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盾和蛋之间的那点事(170)

 老黄牛的书馆 2020-02-25

在有源干扰方式中,欺骗性干扰也是非常重要的一类干扰技术类别,它一般包括了距离欺骗干扰、速度欺骗干扰、角度欺骗干扰、组合式欺骗干扰(距离、速度、角度欺骗干扰的随机组合)、假目标欺骗干扰、有源雷达诱饵干扰等等。其中有源雷达诱饵作为舷外干扰的关键技术,本文将在后面加以详细解析,此处将重点介绍其它几种欺骗干扰方式。我们知道,雷达系统在对目标进行测量、定位、跟踪的过程中,其对目标最重要的三种测量功能分别是距离测量(测距)、角度测量(测角)和速度测量(测速),有些资料还会将高度测量(测高)单独列出来,但是测高实际上是雷达系统在测角和测距的基础上所延伸出来的一种测量功能,并不能看作雷达的一种基本测量功能,实际上很多老式雷达没有测高功能也一样能用,如老式两坐标雷达。对应雷达系统三种基本测量能力的概念,还有测距精度/距离分辨率、测角精度/角度分辨率、测速精度/精度分辨率,它们分别代表了雷达系统在对目标进行测距、测角、测速时的测量精度和测量准确性,这些指标越高,则意味着雷达的整体探测精度越好,越有利于雷达系统引导精确制导武器攻击各种空中、水面、陆地、太空目标。那么同样的道理,距离欺骗干扰、速度欺骗干扰和角度欺骗干扰,这些干扰方式的目的则是分别破坏敌方雷达(或导弹雷达导引头)对我方关键目标的测距、测速、测角的准确性,当敌方雷达(或导弹雷达导引头)对我方关键目标的测量误差高到一定程度时,它将不足以引导导弹对我方目标发动精确打击,并将导弹引导至一个完全错误的方向和位置上,那么导弹自然就只能打一个空了。欺骗性干扰的实施难度比压制性干扰更高,因为它的有效实施必须建立在我方已经充分掌握了敌方准确的电子情报信息的基础上,并且欺骗性干扰对我方在战时的随机反应能力、反应速度的要求要远高于压制性干扰,比如战场上敌方雷达临时改变工作模式、工作参数,或者战场上突然出现敌方的新体制雷达时,这时就要求欺骗性干扰能及时掌控这种变化,并且以极高的反应速度随之改变欺骗干扰策略,以快制快,以变制变,否则欺骗性干扰将是没有任何作用的。当然了,对于敌方雷达来说,它要识破对方干扰机所实施的欺骗性干扰的难度也更高。相比压制性干扰而言,敌方雷达要破解欺骗性干扰,需要对干扰信号进行更仔细、更完整的分析,从而对雷达抗干扰(ECCM)技术提出了更严峻的要求,雷达系统往往要采取更先进的雷达体制和更多的抗干扰、反欺骗技术,才能避免对方欺骗干扰对雷达正常探测能力所造成的破坏。

欺骗性干扰相比压制性干扰的实施难度,我们可以举一个例子说明,比如敌人的一份重要文件,假如我们想把它破坏掉的话,那么可以选择两种方式,一种是直接将整份文件都销毁了,另一种则是伪造笔迹,重新制造一份假文件,将原来的真实文件替换掉。压制性干扰就好比是前者,而欺骗性干扰则属于后者,显然后者的实施难度比前者要高的多,因为要伪造对方笔迹并成功骗过对方,前提是你必须要对对方笔迹了如指掌,并且还具备了将真实笔迹模仿得丝毫不差的本领,这个实施难度显然比将文件直接抽掉扔到垃圾桶里要高得多。欺骗性干扰一旦实施成功,对方雷达甚至不会意识到自己已经被干扰、欺骗了,还以为自己仍然处于正常工作状态下,这显然又比压制性干扰要高明得多。压制性干扰一旦实施,则对方必然会有所察觉和反应,比如对方的雷达操作员此时就会发现雷达系统已完全处于异常工作状态了,雷达显示器上原本正常显示的目标突然被大片杂波给掩盖了,此时敌方雷达就会发觉自己已经受到干扰,所以他们也会采取相应的措施来克制干扰,即利用雷达抗干扰(ECCM)技术以对抗干扰机,如果敌方雷达在技术和战术两个方面都采取了合理应对措施的话,则敌方雷达仍有可能战胜干扰,恢复正常探测。而在欺骗性干扰下,对方雷达(或导弹雷达导引头)至少在一个干扰周期内不会察觉到异常状态,没有意识到自己已经被干扰了,甚至连对方干扰机的存在都不知道,那么自然也就无从加以反应和应对了。简单来说,如果压制性干扰属于一种“暴力”式干扰方式的话,那么欺骗性干扰就属于一种“灵巧”式干扰方式,压制性干扰往往需要对抗双方拼能量、拼资源,而欺骗性干扰则更强调对抗双方拼“智力”,是一种技术含量非常高的干扰方式。在欺骗性干扰的“灵巧”式干扰方式下,干扰机一方往往可以以极小的能量代价达成干扰和欺骗目的,起到四两拨千斤的奇效,而且它对敌方雷达探测功能的破坏效果丝毫不比压制性干扰差多少。

欺骗性干扰多用于干扰火控雷达、跟踪雷达、导弹雷达导引头等,目的是破坏这些雷达传感器对我方目标的稳定跟踪,使其无法进入跟踪状态,或跟踪状态遭到破坏而退出跟踪,又或者使其跟踪到错误的空间位置上,从而导致导弹引导失败,无法击中真实目标。最常见的几种欺骗性干扰方式为距离欺骗干扰、速度欺骗干扰、角度欺骗干扰,它们分别针对的是目标雷达的三大基本测量能力,即测距能力、测速能力、测角能力。而在距离欺骗干扰、速度欺骗干扰和角度欺骗干扰中,最为常见的一种欺骗干扰方法即“拖引干扰”(也称为“波门拖引干扰”),分别对应距离拖引干扰、速度拖引干扰、角度拖引干扰。在对拖引干扰进行详细讲解之前,我们先要了解雷达技术中的一个概念,即雷达检测/跟踪波门的概念,以下统称为“雷达跟踪波门”。所谓的雷达跟踪波门,是一种雷达系统用于处理杂波和干扰的有效手段,波门其实就是一块区域,一般分为初始波门和相关波门,初始波门一般用于目标航迹的起始阶段,该区域规定了目标的观测值可能出现的一个空间范围,为了更好的捕获目标,初始波门一般建立大波门;相关波门,是指以被跟踪目标的预测值为中心的一个空间区域,规定了目标观测值可能出现的范围,相关波门的形状和尺寸的确定准则是,一方面要使落入波门内的真实目标观测有很高的概率,另一方面不允许波门内有过多无关观测点迹。相关波门的尺寸应该与目标类型相匹配,比如固定目标的波门一般只取决于观测的精度,直线运动目标的波门就要取决于观测值和预测滤波器的精度,而机动目标的波门还要考虑加速度的因素等。以上的解释比较晦涩难懂,以通俗语言来解释就是,当雷达系统或导弹雷达导引头在跟踪目标时,它需要用一个“框子”将目标套起来,这样才能稳定、可靠地对目标实施跟踪,这就好比狙击手利用狙击枪上的瞄准镜跟踪远方的一个运动目标,他必须把目标“套”在瞄准镜中,并且随着目标的不断移动,瞄准镜也需要缓缓移动以将目标一直“套”在里面,当时机合适时,狙击手就可以按下板机,一枪狙杀目标!

雷达跟踪波门就好比是狙击枪上的那个瞄准镜,它在跟踪目标的过程中始终将目标“套”在里面,这样就可以引导导弹对目标实施精确打击。很显然的是,要把目标稳稳地“套”在瞄准镜中,首先这个瞄准镜的视野范围不能过大,如果跟望远镜似的将整个背景都一览无余的话,那么狙击手就很容易受到外部环境影响而分心,或受到其它无关目标的干扰而分心,导致狙击手无法专心一致地跟踪真实目标,准确瞄准目标也将是一件不可能办到的事;而如果这个瞄准镜的视野范围太小的话,虽然这样可以大幅提高瞄准精度(比如直接瞄准目标身上的某一点),但又可能会出现这样的情况,即目标一个高速移动就脱离了瞄准镜的观察范围,使狙击手丢失目标,而一旦狙击手失去对目标的瞄准和跟踪后,再想重新在背景环境中找到目标并重新建立对目标的精确瞄准和跟踪,将会浪费掉很多的时间,甚至彻底失去攻击目标的机会。所以这个瞄准镜应当设定为一个不大不小的范围值,既要保证瞄准精度,又要保证跟踪的稳定性和可靠性,并且瞄准镜应当能够对移动目标的移动状态进行一定程度上的预测,比如通过目标的移动方向、速度、加速度来判断目标下一刻会移动到哪里,并使瞄准镜也随之缓缓移动以实现对机动目标的稳定跟踪。雷达跟踪波门也是一样的道理,它在对机动目标进行跟踪时,需要设定一个“框子”将目标“套”在其中,这样做的目的就是把认为是真实目标的区域保护起来,并且只对这一区域进行检测和跟踪,“框子”以外的其它背景环境和无关目标都被屏蔽掉了。雷达这样做的好处很明显,就跟狙击枪瞄准镜一样,雷达可以将“框子”(雷达跟踪波门)以外的无关杂波干扰和虚假目标点迹都屏蔽掉,从而使雷达具备更好的抗背景杂波干扰能力,并且可以使雷达避免跟踪到无关的虚假目标,而只对“框子”(雷达跟踪波门)内的真实目标进行持续、稳定跟踪。当雷达系统或导弹雷达导引头利用跟踪波门主动缩小对目标区域的跟踪范围时,则非常有利于提升其抗杂波、抗干扰、反欺骗能力,并大幅提高对真实目标的跟踪精度。当然了,这个“框子”(雷达跟踪波门)也不能设置得过小,否则高速高机动目标将很容易利用自身的机动性脱离“框子”的作用范围,也就是目标利用机动性摆脱雷达对其实施的稳定跟踪,使雷达对目标的跟踪可靠性大幅降低。

雷达跟踪波门又包括了距离波门、速度波门和角度波门,这三种波门相当于雷达系统或导弹雷达导引头在距离、速度、角度三个维度上将真实目标用一个“框子”给“框”起来了,也就是说目标不管是距离信息、速度信息、角度信息都必然处于雷达系统相应的跟踪波门之中。当目标被“框子”(跟踪波门)“套”在其中后, “框子”以外的其它目标或干扰信号都会被过滤掉,当空间内同时存在两个目标时,那么雷达将只跟踪被“框子”(跟踪波门)“套”中的那个目标,另一个目标不在跟踪波门内就会被滤除掉,因为这个目标很可能只是一个虚假点迹或干扰信号,它只会扰乱雷达对真实目标的稳定跟踪。由于跟踪波门设置的范围值比较小,所以一般只有真实目标被“框”在其中,雷达系统或导弹雷达导引头需要做的就是排除其它无关干扰,只对真实目标实施持续、稳定、精确的跟踪,并进一步引导导弹对其实施精确打击。当我们了解了雷达跟踪波门的概念后,自然也就能明白何为波门拖引干扰了,比如距离拖引干扰就是为了破坏雷达的距离波门跟踪系统,它的方法是在雷达回波脉冲之后产生一个越来越落后于目标回波的强拖距脉冲信号,把雷达距离波门向后拖引,拖到一定的距离后再停止发射拖距脉冲。雷达跟踪波门被拖离了目标回波,因而收不到目标信号,又因为干扰停发,所以距离波门内既没有目标信号也没有干扰信号,此时雷达只能退出跟踪状态,重新转为搜索状态。如果敌方雷达又发现目标并重新建立起跟踪的话,则距离拖引干扰又开始新一个周期的干扰,雷达距离跟踪波门会再一次被拖距脉冲拖开,以上步骤周而复始,就能使对方雷达始终无法建立起对目标的稳定跟踪,更谈不上引导导弹进行精确打击了。

以上关于波门拖引干扰的工作过程,简单来解释就是,当对方雷达系统或导弹雷达导引头利用跟踪波门将我方目标“框”在其中时,此时表明对方已经对我方目标实施了精确定位和稳定跟踪,并且可能已经发动了导弹打击。而波门拖引干扰此时会产生一个虚假的目标回波信号,这个假回波信号的信号强度比真实回波信号更高,当敌方雷达接收到这一更强信号时,就会将假信号认作是真实目标回波信号,并且用“框子”(跟踪波门)将这个虚假目标“框”起来,随后这个虚假目标会将“框子”(跟踪波门)从真实目标所处的区域里缓缓拖走(所以称之为“波门拖引”),直到拖离至远离真实目标的一个区域后,然后突然停止干扰,此时对方雷达或导弹导引头将突然失去目标,丧失对目标的跟踪,而不得不重新转为搜索目标的状态。此时如果是对方导弹导引头的话,一般就已经制导失败了,导弹彻底丢失目标;如果是对方跟踪雷达的话,对方雷达将不得不重新在整个空域内对目标进行搜索,这一搜索过程将浪费掉不少时间,当对方雷达重新发现目标并再次建立跟踪时,则新一轮的波门拖引干扰又开始了,重复执行上述干扰步骤,再次破坏对方雷达的跟踪。在这种周期性的拖引干扰之下,对方雷达将始终处于搜索、跟踪、丢失,再搜索、再跟踪、再丢失的无效循环中,始终无法建立对目标的持续稳定跟踪,也就更谈不上引导导弹进行精确打击了。各种拖引干扰作为一类运行相对缓慢的欺骗干扰方式,它比直接对雷达进行欺骗的效果更好,对方雷达往往不能及时发现被欺骗了,以致于完全没有反应,而如果干扰机直接实施欺骗干扰的话,则对方雷达就有可能通过抗欺骗电路滤除干扰。可见波门拖引干扰是一种温水煮青蛙式的欺骗干扰方式,其欺骗效果是比较理想的。

本篇至此告一段落,敬请期待下一篇《盾和蛋之间的那点事(171)——特别篇:电子干扰,隐蔽or暴露?(二十七)》,谢谢关注!

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