一种基于分布式编队的多目标无源协同干扰方法

摘要

本发明属于无源干扰协同技术领域，涉及一种基于分布式编队的多目标无源协同干扰方法。本发明的方法，在多平台编队受到多个反舰导弹威胁时，多平台编队中的平台之间怎样使用箔条弹协同干扰反舰导弹末制导雷达。设计了一种复式编队队形，使编队队形更加稳定，富有张力，没有弱侧，便于扩展，可以根据编队舰艇配置、对抗武器和作战对象进行针对性布置。当编队被多个导弹目标跟踪时，根据其他平台的分布情况，划分出其他平台可协同被跟踪平台干扰的区域并最终依据反舰导弹所在区域确定具体可协同干扰的平台和应采取的干扰方式；本发明的方法尤其适用于舰载平台使用。

权利要求

1.一种基于分布式编队的多目标无源协同干扰方法，包括分布式平台编队队形设计方法和基于分布式平台编队队形的针对多反舰导弹无源协同干扰方法；其特征在于，所述分布式平台编队队形设计方法用于分布式平台无源协同干扰布放，包括以下步骤：S1、设计分布式平台编队队形：

假设有七个平台，分别编号为A、B、C、D、E、F、G，所述七个平台形成正三角形，并以D舰为正三角形中心，A、B、C、E、F、G舰等间隔分布于正三角形三条边上，且A、E、G位于顶点，C、F、B位于正三角形边的中点；

S2、确定编队队形无源干扰协同平台之间的间距：

S21、确定大于实施质心式干扰的最小距离：

保证协同平台在反舰导弹穿过箔条云继续搜索的情况下，也留有时间实施质心式干扰，设定目标在方位上必须布放在末制导雷达的跟踪波束之内，体现在距离上即要求横向距离Rmax

平台间距要满足：

其中，θ为末制导雷达的波束宽度，Rθ/2为末制导雷达角度分辨单元的宽度的一半，Rmax为箔条云与平台最大横向距离，L为两个平台的间距；

S22、确定大于实施冲淡式干扰的最小距离：

为了满足冲淡式干扰的要求，平台与平台的间距应保证编队各平台的冲淡式干扰互不影响；

协同平台实施形成的箔条云与被跟踪平台的间距rl满足：

rl>Rm    (2)

式中：Rm为反舰导弹末制导雷达的搜索区域半径；

由余弦定理可得：

rl2＝L2+lc2-2Llccos(θB-θj)   (3)代入上式可得：

其中，L为两个平台的间距，lc为实施冲淡式干扰时箔条弹的发射距离，θj为箔条弹发射线相对反舰导弹方位线发射夹角，θB为导弹方位线与编队队列线的夹角；

S23、确定两个平台的间距条件：

两个平台发射箔条弹进行无源干扰协同的前提条件满足：

RBmax>L    (5)

其中RBmax位箔条弹最大射程；

S3、划分平台编队队形分层次防御体系：

以编队中心平台为反舰导弹搜索区域中心，以中心平台与外层非顶点平台的连线与正三角形边线为边界线，同时，假设假想敌位于平台编队的前方，因此导弹目标来袭方向在0°～180°之间，根据编队的威胁情况将导弹来袭方向划分为五个协同干扰区，在攻击区内，其中最外层平台受威胁程度最大为前导平台；编队中心平台，受保护优先最高；其他满足可协同距离方位要求平台为辅助平台；

协同干扰①区：A为前导平台，B、C为辅助平台，D为中心平台；

协同干扰②区：A、C为前导平台，B、E为辅助平台，D为中心平台；

协同干扰③区：C、G为前导平台，E、F为辅助平台，D为中心平台；

由编队队形的对称性可得，协同干扰④区、协同干扰⑤区与协同干扰②区、协同干扰③区具有对称的划分；

所述基于分布式平台编队队形的针对多反舰导弹无源协同干扰方法，该方法用于多个反舰导弹从平台编队的在同一个协同干扰有效时间内从若干个方向来袭，一个协同干扰有效时间是指完成一次有效反舰导弹实施无源干扰的时间段；根据导弹末制导的状态，在不同阶段实施不同的无源干扰措施，包括以下步骤：S4、确定无源干扰协同组合区：

根据反舰导弹来袭方向所处协同干扰区，分为来袭方向位于同一协同区和来袭方向位于不同协同区两大类情况；设定有两个导弹目标，当导弹来袭方向位于同一协同区时，根据编队队形层次，有分别位于协同干扰①、②、③、④、和⑤区五种情况；当导弹来袭方向位于不同协同区时，根据编队队形层次与对称性对协同区进行组合，有协同干扰①和②区、协同干扰①和③区、协同干扰②和③区、协同干扰②和④区、协同干扰②和⑤区、协同干扰③和⑤区六种情况；

S5、确定相应组合区情况下的协同干扰方法：

当两枚导弹来袭方向位于同一个协同干扰区时，按照对抗单个导弹目标的方案实施干扰；当两枚导弹目标来袭方向位于不同协同干扰区时，对多枚导弹目标来袭方向的所处的协同干扰区，按单枚反舰导弹对抗方式组合进行方案设计；

S6、确定各层次平台的干扰方式：

末制导雷达开机前阶段，采用冲淡式干扰，由诱导平台向导弹来袭方向发射若干箔条干扰弹，形成多个假目标，使敌反舰导弹末制导雷达开机搜索时可能受骗而跟踪箔条弹形成的假目标，以冲淡其对平台的搜索并降低其捕捉概率，从而达到保护本平台的目的的一种无源干扰方法；

末制导雷达搜索阶段，是指末制导雷达已开机对己方平台进行搜索，但是己方平台未能及时发现导弹，选择采用冲淡质心结合干扰方式进行对抗；前导平台在新规划路径上布设箔条弹走廊，辅助平台与中心平台在前导平台原航行路径上布设箔条走廊遮盖回波，以及在前导平台与中心平台间实施冲淡干扰与完成对中心平台的冲淡质心干扰的布设；

末制导雷达跟踪阶段，是指在前几个阶段干扰实施未取得效果的情况下，末制导雷达跟踪锁定本平台，采用质心式干扰，由被跟踪平台在末制导雷达的跟踪波门内布设箔条云形成假目标，使导弹跟踪平台与假目标回波的能量中心，从而使导弹瞄准方向偏离。

说明书

一种基于分布式编队的多目标无源协同干扰方法

技术领域

[0001] 本发明属于无源干扰协同技术领域，涉及一种基于分布式编队的多目标无源协同干扰方法。

背景技术

[0002] 水面舰艇面临的最大威胁是各类反舰导弹，为了对付来袭导弹的威胁，必须增强舰艇防空能力。其中以箔条为代表的无源干扰具有研制周期短、设备操作简单、干扰频带宽等特点，是一种效费比较高的防护措施。箔条作为一种雷达无源干扰器材，被广泛应用在雷达无源对抗中，一般用于迷惑式干扰、冲淡式干扰、质心式干扰等无源干扰。它主要是指具有一定长度和频率响应特性，能强烈反射电磁波，用金属或镀敷金属的介质制成的细丝、箔片、条带的总称。

[0003] 经过多年的研究和实践，单舰无源干扰的战斗使用，已形成了较完整的战法，具有一定的战斗力。但是，基于单舰自卫建立起来的干扰弹的使用原则及方法如何适用于编队，编队干扰资源的协同使用是提高舰艇编队整体作战效能的关键。而编队的队形直接影响到干扰弹发射的时机和舰艇的机动以及编队各舰艇之间的协同，对于单式队形的反导对抗仍然停留在单舰自卫的水平上，电子战掩护编队的能力弱编队协同能力得不到体现。且对抗多枚导弹能力不足，舰艇机动不利于原队形保持，而且单式队形很可能遭受敌方选择性地攻击。因此，进一步分析和研究箔条干扰在舰艇编队协同反导中的应用，具有十分重要的现实意义。

[0004] 目前基于分布式平台编队队形研究以及针对多个目标的箔条无源协同干扰相关的研究成果较少，大部分只是针对单目标、单平台的干扰策略，并且较少涉及针对多目标多平台之间的协同。

发明内容

[0005] 本发明所要解决的技术问题是，在多平台编队受到多个反舰导弹威胁时，多平台编队中的平台之间怎样使用箔条弹协同干扰反舰导弹末制导雷达。设计一种复式编队队形，使编队队形更加稳定，富有张力，没有弱侧，便于扩展，可以根据编队舰艇配置、对抗武器和作战对象进行针对性布置。当编队被多个导弹目标跟踪时，根据其他平台的分布情况，划分出其他平台可协同被跟踪平台干扰的区域并最终依据反舰导弹所在区域确定具体可协同干扰的平台和应采取的干扰方式；本发明的方法尤其适用于舰载平台使用。

[0006] 本发明为解决上述问题所提供的技术方案包括以下步骤：

[0007] 一种分布式平台编队队形设计方法，该编队方法用于分布式平台无源协同干扰布放设计，其特征在于，包括以下步骤：

[0008] S1、设计分布式平台编队队形样式：

[0009] 根据影响其作战效果的关键因素，这些因素体现实战环境下平台编队的战斗力与生存性能，平台编队分为人字形、棱形、梯形、横形、环形、纵形和楔形等七种队形。但是对于单式队形的反导对抗仍然停留在单平台自卫的水平上，电子战掩护编队的能力弱。因此，采用闭合队形的复式队形能较好的体现分层协同思想，同时结合了典型队形中人字、棱形、环形和楔形队形的特点，如附图2所示。以七个平台为例，外围六个平台等间隔均匀分布在以正三角形为轮廓的复式环队形上，一个中心平台布放在正三角形的中心位置。

[0010] 这种对称性使编队队形更加稳定，富有张力，没有弱侧，便于扩展；或者可以根据编队舰艇配置、对抗武器和作战对象进行针对性布置。而相对来袭导弹，编队各舰艇所受的威胁又有明显的差别，各舰可以采取不同的对抗措施，做到分层防御。

[0011] S2、确定编队队形无源干扰协同平台之间的间距：

[0012] S21、大于实施质心式干扰的最小距离：

[0013] 保证协同平台在反舰导弹穿过箔条云继续搜索的情况下，也留有时间实施质心式干扰。质心式干扰的一个基本条件是：假目标在方位上必须布放在末制导雷达的跟踪波束之内，体现在距离上即要求横向距离Rmax

[0014] 平台间距要满足：

[0015]

[0016] 其中，θ为末制导雷达的波束宽度，Rθ/2为末制导雷达角度分辨单元的宽度的一半，Rmax为箔条云与平台最大横向距离，L为两个平台的间距。

[0017] S22、大于实施冲淡式干扰的最小距离：

[0018] 为了满足冲淡式干扰的要求，平台与平台的间距应保证编队各平台的冲淡式干扰互不影响。

[0019] 协同平台实施形成的箔条云与被跟踪平台的间距rl满足：

[0020] rl>Rm               (2)

[0021] 式中：Rm为反舰导弹末制导雷达的搜索区域半径。

[0022] 由余弦定理可得：

[0023] rl2＝L2+lc2-2Llccos(θB-θj)               (3)

[0024] 代入上式可得：

[0025]

[0026] 其中，L为两个平台的间距，lc为实施冲淡式干扰时箔条弹的发射距离，θj为箔条弹发射线相对反舰导弹方位线发射夹角，θB为导弹方位线与编队队列线的夹角。

[0027] S23、小于箔条弹射程：

[0028] 两个平台发射箔条弹进行无源干扰协同的前提条件满足：

[0029] RBmax>L               (5)

[0030] 其中RBmax箔条弹最大射程。

[0031] S3、划分平台编队队形分层次防御体系：

[0032] 以编队中心平台为反舰导弹搜索区域中心，以中心平台与外层非顶点平台的连线与正三角形边线为边界线，如附图2所示。同时，假设假想敌位于平台编队的前方，因此导弹目标来袭方向在0°～180°之间，根据编队的威胁情况将导弹来袭方向划分为五个“协同干扰区”。在攻击区内，根据反舰导弹的目标选择特点：优先捕选近距离目标，因此，其中最外层平台受威胁程度最大为前导平台；处于编队中心的核心平台，受保护优先最高；其他满足可协同距离方位要求平台为辅助平台。

[0033] 协同干扰①区：A为前导平台，B、C为辅助平台，D为中心平台；

[0034] 协同干扰②区：A、C为前导平台，B、E为辅助平台，D为中心平台；

[0035] 协同干扰③区：C、G为前导平台，E、F为辅助平台，D为中心平台；

[0036] 由编队队形的对称性可得，协同干扰④区、协同干扰⑤区与协同干扰②区、协同干扰③区具有对称的划分。

[0037] 一种基于分布式平台编队队形的针对多反舰导弹无源协同干扰方法，该方法用于多个反舰导弹从平台编队的在同一个协同干扰有效时间内从若干个方向来袭，一个协同干扰有效时间是指完成一次有效反舰导弹实施无源干扰的时间段。根据导弹末制导的状态，在不同阶段实施不同的无源干扰措施，其特征在于，包括以下步骤：

[0038] S1、确定无源干扰协同组合区：

[0039] 根据反舰导弹来袭方向所处“协同干扰区”，分为来袭方向位于同一协同区和来袭方向位于不同协同区两大类情况。以两个导弹目标为例，当导弹来袭方向位于同一协同区时，根据编队队形层次，有分别位于协同干扰①、②、③、④、和⑤区五种情况；当导弹来袭方向位于不同协同区时，根据编队队形层次与对称性对协同区进行组合，有协同干扰①和②区、协同干扰①和③区、协同干扰②和③区、协同干扰②和④区、协同干扰②和⑤区、协同干扰③和⑤区六种情况。

[0040] S2、确定相应组合区情况下的协同干扰方法：

[0041] 当两枚导弹来袭方向位于同一个“协同干扰区”时，按照对抗单个导弹目标的方案实施干扰。当两枚导弹目标来袭方向位于不同“协同干扰区”时，对多枚导弹目标来袭方向的所处的“协同干扰区”，按单枚反舰导弹对抗方式组合进行方案设计。

[0042] S3、确定各层次平台的干扰方式：

[0043] 末制导雷达开机前阶段，采用冲淡式干扰，由前导平台向导弹来袭方向发射若干箔条干扰弹，形成多个假目标，使敌反舰导弹末制导雷达开机搜索时可能受骗而跟踪箔条弹形成的假目标，以“冲淡”其对平台的搜索并降低其捕捉概率，从而达到保护本平台的目的的一种无源干扰技术。

[0044] 末制导雷达搜索阶段，是指末制导雷达已开机对己方平台进行搜索，但是己方平台未能及时发现导弹，选择采用冲淡质心结合干扰方式进行对抗。前导平台在新规划路径上布设箔条弹走廊，辅助平台与中心平台在前导平台原航行路径上布设箔条走廊遮盖回波，以及在前导平台与中心平台间实施冲淡干扰与完成对中心平台的冲淡质心干扰的布设。

[0045] 末制导雷达跟踪阶段，是指在前几个阶段干扰实施未取得效果的情况下，末制导雷达跟踪锁定本平台，采用质心式干扰，由被跟踪平台在末制导雷达的跟踪波门内布设箔条云形成假目标，使导弹跟踪平台与假目标回波的能量中心，从而使导弹瞄准方向偏离。

[0046] 本发明的有益效果是，提出一种更有效的复式编队队形，以及在受到多枚反舰导弹末制导雷达威胁时，给出了多平台编队中的平台之间采取无源协同方式干扰雷达的方法。

附图说明

[0047] 图1为本发明方法流程图

[0048] 图2为编队队形说明图

[0049] 图3为目标来袭方向位于同一协同干扰①区情况示意图

[0050] 图4为目标位于相同协同区方案协同干扰示意图

[0051] 图5为目标来袭方向分别位于协同干扰①、②区情况示意图

[0052] 图6为目标位于不同协同区方案协同干扰示意图

具体实施方式

[0053] 下面结合附图和具体实施例进一步阐述本发明。

[0054] 以将本发明的方法应用于舰载平台为例。

[0055] 仿真一

[0056] 我方舰队队形如附图2所示，以D舰为正三角形中心，A、B、C、E、F、G舰等间隔分布于边长为30Km的正三角形上。假设箔条弹的射程为15Km，反舰导弹的搜索区域半径为10Km，且导弹以中心舰D为目标，即D舰位于导弹方位线上。

[0057] 下面来分析导弹目标来袭方向位于相同“协同干扰区”与不同“协同干扰区”中具体的协同方案。

[0058] 当导弹目标来袭方向位于相同“协同干扰区”，如附图3所示，反舰导弹的来袭方向位于切入攻击①区，A、B、C、D舰为接敌舰，E、F、G舰为非接敌舰。其中A舰为前导舰，D为中心舰，B、C为辅助舰。具体方案如附图4所示，由辅助舰C向前导舰A发射箔条弹，在前导舰原来的运动方向形成箔条走廊，同时前导舰B规划新的运动方向，同时在新航路上形成箔条走廊。由末制导雷达单目标跟踪特性可知，辅助舰B、C和中心舰D在区域内实施冲淡干扰可以取得最佳的效果。若冲淡干扰实施失败，辅助舰B协同中心舰A实施冲淡质心式干扰。若冲淡质心式干扰未能取得效果，则中心舰A转入质心式干扰阶段。

[0059] 如附图5所示，反舰导弹的来袭方向位于协同干扰①区和协同干扰②区，A、B、C、D、E舰为接敌舰，F、G舰为非接敌舰。其中A、C舰为前导舰，D为中心舰，B、E为辅助舰。具体方案如附图6所示，在末制导雷达开机后，前导舰A、C侦察到反舰导弹信息，并迅速向中心舰D和辅助舰B、E传递侦察信息，形成层次防御体系。根据两枚导弹来袭的时间先后确定前导舰A、C实施冲淡质心干扰顺序，以及确定中心舰D与辅助舰B实施冲淡干扰的区域的顺序。中心舰D在前导舰C原运动路径上布设箔条云，辅助舰B在前导舰A原航行路径上布设箔条云，在前导舰原来的运动方向形成箔条走廊，同时前导舰A、C规划新的运动方向，且在新航路上形成箔条走廊。辅助舰B、E和中心舰D不在雷达的搜索范围内，此时在区域内实施冲淡干扰可以取得最佳的效果。若冲淡干扰实施失败，辅助舰E协同中心舰D实施冲淡质心式干扰。若冲淡质心式干扰未能取得效果，则中心舰D转入质心式干扰阶段。

[0060] 由编队队形的协同干扰区划分可知，其他情况在方案设计上原则相同。

[0061] 每个区域内具体的箔条弹发射距离，根据实际情况代入公式(1)和(4)计算即可得出。