许多新一代的导弹系统采用复杂的“指令+寻的”复合的制导方式,即TVM (Track via missile),用来增强制导精度。对TVM制导武器的干扰涉及到制导站和导弹及其数据链路等多种信号通道,需要分别讨论。
TVM制导
TVM(Track via missile),即“经由导弹的制导”,又称“指令+寻的”制导。如图1所示,制导雷达地面站发射波束照射目标,当导弹接近目标时,导弹上的信号接收设备接收飞机散射的雷达照射信号以测量目标相对于导弹的精确角度,再将测量的坐标数据通过下行通道发回地面,由地面站进行处理,得出导弹的控制指令,再由地面指令发射机发射导弹控制指令控制导弹飞行。
图1:TVM制导的导弹上带有信号接收器,能够接收飞机蒙皮反射信号,并将角度信息传递给跟踪雷达制导处理,以增强射程和精度。
由于雷达接收机接收的反射信号强度与雷达到目标距离的四次方的函数负相关,导弹在飞行的末端接近目标,接收到飞机反射回波信号比收到的远处雷达的信号更强。
导弹将有关目标飞机回波的信息(主要是方向信息),通过数据链路传输给制导雷达,制导雷达根据本站测量信息和导弹接收信息生成导弹转向指令。相对于制导雷达接收到的目标信号,导弹在近场范围能够接收到更高质量的信号(见图2)。
图2:当导弹接近目标时,导弹接收到的反射信号要比跟踪雷达接收的反射信号强,并且它们之间的角度集合关系不同,这就扩大了交战的时间和距离,增强了雷达电磁防护能力。
考虑到由于目标从一个方向接收雷达信号,并从另一个方向反射出去,所以导弹接收过程中的目标RCS是双基地的。根据目标的性质和导弹的位置,双基地RCS可以大于或小于后向RCS。
对TVM制导武器的干扰
对TVM制导武器的自卫式干扰的几何关系见图3。一方面,如果跟踪雷达被干扰,制导系统可以利用导弹接收到的角度信息继续引导导弹靠近目标。另一方面,如果导弹接收机或下行数据链路被干扰,制导系统可以利用来自跟踪雷达的信息跟踪目标。
图3:对于针对TVM威胁的自卫式干扰,干扰机必须同时干扰跟踪雷达和导弹接收机或者导弹的下行数据链
如果干扰机实施欺骗干扰,制导系统从两个方向看到目标的能力意味着欺骗的有效性大概率降低。在干扰任务中需要考虑三种信号:雷达接收信号、导弹接收信号和下行数据链。
传统干扰机的天线方向性不强,通常能够覆盖很大一片空域,因此能够同时干扰雷达和导弹接收机。由于下一代干扰机将使用定向(多波束相控阵)发射天线,因此将需要有独立的波束来干扰导弹接收器和雷达接收器。
跟踪雷达和导弹之间的数据链路与雷达信号的频率不同,因此干扰机必须同时产生两种信号。此外,这两个干扰信号必须有不同的调制方式,雷达干扰信号将具有最佳的掩蔽或欺骗干扰波形,数据链路干扰最好能够干扰数字数据链路。
自卫干扰的信噪比计算
干扰机应具备干扰跟踪雷达站、导弹接收机和数据链路的功能,因此分别有三种不同的J/S公式。这三种功能可以在整个交战过程中评估,以确定有效的干扰保护。
1. 干扰跟踪雷达信号时,干信比公式:
2. 干扰导弹接收机时,干信比:
3. 干扰数据链路时,干信比:
交战示例
图4显示了交战过程中的雷达、目标和导弹的相对位置。
图4 J/S计算示例。目标距离雷达20公里,距离导弹15公里。导弹距离雷达5公里。雷达的ERP为100 dBm,数据链路ERP为40 dBm,干扰机ERP雷达频率为60 dBm,数据链路频率为55 dBm。
原文始发于微信公众号(雷达通信电子战)