電子對(duì)抗在現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)中對(duì)戰(zhàn)略攻防具有重要作用，能夠削弱、破壞敵方電子設(shè)備的使用效能，保障己方電子設(shè)備發(fā)揮效能。因此在軍事仿真領(lǐng)域，雷達(dá)電子對(duì)抗仿真顯得尤為重要。本文主要介紹雷達(dá)與電子戰(zhàn)設(shè)備間的攻防對(duì)抗作戰(zhàn)仿真，利用XSimStudio可擴(kuò)展仿真平臺(tái)開發(fā)了機(jī)載預(yù)警雷達(dá)模型、機(jī)載火控雷達(dá)模型與干擾吊艙模型，較為真實(shí)地模擬與評(píng)估了電子對(duì)抗過程中干擾吊艙模型的偵察與干擾能力、雷達(dá)模型的探測(cè)及抗干擾能力。

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仿真模型設(shè)計(jì)

1.1 機(jī)載預(yù)警雷達(dá)模型

預(yù)警雷達(dá)模型為S波段復(fù)雜脈沖相控陣?yán)走_(dá)，根據(jù)功能模塊可分為參數(shù)設(shè)置模塊、資源調(diào)度模塊、回波信號(hào)生成模塊、回波信號(hào)處理模塊、數(shù)據(jù)處理模塊五個(gè)模塊。圖1為機(jī)載預(yù)警雷達(dá)工作流程。

(圖1 預(yù)警雷達(dá)模型工作流程圖)

1)參數(shù)設(shè)置模塊

提供天線參數(shù)設(shè)置和工作參數(shù)設(shè)置能力。

2)資源調(diào)度模塊

能夠根據(jù)當(dāng)前工作情況和戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)在搜索、警戒、正常、引導(dǎo)等工作模式下進(jìn)行切換。雷達(dá)信號(hào)波形采用S波段復(fù)雜脈沖，采用頻率捷變和波形捷變技術(shù)增強(qiáng)雷達(dá)的抗干擾能力。

3)回波信號(hào)生成模塊

能夠生成發(fā)射波形，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行可視性篩選，決定發(fā)射波形是否能到達(dá)目標(biāo)實(shí)體，將發(fā)射信號(hào)的能量信息、空間信息、波形信息等轉(zhuǎn)化為數(shù)字化編碼(PDW)，實(shí)現(xiàn)對(duì)抗雙方的實(shí)時(shí)信息交互。

能夠?qū)γ總€(gè)可視的目標(biāo)生成回波信號(hào)采樣波形，目標(biāo)回波信號(hào)考慮目標(biāo)實(shí)體的RCS、目標(biāo)運(yùn)動(dòng)引起的多普勒頻移等因素，疊加背景噪聲信號(hào)、接收機(jī)噪聲后生成回波信號(hào)采樣。

4)回波信號(hào)處理模塊

能夠根據(jù)當(dāng)前工作情況和戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)針對(duì)復(fù)雜脈沖信號(hào)進(jìn)行信號(hào)級(jí)的回波信號(hào)處理并生成探測(cè)目標(biāo)的點(diǎn)跡報(bào)告。同時(shí)，模塊具有抗壓制干擾及抗雜波干擾能力。

5)數(shù)據(jù)處理模塊

能夠?qū)c(diǎn)跡報(bào)告并進(jìn)行后期處理，能夠進(jìn)行航跡的建立、關(guān)聯(lián)、融合、預(yù)測(cè)、撤銷等操作，管理探測(cè)目標(biāo)的航跡信息。同時(shí)，模塊具有抗距離欺騙干擾及抗速度欺騙干擾的能力。

1.2 機(jī)載火控雷達(dá)模型

機(jī)載火控雷達(dá)模型為X波段全波形復(fù)雜脈沖多普勒體制的雷達(dá)模型，根據(jù)功能模塊同樣可分為參數(shù)設(shè)置模塊、資源調(diào)度模塊、回波信號(hào)生成及處理模塊、數(shù)據(jù)處理模塊四個(gè)模塊。機(jī)載火控雷達(dá)工作流程與機(jī)載預(yù)警雷達(dá)工作流程類似，此處不再贅述。

1)參數(shù)設(shè)置模塊

提供天線參數(shù)設(shè)置和工作參數(shù)設(shè)置能力。

2)資源調(diào)度模塊

能夠根據(jù)當(dāng)前工作狀態(tài)和戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)在TWS、TAS、STT三種工作模式下進(jìn)行切換。

雷達(dá)信號(hào)采用X波段全波形復(fù)雜脈沖，具有高、中、低三種工作重頻模式，每種重頻工作模式下又各有多種工作波形。能夠根據(jù)當(dāng)前工作狀態(tài)和戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)，進(jìn)行重頻工作模式切換、波形切換、頻率捷變等，增強(qiáng)雷達(dá)的抗干擾能力。

3)回波信號(hào)生成及處理模塊

能夠根據(jù)當(dāng)前工作狀態(tài)和戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)生成高、中、低重頻下的發(fā)射信號(hào)，將發(fā)射信號(hào)的能量信息、空間信息、波形信息等轉(zhuǎn)化為數(shù)字化編碼(PDW)，實(shí)現(xiàn)對(duì)抗雙方的實(shí)時(shí)信息交互。模塊能夠生成并檢測(cè)信號(hào)級(jí)的高、中、低重頻下的回波信號(hào)，同時(shí)具有抗壓制干擾及抗雜波干擾能力。

4)數(shù)據(jù)處理模塊

功能與機(jī)載預(yù)警雷達(dá)類似，此處不再贅述。

1.3 干擾吊艙模型

干擾吊艙模型收到雷達(dá)發(fā)送的發(fā)射脈沖信息后，按照自身的工作參數(shù)和工作時(shí)序進(jìn)行篩選，對(duì)有效的信號(hào)進(jìn)行確認(rèn)和跟蹤，根據(jù)跟蹤的信息確定干擾信號(hào)發(fā)射的方向和時(shí)間，并根據(jù)雷達(dá)波束信息和對(duì)抗信息，生成干擾信號(hào)，將干擾信號(hào)的能量信息、空間信息、波形信息等轉(zhuǎn)化為數(shù)字化編碼(DDW)，實(shí)現(xiàn)對(duì)抗雙方的實(shí)時(shí)信息交互。

電子吊艙模型可分為參數(shù)設(shè)置模塊、信號(hào)偵察模塊、目標(biāo)測(cè)量模塊、干擾對(duì)抗模塊四個(gè)模塊。圖2是電子吊艙模型的工作流程。

(圖2 電子吊艙模型工作流程圖)

1)參數(shù)設(shè)置模塊

提供天線參數(shù)設(shè)置、工作參數(shù)設(shè)置、干擾任務(wù)設(shè)置和干擾參數(shù)配置等能力。

2)工作狀態(tài)控制模塊

能夠按照預(yù)先設(shè)定的工作時(shí)序控制偵收/干擾設(shè)備的開關(guān)機(jī)，控制偵收信號(hào)的頻率范圍，以及控制當(dāng)前工作周期采用的干擾樣式及干擾參數(shù)。

3)信號(hào)偵察模塊

能夠?qū)邮盏降乃行盘?hào)進(jìn)行一系列篩選，包括：空域篩選、頻域篩選、時(shí)域篩選、信噪比篩選等，篩選通過的信號(hào)送入目標(biāo)測(cè)量模塊。

4)目標(biāo)測(cè)量模塊

能夠進(jìn)行有效信號(hào)的識(shí)別，剔除其中的雜波信號(hào)等無關(guān)干擾信號(hào)，以及對(duì)目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行角度跟蹤及預(yù)測(cè)，確定干擾發(fā)射方向。

5)干擾對(duì)抗模塊

能夠?qū)Y選獲得的有效信號(hào)進(jìn)行分析，根據(jù)不同的信號(hào)類型確定不同的干擾信號(hào)類型，再根據(jù)目標(biāo)測(cè)量模塊預(yù)測(cè)的發(fā)射方位，發(fā)射干擾信號(hào)。

能夠產(chǎn)生的干擾種類有：壓制干擾、雜波、距離假目標(biāo)欺騙干擾、距離拖引欺騙干擾、速度假目標(biāo)欺騙干擾、速度拖引欺騙干擾。

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仿真示例

以美軍紅旗演習(xí)某次作為仿真實(shí)例，在作戰(zhàn)過程中，紅藍(lán)雙方綜合運(yùn)用EA-18G電子戰(zhàn)飛機(jī)、E-10A預(yù)警機(jī)、F-16戰(zhàn)斗機(jī)、B2轟炸機(jī)、地面搜索雷達(dá)、地面防空火力單元等進(jìn)行戰(zhàn)場(chǎng)的電子偵察及對(duì)抗，具體將整個(gè)對(duì)抗過程劃分為四個(gè)階段：電子偵察階段、對(duì)空電子對(duì)抗階段、對(duì)地電子對(duì)抗階段、對(duì)重要目標(biāo)打擊階段四個(gè)階段。

2.1 電子偵察階段

紅方在干擾機(jī)遠(yuǎn)距離干擾支援下，由另一干擾機(jī)攜帶干擾吊艙對(duì)敵雷達(dá)、指揮通信系統(tǒng)的電磁輻射信號(hào)進(jìn)行偵測(cè)、定位及分析，掌握敵電子對(duì)抗情報(bào)及電磁態(tài)勢(shì)。同時(shí)預(yù)警機(jī)出動(dòng)，對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)進(jìn)行整體監(jiān)控。

(圖3 電子偵察階段態(tài)勢(shì))

2.2 對(duì)空電子對(duì)抗階段

在作戰(zhàn)的第二階段，在預(yù)警機(jī)或地面指揮引導(dǎo)下，組織戰(zhàn)斗機(jī)等空中打擊兵力，與干擾機(jī)組成空中突擊編隊(duì)，前出打擊敵重要目標(biāo)；

戰(zhàn)斗機(jī)對(duì)敵偵察兵力實(shí)施盡遠(yuǎn)攔截，干擾機(jī)實(shí)施隨隊(duì)支援干擾。戰(zhàn)斗機(jī)對(duì)敵空中預(yù)警指揮機(jī)、遠(yuǎn)距離支援干擾機(jī)等實(shí)施遠(yuǎn)程打擊，奪取戰(zhàn)術(shù)制空權(quán)；

遠(yuǎn)程支援干擾機(jī)對(duì)敵實(shí)施遠(yuǎn)距離支援干擾，奪取戰(zhàn)場(chǎng)電磁優(yōu)勢(shì)，開辟空中電磁走廊。

(圖4 對(duì)空電子對(duì)抗態(tài)勢(shì))

2.3 對(duì)地電子對(duì)抗階段

在作戰(zhàn)的第三階段，戰(zhàn)斗機(jī)攜帶電子吊艙和反輻射導(dǎo)彈，對(duì)地面預(yù)警、防空雷達(dá)實(shí)施自衛(wèi)干擾，同時(shí)對(duì)偵察到的雷達(dá)設(shè)施發(fā)射反輻射導(dǎo)彈進(jìn)行摧毀。

(圖5 對(duì)地電子對(duì)抗態(tài)勢(shì))

2.4 重要目標(biāo)打擊階段

在作戰(zhàn)的第四階段，奪取區(qū)域制空權(quán)后，組織多用途戰(zhàn)斗機(jī)、轟炸機(jī)等空面打擊力量，在空中預(yù)警指揮飛機(jī)或地面指揮引導(dǎo)和遠(yuǎn)距離干擾支援下，攜帶精確制導(dǎo)炸彈或非制導(dǎo)炸彈，對(duì)敵重要目標(biāo)實(shí)施遠(yuǎn)距離精確打擊、臨空轟炸。

(圖6 重要目標(biāo)打擊階段態(tài)勢(shì))

2.5 仿真結(jié)果分析

通過對(duì)以上場(chǎng)景的大量仿真，并對(duì)結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論：

• 在雷達(dá)電子對(duì)抗仿真過程中，干擾機(jī)的干擾樣式、干擾信號(hào)參數(shù)選擇的正確性是電子戰(zhàn)是否成功的關(guān)鍵。當(dāng)干擾機(jī)能夠正確干擾敵方雷達(dá)時(shí)，能夠有效地增加我方的戰(zhàn)場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。

• 當(dāng)干擾吊艙對(duì)敵方雷達(dá)產(chǎn)生壓制干擾或雜波干擾效果時(shí)，能夠有效降低敵方雷達(dá)的有效探測(cè)范圍，使我方戰(zhàn)機(jī)能夠優(yōu)先發(fā)現(xiàn)敵方目標(biāo)，獲取戰(zhàn)場(chǎng)主動(dòng)權(quán)。

• 當(dāng)干擾吊艙對(duì)敵方雷達(dá)產(chǎn)生距離/速度托引欺騙干擾效果時(shí)，能夠欺騙敵方雷達(dá)，使其無法對(duì)我方戰(zhàn)機(jī)進(jìn)行穩(wěn)定跟蹤，從而無法進(jìn)行攔截，保護(hù)我方戰(zhàn)機(jī)不受敵方攻擊。

• 當(dāng)干擾吊艙對(duì)敵方雷達(dá)產(chǎn)生距離/速度假目標(biāo)欺騙干擾效果時(shí)，使其無法對(duì)我方戰(zhàn)機(jī)進(jìn)行穩(wěn)定跟蹤或錯(cuò)誤地跟蹤假目標(biāo)，從而攻擊錯(cuò)誤的目標(biāo)，保護(hù)我方戰(zhàn)機(jī)不受敵方攻擊。

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結(jié)束語

基于XSimStudio仿真平臺(tái)開發(fā)的雷達(dá)電子對(duì)抗仿真系統(tǒng)及想定場(chǎng)景，通過在不同電磁環(huán)境下的大量的仿真實(shí)驗(yàn)和分析評(píng)估，能夠有效地評(píng)估電子戰(zhàn)設(shè)備以及雷達(dá)設(shè)備地作戰(zhàn)效能，檢驗(yàn)電子戰(zhàn)設(shè)備的干擾決策、干擾戰(zhàn)術(shù)以及雷達(dá)設(shè)備的抗干擾能力等，對(duì)現(xiàn)代電子對(duì)抗作戰(zhàn)提供了仿真評(píng)估數(shù)據(jù)，起到了較好的支撐作用。

在當(dāng)前的仿真體系中，雷達(dá)設(shè)備和電子戰(zhàn)設(shè)備之間的交互信息(PDW與DDW)已經(jīng)包含了信號(hào)級(jí)仿真所需的全部信號(hào)描述信息。根據(jù)PDW和DDW，可結(jié)合專門的硬件用來生成脈組流或脈沖信號(hào)流，驅(qū)動(dòng)真實(shí)設(shè)備進(jìn)行半實(shí)物仿真或真實(shí)產(chǎn)品的開發(fā)驗(yàn)證。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的雷达波形样式_案例分析 | 基于XSIM的雷达电子对抗仿真的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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