張小保,仝力鵬
(1.解放軍電子工程學院,安徽 合肥230037;2.中國人民解放軍61345部隊,陜西 西安710100)
隨著光電技術的不斷發(fā)展及其在軍事領域的廣泛應用,導彈陣地、通信樞紐、指揮所、水面艦船等面臨著日趨嚴重的光電威脅。尤其是命中精度極高的激光制導武器對重要目標的威脅越來越大。針對日益嚴峻的安全形勢,多種針對激光制導武器的對抗手段應用到了目標防護的作戰(zhàn)行動中,假目標欺騙干擾以其簡單、經(jīng)濟、有效的特點,成為其中一種重要的對抗方式。
激光角度欺騙干擾是通過激光干擾機向假目標發(fā)射干擾信號,經(jīng)假目標對干擾信號進行反射后,使假目標與目標同時出現(xiàn)在激光制導武器導引頭的視場中,從而誘使激光制導武器攻向假目標。本文以陣地防衛(wèi)為研究背景,針對角度欺騙干擾在具體使用過程中涉及到的假目標漫反射板的選擇、束散角選擇以及假目標和干擾機的配置方法三個方面的問題進行了分析,給出了具體的使用方法和建議。
在執(zhí)行陣地防衛(wèi)任務時,為了充分發(fā)揮角度欺騙干擾的作戰(zhàn)效能,應盡可能的延長對制導武器的干擾時間。當制導武器的速度一定時,干擾時間主要取決于角度欺騙干擾的有效干擾距離,根據(jù)激光角度欺騙干擾的基本原理,有效干擾距離的計算模型為[1]:
式中,PL為角度欺騙時激光干擾信號功率,ηL為激光欺騙干擾機發(fā)射光學系統(tǒng)的透過率,ηM為導引頭接收系統(tǒng)的透過率,ρO為漫反射板表面半球反射率,θM為漫反射板法線和激光半主動制導武器來襲方向的夾角,D 為導引頭直徑,RLO為激光干擾機與假目標(漫反射板)的距離,RM為激光干擾機與被保護目標間距離,Ω 為漫反射板反射立體角,Pmin為導引頭最小可探測的激光功率。
仿真分析可知,有效干擾距離與制導武器來襲方向、漫反射板法線的夾角有關,如圖1所示。
圖1 有效干擾距離與假目標法線、制導武器來襲方向夾角的關系
由圖1可知,角度欺騙干擾的有效干擾距離隨夾角θM的增大而減小。在夾角θM為0°時,有效作用距離最大;隨著夾角θM的增大,有效作用距離逐漸減小,當夾角θM大于60°時,有效作用距離迅速下降。
為延長干擾時間,在選擇假目標時,應盡可能使漫反射板朝向制導武器的來襲方向,使漫反射板法線方向與制導武器來襲方向的夾角盡可能地小。
干擾激光束到達漫反射板表面時,所形成的橢圓光斑的長軸和短軸長度分別為[3]:
式中,DOl為光斑的長軸長度,DOs為光斑的短軸長度,θL為激光角度欺騙干擾機束散角,βO 為假目標反射表面與水平面的夾角,即假目標的傾角。
在具體作戰(zhàn)運用過程中,激光光束束散角由漫反射板與干擾機的距離、漫反射板的傾角和長度決定。通常漫反射板長度為1m,布設傾斜角常在45~55°范圍內(nèi)。干擾激光光束束散角的變化如圖2所示。
圖2 光束束散角與制式假目標的傾斜角、距離的關系
由圖2可知,在陣地防護時,光束束散角隨漫反射板的布設傾角增大而增大,隨干擾機與漫反射板距離的增大而減小。在執(zhí)行陣地防護任務時,應根據(jù)漫反射板的傾角βO 和布設距離RLO,選擇相應的干擾光束束散角。假設漫反射板的傾角βO 為45°、距離RLO為140m,此時應選擇的干擾激光光束束散角為5mrad。
為了達到預定的干擾目的,假目標在作戰(zhàn)使用時要滿足一定的要求,首先假目標與被保護目標的距離應在一定的范圍之內(nèi),以確保干擾信號能被激光制導武器探測到,同時在制導武器攻擊假目標時,不會對被保護目標造成損傷。其次避免制導武器在攻擊假目標的過程中經(jīng)過被保護目標的上方空域,造成其轉(zhuǎn)而攻擊被保護目標。與此同時,為了保證干擾信號能夠經(jīng)假目標反射后對激光制導武器形成干擾,應確保干擾機與假目標之間,以及假目標和激光制導武器之間的通視[4-5]。
在陣地防護時,通常采用一臺激光干擾機配合多個假目標使用。設被保護目標與漫反射板的距離為ROB,激光角度欺騙干擾機與漫反射板的距離為RLO、激光角度欺騙干擾機與被保護設施的距離為RLB,將被保護設施等效為半徑為r的圓。
假設現(xiàn)有三個假目標配置在等邊三角形頂點,為保證三個假目標的反射面同時朝向激光干擾機,激光角度欺騙干擾機必須處于三角形外接圓的內(nèi)部。在保證通視的條件下,其配置區(qū)如圖3中的陰影部分所示。
圖3 三個假目標時激光干擾機的有效配置區(qū)示意圖
設ROB與RLO均取值大于等于a、小于等于b的范圍內(nèi),當點F、M 重合在以O3為圓心、RLO為半徑的圓上時,配置區(qū)存在的臨界條件為:
仿真可得,角度欺騙干擾機的配置距離(角度欺騙干擾機與漫反射板的距離)RLO,如圖4所示。
由圖4可知,激光角度欺騙干擾機的配置距離RLO隨漫反射板配置距離ROB的增大而增大,隨被保目標半徑r的增大而減小。在實際使用時,應根據(jù)被保護設施半徑r和漫反射板配置距離ROB,得出激光角度欺騙干擾機的配置距離。若r為30m、ROB為180m,激光角度欺騙干擾機的配置距離RLO為135m。
圖4 激光角度欺騙干擾機與漫反射板的距離
同理,n個漫反射板在等邊n 邊形頂點布設時,激光角度欺騙干擾機有效配置區(qū)存在的臨界條件為:
存在較大有效配置區(qū)的臨界條件,需滿足下式:
當r為30m,ROB為200m,由式(5)仿真可得激光角度欺騙干擾機配置距離RLO與漫反射板數(shù)目n 的關系,如圖5所示。
由圖5可知,在通視的條件下,激光角度欺騙干擾機配置距離隨漫反射板數(shù)目增加而減小。當漫反射板數(shù)目大于4個時,激光角度欺騙干擾機配置距離小于100m,不符合實際需要。這說明當漫反射板數(shù)目大于4個時,將有漫反射板不能與干擾機通視。具體運用時,為了應對飽和打擊,要求漫反射板有冗余,可以大于4個漫反射板。
圖5 配置距離與漫反射板數(shù)目的關系
本文根據(jù)激光角度欺騙干擾的工作原理,以陣地防護為例,分析討論了激光角度欺騙干擾在保護重要目標過程中涉及到的假目標的選擇、束散角的選擇以及干擾機和假目標的配置三個方面的問題,給出了在實際運用中的一些建議,對裝備的具體運用有一定的參考價值?!?/p>
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