已经脱离了士兵的视野范围,士兵会从两个光源的中心穿过去,不会损害其中任何一个目标。或者出现另一种情况,士兵前进到离目标很近的距离,可以区分两个不同光源时,那么即使士兵此时可以锁定其中的一个目标,但已经来不及转向了(对应反辐射导弹的最大过载),士兵还是会从两个光源之间穿过去,最终一无所获。由上可见,双点源干扰的一大特点就是既保护了雷达又保护了有源假目标诱饵,反辐射导弹会击中雷达和有源诱饵之间的空地,这种干扰方式可在己方没有任何损失的情况下诱骗反辐射导弹,而且雷达仍然可以保持开机工作状态,因为雷达本身就是双点源干扰中的一个点源。双点源干扰避免了单点源干扰的主要缺点,是一种更为理想的反辐射导弹诱骗方式。不过出于保护雷达的目的,双点源干扰往往设置为假目标干扰源的辐射功率更大,这是因为反辐射导弹是追踪两个干扰源的“能量质心”的,当其中的一个光源比另一个光源更亮时,则士兵的前进路线自然会偏向更亮的那一个光源,即假目标干扰源。如此一来虽然假目标被攻击的风险会增加,但这相当于把雷达被攻击的风险转移给假目标了,所以这是一个从诱饵保护真实雷达的角度出发的合理选择。当然了,如果从回收诱饵的角度出发,可以选择雷达和诱饵两者功率相同的方式,如何取舍就看操作人员的考量了。

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那么要实现有效的双点源干扰的话需要具备什么条件呢?首先,有源假目标诱饵的发射信号特征应与被保护雷达相近,由于反辐射导弹可以通过信号采集和信号处理分析进行一些识别和判断,如果假目标诱饵的信号特征与真实雷达区别过大,那么很有可能被识别出来而起不到诱骗的作用,就好比你如果在野外看到一红一绿两盏灯同时亮着,那么你将很难把两盏灯看作是同一盏。除了信号特征要相似外,有源假目标诱饵还应具备较大的发射功率,前文讲了,在双点源干扰中反辐射导弹会被诱偏到辐射功率偏高的一侧,因此假目标诱饵出于保护雷达的目的,其发射功率至少不能比雷达低,并且还应具备长时间发射能力。其次,在设置双点源干扰系统时,一个重要的考虑因素就是如何设置两个干扰源之间的距离,如果距离设置过大,就起不到诱骗效果,此时反辐射导弹能很轻松的将两个干扰源区分开来,并锁定其中的一个发动攻击。而如果两个干扰源之间的距离设置的过小的话,虽然诱骗成功率可以大幅上升,但当反辐射导弹在两者之间的空地上爆炸时,其杀伤半径有可能会危及到真实雷达,而且机动过载较大的反辐射导弹在最后关头仍有翻盘的可能。因此在设置双点源干扰乃至多点源干扰时,多个干扰源之间的距离设置尤其关键,而且设置多大的距离还与被保护雷达的波长有关,波长较长的雷达如远程预警雷达可以设置更宽的距离,而波长较短的雷达如火控雷达则必须设置为非常近的距离。远程预警雷达就好比大型探照灯,雷达波束非常宽,就算与有源诱饵之间的距离相隔较远,反辐射导弹也难以区分。火控雷达则相当于高亮度手电筒,雷达波束很窄且指向性很强,因此在设置双点源/多点源干扰时相互之间必须靠得很近才能有效诱骗反辐射导弹。由上可见,对于双点源/多点源干扰系统而言,多个点源之间的距离设置实际上是个很讲究的专业技术活,如果设置出现一点不合理的话,就很有可能导致诱骗失败、雷达被毁。

盾和蛋之间的那点事(三十三)——深入篇(十六)

多点源干扰中的多个干扰源必须具备相近的信号特征,并且设置合适的距离

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最后,双点源干扰的诱骗成功率还与两个干扰源与导弹来袭路线之间的夹角有关系,理想的夹角当然是两个干扰源一左一右都处在来袭导弹的视野内,两个干扰源之间的连线与导弹来袭路线呈一直角。如果两个干扰源的连线与导弹来袭路线正好处于同一直线内时,那恐怕就不妙了。这种情况尤其多见于空基平台如战斗机实施的双点源干扰(比如机载有源拖曳诱饵),因为战斗机面临的导弹攻击可能来自于四面八方,任何一个方向都有可能遭到导弹的袭击。当战斗机拖带着机载有源拖曳诱饵实施双点源干扰时,无论对方导弹从机头方向还是机尾方向来袭,双点源干扰都无法起到有效的诱骗作用,此时战斗机必须通过机动动作改变与来袭导弹之间的夹角,才能使双点源干扰重新生效。此外,前文基本上都是以双点源干扰的原理进行讲解的,多点源干扰的原理其实与双点源干扰基本相同,只不过多点源干扰由于设置了更多的干扰源,因此对反辐射导弹的诱骗成功率比双点源干扰又要高的多,对方反辐射导弹要击中真实雷达的概率也更小一些,当然投入也要高的多。

盾和蛋之间的那点事(三十三)——深入篇(十六)

干扰源与来袭导弹之间的夹角也很重要

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本篇至此告一段落,敬请期待下一篇《盾和蛋之间的那点事(三十四)——深入篇(十七)》,谢谢关注!

附《盾和蛋之间的那点事》系列全收藏:

http://tlflaomao.blog.163.com/

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本文内容为我个人原创作品,申请原创加分

[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]

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3楼KingJ

楼主又发干货了,顶顶顶

这几十篇科普文下来肯定废了不少功夫,楼主辛苦了

作为一个普通的军事爱好者这一路看下来长了不少知识,后面太深奥的就看不太懂了哈哈

一直以为干扰源很简单,支根天线就行,没想到有那么多学问。

单点是欺骗,双点是迷惑,我是的确看晕了……回复:[原创]盾和蛋之间的那点事(三十三)——深入篇(十六)

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我担心这技术对三哥不起作用。本来嘛不干扰还打不中,这一干扰来个负负得正,纠偏了······

比起那些天天发饭局照片的将军强多了

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