[摘 要]针对声纳浮标对潜艇的隐蔽性带来巨大威胁,论文提出了一种新的对抗思路:利用干扰浮标对声纳浮标与反潜飞机之间的无线电通信链路进行干扰压制,间接地对抗反潜飞机对潜艇的定位。通过实例分析、功率估算的方法对干扰浮标的干扰效果进行了粗略计算。分析结果表明:无法实施全向阻塞式干扰,但瞄准式干扰基本可行。
[关键词]通信干扰 声纳浮标
[中图分类号]TN914[文献标识码]A[文章编号]1007-9416(2010)07-0139-02
1 引言
由于潜艇的威胁正在不断增长,反潜战作为制约潜艇的反措施,正在受到各海军国家的普遍重视。其中航空反潜已经成为当前反潜战的主要反潜手段。
航空反潜主要是由反潜飞机在潜艇可能存在的海域投放声纳浮标,这些浮标探测到潜艇之后,通过无线电数据链路向反潜飞机发送情报,从而完成对潜艇的准确定位。航空反潜中,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。从而使得固定翼反潜巡逻机成为世界各海军强国战役、战术反潜的主要手段。
为了对抗这种探潜方法,传统的思路是通过对声纳浮标水下部分进行水声对抗以降低潜艇被发现的概率。本文探讨了一种新的对抗思路:从电子对抗的角度出发,采用无线电通信干扰的方式来降低发现潜艇的概率。具体方法是,采用通信干扰中的压制式干扰,由潜艇发射无线电干扰浮标,对声纳浮标与反潜飞机之间的无线电通信进行干扰和压制,使探潜飞机得不到准确的数据信息,从而达到保护己方潜艇的目的。为了能够达成有效干扰,干扰浮标必须拥有足够的功率。下文从这一基本条件入手对通信干扰的可行性进行初步分析。
2 干扰浮标功率估算方程
通信压制式干扰可以分为瞄准式干扰和阻塞式干扰。在实施干扰时,往往需要知道用多大的干扰功率才能进行有效的压制,因此需要对干扰功率进行估算,估算思路如下:
若要有效的压制敌方通信,需要满足以下条件:
式中:为接收机输入端干扰浮标的干扰功率;为接收机输入端声纳浮标的信号功率;为压制系数;由于:
式中:为声纳浮标发信机发射的有效功率;为干扰浮标辐射的有效功率;为反潜机在声纳浮标方向上的增益;为声纳浮标发射天线增益;为干扰浮标到反潜机方向的天线增益;为反潜机在干扰浮标方向上的增益;为信号频率带宽与干扰频率带宽比值;为从声纳浮标到反潜机的电波传播损耗;为从干扰浮标到反潜机的电波传播损耗。
将式(2)中的公式代入式(1),整理用分贝数表示为:
对于瞄准式干扰,。资料查得,浮标对反潜飞机通信是VHF或UHF波段,且浮标发射机和飞机接收机的天线都是鞭状天线,同时假设干扰浮标与声纳浮标相像,所以天线增益取。对于VHF和UHF通信,取压制系数。为视距传播损耗方程计算。
其中,为浮标的工作功率,单位为(MHz);为浮标到反潜机的距离,单位为(km)。对于瞄准式干扰,两者的工作频率相等。所以将所有参数代入(3)整理得:
其中为声纳浮标到反潜机的距离,为干扰浮标到反潜机的距离。
3 实例分析
反潜机投放的反潜声纳浮标无线电工作频率为136～173.5MHz,发射功率1W(30dBm),声纳天线最高离水面1m左右。反潜机接收无线电声纳浮标信息的距离取决于反潜机的飞行高度,飞行高度越高,收报距离越远,收报最远距离一般为18～74nm(海里)。同时一般认为在良好水文条件下,潜艇水下航速6kn(节)时,被动声纳浮标的听侧距离为1～5nm,主动式声纳浮标的探测距离为1～3nm。
3.1 干扰声纳浮标阵的功率估算
对于声纳浮标阵若要达到同时接收联合定位的目的,声纳浮标间的最大距离不应超过2倍的声纳浮标探测距离,一般声纳浮标的布放间距为浮标工作最大距离的1.25～1.5倍,这里估算取1.5倍,即声纳浮标之间的间距为7.5nm。
对于三角形阵,假设潜艇位于浮标阵中如图1三角形浮标阵。图中区域1、2、3分别表示潜艇处于单个、两个、三个声纳浮标探测的范围。对于潜艇位于三个区域的概率分别为:P1=0.43,P2=0.43,P3=0.14。由此可以看出当潜艇处于不同的位置时,干扰浮标需要压制的声纳浮标的个数也不同,所以这里分别计算干扰浮标在不同区域需要成功压制声纳浮标的最大功率。干扰浮标到反潜机的距离与声纳浮标到反潜机的距离之差近似为干扰浮标与声纳浮标的距离。因此将式(5)进一步整理得:
为干扰浮标到声纳浮标的距离。为计算最大的功率,这里的取74nm。
计算结果如表1:
由图1可以看出,当干扰浮标位于区域2和区域3时,距离声纳浮标的最大距离相等,所以所求得的最大干扰功率相等。所以对于干扰三角形声纳浮标阵来说,实现成功压制的最大功率1.72W。
3.2 分析
由以上声纳浮标阵形为例所估算的干扰功率是在假设反潜机在声纳浮标的最大通信距离前提下进行的,在实际中,虽然反潜机在空中不停的飞行,但是其始终处于声纳浮标的最大通信距离之内,所以其与声纳浮标的距离必然小于74nm,因此实战中的干扰浮标的功率要小于所估算的数值,所以单单从浮标功率来看,利用浮标干扰声纳浮标通信的方法基本可行。
从以上声纳浮标阵中可以看出,潜艇是处于一个或两个浮标的作用范围概率是0.86,因此可以选择距离潜艇最近的声纳浮标进行压制干扰,同时在有效压制时间内,潜艇利用战术机动迅速脱离浮标阵。这种情况下,运用对单一信道的瞄准式干扰即可满足要求。但在复杂的战场环境中,潜艇与浮标的相对位置无法准确测得,并且各声纳浮标的通信功率并不相同,这就使得干扰浮标必须具有同时干扰多个声纳浮标通信的能力。从所得的资料来看,声纳浮标投放之后,一般是在其水下的微型换能器接收到目标噪声或探测到目标后,才会将所得信息通过无线电向反潜机通信。干扰浮标即使成功地压制了声纳浮标的通信,也只是通过干扰使通信所传输的信息无法被有效利用,但是反潜机依然能够接收到通信信号与干扰信号混叠的无线电信号,从而怀疑声纳浮标所在位置周围有可疑目标出现。所以,干扰浮标只是用来作为一种辅助对抗器材,可以配合水声对抗器材使用,以拖延反潜机对潜艇的准确定位,从而为潜艇脱离声纳浮标的跟踪提供足够的机动时间。
4 结语
综上所述,利用浮标来干扰声纳浮标与反潜机之间的通信,从功率方面来看,对于瞄准式干扰基本可行,不过因为要实现一对多干扰,并且要安装在抛弃式浮标上,因此对干扰系统的智能化和小型化提出了较高要求;对于阻塞式干扰,其要求功率之大则是浮标无法满足的,不过可以考虑发展具有自航功能的大功率阻塞式干扰器材,来实现对声纳浮标的完全压制。
[参考文献]
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