无人机对反潜巡逻机通信对抗作战使用
2008年10月第31卷第5期
舰船电子对抗
SH IPBO ARD EL ECT RO NI C CO U NT ERM EA SU R E
Oct. 2008
V ol. 31N o. 5
无人机对反潜巡逻机通信对抗作战使用
岳廷高, 徐 敬
(海军大连舰艇学院, 大连116018)
摘要:针对反潜战中采取的电子防护问题, 提出了使用无人机对反潜巡逻机实施通信对抗的作战方法, 并对反潜巡
逻机的侦察干扰效果进行了分析, 为制定无人机反潜作战方案提供参考。
关键词:无人机; 通信对抗; 反潜战
中图分类号:T N975; V 271. 48
文献标识码:A
-1413(2008) 05-0032-03文章编号:CN 32
Campaign Usage of Communication Countermeasure for
UAV to Antisubmarine Patrol Aircraft
YUE T ing -g ao, XU Jing
(Dalian Nav al A cademy , Dalian 116018, China)
Abstract:In view of the electro nic protect(EP) adopted in antisubmarine w arfare (ASW) , this pa -per puts forw ard the operational metho ds to implement the com munication countermeasures to the antisubm arine patr ol aircraft by means of unmanned aerial vehicle(UAV) , and analyzes the r econ -naissance and jamming effect of antisubmarine patr ol aircraft, w hich can pro vide the reference fo r establishing the antisubmarine campaig n plan o f UAV.
Key words:unmanned aerial vehicle; com munication countermeasure; antisubm ar ine w arfar e
0 引 言
潜艇是现代海战中极具威力的作战舰艇, 它对
大型舰艇构成了很大威胁。能长期潜航的核潜艇更是一种十分隐蔽的战略洲际导弹的发射平台, 对潜在的敌国构成极大威胁, 成为核威慑中最有力的一个环节。因此潜艇特别是核潜艇的活动踪迹, 无论战时还是平时, 都是潜在敌国十分关注的问题, 时刻都企图掌握。
为此, 发展了多种探潜的手段, 其中有一种叫做航空探潜, 探潜飞机向感兴趣的水域投下一批声纳浮标, 这些浮标探测到潜艇后, 通过数据通信线路向探潜飞机发送情报, 多个浮标的探潜信息可以对潜艇进行定位, 从而对潜艇构成威胁。航空探潜中, 固定翼反潜巡逻机具有反应迅速、搜索效率高、攻击能力强、覆盖海域广、机动性强等特点。上述优势使得固定翼反潜巡逻机成为世界各海军强国战役、战术
收稿日期:2008-05-16
反潜的主要手段。P -3C 反潜巡逻机是全球最先进的固定翼反潜巡逻机。它的最大平飞速度、巡航速度、续航时间、航程、最大起飞重量等各项指标均远
远超过其它各种机型, 对我方潜艇构成极大威胁。
为了破坏这种探潜方法, 除了潜艇本身尽量销声匿迹外, 还可以用通信对抗手段来降低发现潜艇的概率。具体方法是, 通过侦察声纳浮标与反潜飞机之间的数据通信链路, 确定干扰频率与干扰方式, 施放干扰予以压制, 使探潜飞机得不到确切的信息, 从而达到保护己方潜艇的目的。
1 反潜巡逻机作战流程
当发现潜艇或其运动迹象时, 反潜巡逻机迅速赶往潜艇出现的海域, 按一定阵式投放数枚声纳浮标。浮标阵布设完毕后, 反潜巡逻机在浮标阵区域上空巡逻飞行, 声纳浮标系统工作, 对敌潜艇进行识别、定位, 如图1所示。
第5期岳廷高等:无人机对反潜巡逻机通信对抗作战使用33
53E 等指向性频率分析和记录型(DIFAR) 声纳浮标型号。反潜航空兵布放被动声纳浮标阵的大小取决于声纳浮标无线电信道的数量以及机载声纳浮标接收机处理无线电信号的能力等。布放类型有线形阵、圆形阵和方形阵。其中, 反潜直升机通常运用声纳浮标数量较少的三角阵和圆形阵, 而反潜飞机则主要运用浮标数量相对较多的方形阵和长方形阵。
2 使用无人机实施通信对抗的优势
2. 1 避免了己方之间的相互干扰
由于远距离干扰机比目标更接近己方的天线设备, 因此会在己方通信接收机中注入有害的干扰能
图1 固定翼反潜巡逻机应召反潜作战过程
量。将干扰机部署在高空高速无人机上, 可以利用机动灵活的优势抵近敌方, 干扰敌方的通信, 同时对己方通信的干扰降低到最低程度。2. 2 将易损性降到了最低点
人工操作干扰机的一个问题是其投入作战后的生存能力, 因为如此高功率的发射机, 测量其频率和地理位置相当容易。这使得干扰机特别容易受到敌方直接火力和间接火力武器的袭击而受损。安装在无人机上的干扰机不是静止的, 要想攻击它, 必须先跟踪上, 而且没有其他作战人员与干扰机在一起。这些特点使得无人机载干扰机比包括作战人员的其他干扰方式具有少得多的易损性和较强的生存能力。
2. 3 完成干扰任务需要相对较少的有效辐射功率
和远距离干扰机相比, 其距离目标更近, 为达到同样的干扰效果所需的干扰功率更少。结合其他优势, 使得系统设计更为容易, 从而使它具有更高的可靠性, 提高了作战效能。2. 4 无人员伤亡
无人机的飞行控制目前主要采取2种形式:第一种是采用预先编制的控制程序来自动控制飞行; 第二种是由设置在地面、空中或舰船上的遥控指挥站来指挥。无人机载干扰机可由地面人员控制, 它们远离无人机平台, 不存在人员伤亡或被俘的危险。
根据搜潜系统组成以及作战使用过程, 可以得出固定翼反潜巡逻机的作战效能分析体系。影响固定翼反潜巡逻机最终杀伤概率的主要因素有搜潜环节的搜潜概率、占位环节的占位概率和攻击环节的武器杀伤概率。从作战过程可知, 搜潜是首要环节, 占据了整个反潜作战过程的大部分时间。固定翼反潜巡逻机装载的探测器材种类较多, 采用不同的探测器材其搜潜方式、范围、效率均不相同, 其搜潜概率也不同。
在通常情况下反潜巡逻机的典型探潜步骤如下:首先, 使用目力、雷达、红外探测仪、废气探测仪等搜索潜艇, 并根据当时当地条件来选择最佳飞行高度; 同时检查机载探测设备和无线电通信设备的工作情况, 选定适用的声纳浮标射频通道; 接着, 投掷1枚或数枚测温声纳浮标, 以获得该海区的温深曲线, 并据此确定布放声纳浮标的间距和水听器的工作深度; 随后, 再投放1枚专用被动声纳浮标, 以测定该海域内的海洋背景噪声级; 在可能有潜艇的位置附近投放一定数量的全向被动声纳浮标, 构成一个搜索阵, 以确定搜索海区内有无敌方潜艇, 并确定其概略航向。如果发现/目标0, 反潜巡逻机应立即再补投一组被动式非定向声纳浮标或少量主动或被动式定向声纳浮标, 以精确测定潜艇的位置。在发现潜艇的概略位置或航向后, 最后可用磁异探测仪进一步识别和定位。当与潜艇接触一定时间后, 就能准确地预测出目标的运动要素, 并计算出攻潜位置。
现今世界上比较典型的被动声纳浮标主要有美3 无人机通信干扰效能分析
3. 1 无人机载侦察能力分析
P -3C 投放的反潜声纳浮标工作频率为136~z,
34舰船电子对抗
增益。
第31卷
高点离水面1m 左右, 设天线增益3dB, 无人机侦察天线增益3dB, 接收设备的灵敏度-95-100dBm, 飞行高度500~15000m (视距传播距离达96~500km) , 按自由空间电波传播损耗计算公式进行计算:
L =-32. 2-20lg f -20lg R +G T +G R (1) 式中:L 为自由空间路径损耗; R 为传输距离; f 为工作频率; G T 、G R 为某个方向上的发射、接收天线
若忽略发射机和接收机的电缆损耗, 从接收天
线得到的功率值由下式给定:
P R =P T -L
(2)
式中:P T 为发射机输送到天线上的信号功率值。
根据上述假设条件和计算公式, 频率为173. 5MH z 时, 接收设备入口处电平的计算如表1。
表1 接收设备入口处电平
d (km) L (dB) P R (dBm)
50105. 0-75. 0
100111. 0-81. 0
150114. 5-84. 5
200117. 0-87. 0
250119. 0-89. 0
300121. 0-91. 0
350122. 0-92. 0
根据表1中计算数值可见, 无人机对声纳浮标通信信号侦察距离可以达到350km 以上, 考虑10dB 的空间损耗余量, 侦察距离可以达到200km 。3. 2 无人机干扰能力分析
在无人机上配置了100~500M H z 的干扰发射机, 采用全向干扰天线, 其等效辐射功率为500W 。依据通信干扰方程可以得出对声纳浮标的理论干扰能力:
P Tj \K P TS
TS RS j G Tj G Rj L S F b
(3)
干扰机输出的干扰功率; G TS 为浮标发射天线增益; G RS 为通信接收天线在浮标发射天线方向上的增益; G Tj 为干扰机到接收机方向的天线增益; G Rj 为接收机到干扰机方向的天线增益; L j 为干扰信号传播耗损; L S 为浮标通信信号传播损耗; F b 为进入接收机的干扰频谱宽度/干扰频谱带宽。
对于VH F 、U H F 通信, 取压制系数K =1. 5=1. 76dB, 并设天线增益G TS =G RS =G Tj =G Rj =0dB 。对瞄准式干扰而言, 干扰信号带宽一般近似等于目标信号带宽, 可取F b =1。在不同的通信/干扰距离上的干扰压制功率见表2。
式中:K 为在接收机输入端干扰电平与信号电平之比(压制系数) ; P TS 为发射机输出的信号功率; P Tj 为
表2 不同的通信/干扰距离上的干扰压制功率
R r (km ) 5101520
R j =30km
5413. 56-R j =50km
1503816. 7-R j =100km
60015066. 738
R j =150km 1350337. 415084. 4
由表2数据可知:如无人机输出干扰功率为500W(27dBW) , 反潜飞机距离浮标为10km, 无人机对反潜飞机的单个信道侦收的干扰距离可以达到150km 。但是反潜飞机的瞬时解调频道数很多, 如单架无人机采用四信道干扰(无人机输出干扰功率500W) , 反潜飞机距离浮标为10km , 无人机对反潜飞机的四信道侦收的干扰距离可以达到90km 。
人机的干扰时效。参考文献
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4 结束语
通过对无人机直接干扰的效能分析, 在实施无
人机直接干扰的方式下, 最好的干扰作战模式是在借助对P -3C 反潜飞机的目标指引下, 实施与P -3C