基于SEA法的箔条弹反导效能分析

第３２卷第４期　四川兵工学报　２０１１年４月　

【武器装备】　

基于ＳＥＡ法的箔条弹反导效能分析　

杜贻群　，冯昌林　，张鹏飞　

（１．海军装备技术研究所，北京　１０２４４２；２．海军工程大学，武汉４３００３３）　

摘要：对箔条弹反导过程进行分析，选取了有效雷达反射面积、假目标间最小距离、箔条充分散开时间等９个性能量　度，分析了箔条弹的系统映射和使命映射，建立了反导效能指标体系，运用ＳＥＡ法得到了反导效能模型。分析结果　验证了ＳＥＡ方法的合理性，提出了提高箔条弹反导效能的途径和方法。　关键词：反导效能；ＳＥＡ法；箔条弹　中图分类号：ＴＮ９７４　文献标识码：Ａ　文章编号：１００６—０７０７（２０１１）０４—００２０—０４　

Ａｎｔｉｍｉｓｓｉｌｅ　Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　Ｃｈａｆｆ　Ｄｅｃｏｙ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＳＥＡ　Ｍｅｔｈｏｄ　

ＤＵ　Ｙｉ—ｑｕｎ　，ＦＥＮＧ　Ｃｈａｎｇ．１ｉｎ　，ＺＨＡＮＧ　Ｐｅｎｇ．ｆｅｉ　

（１．Ｎａｖｙ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０２４４２，Ｃｈｉｎａ；　

２．Ｎａｖｙ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ　４３００３３，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎｉｎｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｉｎｄｅｘｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｈａｆｆ　ｄｅｃｏｙ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｒａｄａｒ　ｒｅｆｌｅｅｔｉｖｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ａｒｅａ．　ｍｉｎｉｍｕｍ　ｄｉｓｔａｎｃｅ　ａｍｏｎｇ　ｄｕｍｍｙ　ｔａｒｇｅｔｓ，ｔｏｔａｌ　ｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅ　ｔｉｍｅ　ｗｅｒｅ　ｃｈｏｓｅｎ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ｉｔｓ　

ａｎｔｉｍｉｓｓｉｌｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｗｈｉｌｅ　ｉｔｓ　ｓｙｓｔｅｍ　ｍａｐｐｉｎｇ　ａｎｄ　ｍｉｓｓｉｏｎ　ｍａｐｐｉｎｇ　ｗｅｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ　ａｎｔｉｍｉｓｓｉｌｅ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　

ｉｎｄｅｘ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗａｓ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｎｔｉｍｉｓｓｉｌｅ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｍｏｄｅｌ　ｗａｓ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　

ＳＥＡ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｒａｔｉｏｎａｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ＳＥＡ　ｗａｓ　ｐｒｏｖｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　

ｍｅａｎｓ　ｏｆ　ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｔｈｅ　ａｎｔｉｍｉｓｓｉｌｅ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｈａｆｆ　ｄｅｃｏｙ　ｗａｓ　ａｌｓｏ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ａｎｔｉｍｉｓｓｉｌｅ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ；ＳＥＡ　ｍｅｔｈｏｄ；ｃｈａｆｆ　ｄｅｃｏｙ　

箔条诱饵技术自第二次世界大战开始使用以来，经过半　

个多世纪的发展、历次战争的验证，已经成为电子对抗的重　

要组成部分。在反舰导弹技术高速发展的今天，箔条诱饵作　

为传统的干扰方式，仍是对抗来袭反舰导弹的有效手段。反　

导效能是箔条弹综合战术效能最直观的体现，是对实施干扰　

后所产生效应的定性或定量评价，是干扰技术研究中必不可　

少的重要环节。如何客观、准确、定量评估箔条弹干扰效能　

是贯穿于箔条干扰设备科研、生产、使用环节的重要课题。　由于箔条弹发射后易产生粘滞、结团等不确定性因素，可能　降低效能评估的准确度。而Ａ　Ｈ　Ｌｅｖｉｓｌｌ－２］领导的研究小组，　

于２Ｏ世纪７０年代末提出的ＳＥＡ法基于系统、使命、环境、原　

始参数、性能量度和系统效能等６个基本概念，能够避开这　

些不确定性因素的影响，适于用来对箔条弹的反导效能进行　

评估。　１　箔条弹反导过程　

反舰导弹的攻击过程可分为攻击平台搜索阶段、导弹自　

搜索阶段、跟踪阶段和近程攻击阶段　，根据各阶段导弹的　不同作用，箔条反导采用不同的干扰对抗方式。在攻击平台　

搜索阶段，主要采用迷惑干扰，即在舰艇周围布放１个或多　

个假目标，迷惑敌方警戒雷达，使其不能做出正确判断；在来　

袭导弹自搜索阶段，采用冲淡干扰，使在其搜索范围之内存　

在多个箔条云假目标，从而无法辨认真假目标，降低其对舰　

艇的捕捉概率；在来袭导弹跟踪阶段，舰艇采用箔条弹转移　

干扰，使来袭导弹从跟踪目标舰艇转移到跟踪箔条诱饵；而　

来袭导弹进入攻击阶段后，则可在近距采用质心干扰方式，　

使其跟踪点、进攻点偏向箔条诱饵。箔条反导过程如图１　

所示。　

收稿日期：２０１１—０２—１２　作者简介：杜贻群（１９８６～），男，硕士，主要从事武器系统方面研究。

　杜贻群，等：基于ＳＥＡ法的箔条弹反导效能分析　２１　

反舰导弹攻击　箔条弹反导　Ｊ攻Ｅ－平台搜Ｉ　Ｉ侦察机侦Ｊ。　ｒＩ索目标舰艇ｌ＼　ｌ察、测向ｌ一　ｌ

至　＼　／　＼／　是‘　

发射反舰　＼＼Ｊ发射箔条弹进　导弹　ｌ行迷惑干扰　●　●　反舰导弹　ｌ发射箔条弹进　自搜索阶段　Ｉ行冲淡干扰　Ｊ　Ｊ　反舰导弹　Ｉ发射箔条弹进　跟踪阶段　Ｉ行转移干扰　Ｊ　ｌ　。反舰导弹近程　＿ｆ　近辈曩　攻击阶段　【　

图１　箔条弹反导过程　

２箔条弹反导效能模型　

２．１性能量度的建立　

由于箔条反导是一个复杂的过程，有众多影响箔条弹性　

能发挥的因素，因此，在其反导过程的每一个阶段，必须选择　合理的性能量度（ＭＯＰ），才能得到准确可信的效能结果，参　

考文献［３—５］，主要考虑以下因素建立性能量度。　

２．１．１迷惑干扰阶段的性能量度　影响箔条弹迷惑十扰效果的因素很多，但关键因素是箔　

条弹完全散开后所形成箔条云的雷达反射面积以及各个假　

目标之间的最小距离。　

１）雷达反射面积。箔条干扰是大量随机分布的箔条的　散射特性响应总和。箔条云总的有效反射面积与有效箔条　

数和单根箔条的平均有效反射面积有关。箔条云的反射面　

积就是位于雷达脉冲体积内的箔条有效反射面积。假设箔　条弹匀加速运动，开始投放时其速度为　，加速度为ｎ，Ａ为　人射雷达波长，ｒ　为压缩后的脉冲宽度，０为人射雷达波的　

电场矢量与箔条轴线的夹角，箔条包的有效箔条数为Ⅳ，　为箔条包数，Ｃ为电磁波在自由空问的传播速度，即光速，Ｄ　为区域长度，则箔条弹有效雷达反射面积为　

ｒ，　＝（０．１７Ａ　・ＣＯＳ　０＋０．１１Ａ　・ｓｉｎ。　）・ｎｐ・Ｎ・　

！　±　竺：　：　：！　亚二！　±　

、　＿＿　一　ｌ　２）假目标之间的最小距离。若设敌搜索雷达的距离分　辨率为ｒ，敌我距离为，｜，则各个假目标之问的最小距离为　

Ｒ＝２Ｌ・ｓｉｎ（　ｒ　／２）　（２）　只有各个假目标之间的距离大于　时，才能保证敌雷达　

分辨出有多个目标，从而使舰艇“隐匿”在假目标之中，迷惑　敌方，达到拖延敌方时间、延误战机的目的。　

２．１．２冲淡干扰阶段的性能量度　在箔条弹的冲淡干扰阶段，决定性因素是箔条散开时　间、滞空时间以及所形成的假目标的雷达反射面积。　

１）箔条散开时间。箔条弹在散开后形成有效反射面积　

所需要的最大时间应满足　

ｔｉｍａ￣≤　（３）　

式中：ｆ…为箔条弹散开的最大时间；Ｒ　ｉ　为对雷达压制的最　小距离；￡　为威胁源雷达距离选通波门宽度；　为箔条弹飞　

行速度；０　为箔条弹与威胁源雷达跟踪方向的轴向夹角。根　

据经验数据，箔条弹形成有效干扰的充分散开时间通常为　

０．３～０．５　Ｓ。　２）箔条滞空时间。设箔条弹在某时刻ｔ　开始发射，箔　

条弹的飞行时间为　，箔条云形成的时刻为　。，则箔条云　的滞空时间　为：　

０＜　＜　ｃ～　一ｔ　（４）　３）雷达反射面积。欲使箔条弹对来袭导弹形成有效的　

冲淡干扰，则假目标的有效雷达反射面积与舰艇的有效雷达　反射面积必须具有一定的相似性，冲淡干扰段雷达反射面积　

计算方法同式（１）。　２．１．３转移干扰阶段的性能量度　转移干扰主要作用是“屏蔽”来袭导弹与舰艇之间的雷　达信号的“交流”，因此可以选取电磁波衰减和有效雷达反射　

面积分别作为性能量度。　

１）电磁波衰减。设入射波的功率为　，衰减后电磁波　功率为Ｐ，则　Ｐ＝Ｐｏ．１０　２ｏｘ　ｆ５）　

箔条诱饵的电磁波衰减系数　可由式（６）计算　＝０．４３・　・（０．１７Ａ　）　（６）　式中：Ａ为雷达人射波长；　为单位体积内平均箔条数；　为　

箔条云厚度。上述公式可以用来估算箔条诱饵转移干扰的　屏蔽效果。　

２）雷达反射面积。欲使转移干扰产生理想效果，就必　须使其有效雷达反射面积足够大，这样才能对目标舰艇产生　

“屏蔽”作用。转移干扰的有效雷达反射面积的表示式如式　

（１）。　

２．１．４近程质心干扰阶段的性能量度　近程质心干扰阶段，有效雷达反射面积和质心干扰作用　时间对干扰效果起着至关重要的作用，因此可选取二者分别　

作为质心干扰性能量度。　

１）雷达反射面积。质心干扰有效雷达反射面积对质心　点的位置起着至关重要的作用，其表示式如式（１）所示。　

２）质心干扰作用时间。质心干扰作用时间为　

—　＝—三一　，　（７）　ｒ　ｍ　式中：Ｒ　为理论实施质心干扰时来袭导弹距舰艇的距离；　为来袭导弹靠惯性制导进行俯冲攻击时距舰艇的距离；　

为来袭导弹的飞行速度；　为质心干扰系统反应时间；　为　箔条诱饵从发射到形成有效散射面积的箔条云时间；　，为作　战指挥员决策时问。　

２．２　系统映射与使命映射　

ＳＥＡ方法将客观对象（箔条弹）的性能和主体（反导作　２２　四川兵工学报　

战）对客观需求联系起来，将两者进行“对比”得到评价结　

果。这种“对比”体现为系统轨迹和使命轨迹的比较，对比是　

按照某种标准进行的，得到的是系统的效能指标值。　

２．２．１　系统映射　系统映射的建立是ＳＥＡ方法建模的重点和难点，它必须　

借助一定的量化方法，把系统的组成、结构、行为及性能参　

数，在系统运行过程中对性能量度ＭＯＰ的影响描述出来，体　

现它们对系统完成使命的作用。由对性能量度的分析即可　

得到系统映射ＭＯＰ１～ＭＯＰ９。　

２．２．２使命映射　

使命映射就是把使命原始参数的值域要求转化为性能　

量度ＭＯＰ的值域要求的一种映射，而这一映射可以根据　

ＭＯＰ的表达式来进行。根据迷惑干扰、冲淡干扰、转移干扰　

和近程质心干扰４个不同阶段，可确定使命映射：　

１　÷　…＜ＭＯＰ１＜　…　二　ＭＯＰ２＞Ｒ…　０＜Ｍ０Ｐ３＜０．５　

０＜ＭＯＰ４＜　Ｇ—ＴＦ—ｔ　

１　－＝Ｊ　ｔ　…　＜ＭＯＰ５＜ｆ，…　二　０＜ＭＯＰ６＜Ｐ０　

１　÷ｆ，…　＜ＭＯＰ７＜ｒ，　二　１　－４　－　…　＜ＭＯＰ８＜ｆ，…　

。＜ＭＯＰ９　一　一　

２．３效能模型的建立　２．３．１效能评估指标体系　由前面的分析可知，箔条弹对来袭导弹全航程的干扰分　

为迷惑干扰、冲淡干扰、转移干扰和近程质心干扰４个阶段，　故可建立如图２所示的评估指标体系。　

迷惑干扰阶段　反导效能　

冲淡干扰阶段　反导效能　

转移干扰阶段　反导效能　

质　干扰阶段　反导效能　ＭＯＰ１：雷达反射面积　

ＭＯＰ２：４￣目标标间最小距离　

ＭＯＰ３：箔条散开时间　

ＭＯＰ４箔条滞空时间　

ＭＯＰ５：雷达反射面积　

Ｍ（）Ｐ６：电磁波衰减　

ＭＯＰ７：雷达反射面积　

ＭＯＰ８：雷速反射面积　

ＭＯＰ９：质　干扰作用时间　

图２效能评估指标体系　２．３．２全航程反导效能　设定迷惑干扰阶段的反导效能为Ｅ，冲淡干扰阶段的反　

导效能为Ｅ。，转移干扰阶段的反导效能为　，近程质心干扰　阶段的反导效能为Ｅ　，则箔条弹对抗来袭反舰导弹全航程的　效能为