 Optoelectronics 光电子, 2013, 3, 16-19 http://dx.doi.org/10.12677/oe.2013.31004 Published Online March 2013 (http://www.hanspub.org/journal/oe.html) Research on the Ranking of Electro-Optic Interference Signal Intensity in Complex EME* Junguang Gao, Fei Xue, Yijia Pan Unit 63880, PLA, Luoyang Email: gaojunguang611@sohu.com Received: Oct. 23rd, 2012; revised: Nov. 6th, 2012; accepted: Jan. 15th, 2013 Abstract: Firstly, this paper introduces the elementary principle of electro-optic interference, and then it provides the ranking method of the electro-optic interference signal intensity such as Laser active interference signal, IR active in- terference, signal interference, and so forth. This method will be beneficial to construct the electro-optic interference signal environment with different intensity and examine the counter-interference capability of electro-optic observa- tion-aiming devices and electro-optic PGMs to different interference signal intensity in complex EME. Keywords: Complex EME; Electro-Optic Interference; Signal Intensity; Ranking 复杂电磁环境下光电干扰信号强度等级划分初探* 高俊光，薛 飞，潘毅佳 解放军 63880 部队，洛阳 Email: gaojunguang611@sohu.com 收稿日期：2012 年10 月23 日；修回日期：2012年11 月6日；录用日期：2013 年1月15 日 摘 要：本文在分析光电干扰基本原理的基础上，提出了激光有源干扰信号、红外有源干扰信号等光电干扰信 号强度划分的方法，可在今后光电观瞄设备和光电制导武器训练任务中，指导构建不同强度的光电干扰信号环 境，以考核复杂电磁环境下光电观瞄设备和光电制导武器对不同干扰信号强度的抗干扰能力。 关键词：复杂电磁环境；光电干扰；信号强度；等级划分 1. 引言 复杂电磁环境[1]，是指在一定的战场空间内，由 空域、时域、频域、能量上分布的数量繁多、样式复 杂、密集重叠、动态交迭的电磁信号构成的电磁环境。 从它的定义可以看出，复杂电磁环境是电磁信号在空 域、时域、频域和能量上的表现形式。 随着世界新军事变革的不断推进，战争形态正由 机械化向信息化演变，战场的复杂电磁环境正是这种 战争形态演变的产物。为此，加强复杂电磁环境下的 训练是未来战争对我军提出的崭新课题。现代战场 上，由于大量使用电子信息装备，不仅数量庞大、体 制复杂、种类多样，而且功率大，使得战场空间中的 电磁信号非常密集，形成了极为复杂的电磁环境。 随着复杂电磁环境装备训练的逐步展开和深化， 复杂电磁环境构建要求也随之提高，要求构建不同战 场背景下不同强度的信号强度，以训练考核不同信号 强度下装备的侦察、干扰以及抗干扰能力。在信息化 战争时代，光电信号是形成战场复杂电磁环境的重要 组成部分，为了能够客观地、合理地评估复杂电磁环 境光电装备的抗干扰能力，对光电装备的作战对象光 电干扰信号强度等级划分的研究是必要的。 目前，国内外光电干扰信号强度等级划分方法多 *资助信息：国家部委资助项目(07ZS27)。 Copyright © 2013 Hanspub 16  复杂电磁环境下光电干扰信号强度等级划分初探 为针对受训对象进行划分的，根据对受训对象的干扰 效果不同，确定光电干扰信号强度，同样的干扰信号 对不同的装备干扰信号强度等级可能是不同的，因为 不同装备的抗干扰能力不一样，导致干扰效果不同， 此种划分方法，对干扰信号强度等级划分较为容易， 直接根据受训对象的干扰效果进行判定。但，也有专 家提出，是否可以考虑光电干扰信号强度等级划分避 开受训对象，客观地划分信号强度，直接由光电干扰 信号的强度决定，对光电干扰信号强度直接进行划 分，有利于考核不同光电装备在同一强度复杂电磁环 境下的抗干扰能力，为此，本文致力于探索研究直接 划分光电干扰信号强度的方法，以指导光电干扰信号 复杂电磁环境构建，促进我军在复杂电磁环境下光电 装备的训练。 2. 光电干扰的主要手段[2] 为了构建能够逼真反映作战对象特点的光电干 扰信号环境，为装备有机载和陆基(舰船)光电观瞄设 备、光电制导武器等光电装备的部(分)队进行训练， 提供相应的复杂电磁环境，光电干扰信号主要包括激 光有源干扰信号、红外有源干扰信号、光电无源烟幕 等。激光有源干扰包括激光压制干扰、激光高重频干 扰和激光角度欺骗干扰；红外有源干扰是一种主动式 干扰方式，它主要是利用干扰装备发射的红外辐射信 号对来袭导弹等实施干扰，其作战对象包括红外点源 制导导弹和红外成像制导导弹，具体主要包括红外诱 饵弹和红外干扰机。 激光有源压制干扰作为一种主动式对抗手段，利 用高能激光束干扰或损伤红外热像仪、电视摄像机、 微光夜视仪、激光测距仪、激光目标指示器和激光自 动跟踪仪等，也可直接破坏电视、红外、激光制导武 器的光电导引装置，对抗装有红外成像末制导装置的 巡航导弹和反辐射导弹的激光近炸引信，也可使人眼 致盲。因此，激光有源压制干扰技术在光电对抗中占 有十分突出的地位，发挥着重要的作用。 激光高重频干扰利用高重频激光信号，遮蔽激光 测距机或激光制导武器的真实目标回波信号，将制导 信号淹没在干扰信号中，使激光导引头对目标检测的 不确定性增加，目标信息的截获概率降低，致使激光 制导武器因无法提取不出信息而迷盲，或因提取错误 信息而被引偏，达到保卫受攻击目标的目的。激光高 重频干扰利用高重复频率的脉冲激光器作为光电对 抗的干扰源，无需对敌方激光脉冲信号进行编码识别 和复制就能使假目标信号进入敌方信号处理系统，从 而大大提高了对抗方的主动性和适应能力。 激光有源欺骗干扰是利用干扰装备发出假目标 信息，以假乱真，欺骗或迷惑敌方激光威胁源的一种 光电干扰方法。依据产生干扰方法的不同，激光有源 欺骗干扰可分为同步转发式干扰和应答式干扰两种。 激光有源欺骗式干扰装备的干扰对象主要是激光测 距机(包括地面和空中，但主要以空中为主)和激光制 导武器。对于激光测距机，激光有源欺骗式干扰装备 发射高频激光信号，使测距机工作紊乱，不能正常测 距，或使其测距信息出现错误。对于激光制导武器， 激光有源欺骗式干扰装备产生干扰激光信号并发射 到距保护目标一定距离的假目标上，从而使激光制导 武器的激光导引头在搜索阶段或跟踪阶段产生角度 偏差，跟踪攻击假目标，使己方目标得到保护。 红外诱饵弹多属烟火剂型，主要是通过烟火剂燃 烧产生的红外辐射达到战术运用目的，从诱饵弹的形 状看，有圆柱形、棱柱形及角柱形等多种；按其工作 方式，则又可分为燃烧烛型、燃烧浮筒型和空中悬挂 型三种；从装备对象看，又可分为机载型、舰载型及 车载型三种。 红外诱饵弹主要有三种战术作用方法：诱骗、分 散和淡化。 红外干扰机通常装备在各种军用直升飞机、固定 翼飞机、陆军战车(装甲车、坦克)上，是对抗红外制 导导弹、保卫飞行平台和战车，提高其生存能力的重 要装备。红外干扰机的干扰方式主要是角度欺骗和大 功率压制干扰。这两种干扰方式下，都需要预先侦察 敌方威胁状况，以便在施放干扰时有针对性地调节干 扰频率和干扰样式，所以红外干扰机需要和告警系统 联合使用才能发挥作用。 光电无源烟幕干扰就是通过在空气中施放大量 气溶胶微粒，来改变光信号的传输介质特性，以实施 对光电探测、观瞄、制导武器系统干扰的一种装备， 具有“隐真”和“示假”双重功能。烟幕从战术使用 上分为遮蔽烟幕、迷盲烟幕、欺骗烟幕和识别烟幕四 种。从干扰波段上，烟幕可分为可见光、近红外常规 Copyright © 2013 Hanspub 17  复杂电磁环境下光电干扰信号强度等级划分初探 烟幕，红外烟幕，毫米波和微波烟幕及多频谱、宽频 谱和全频谱烟幕。 3. 光电干扰信号强度等级划分 为了保证在复杂电磁环境下对各种光电装备训 练效果评估的客观性和公正性，有必要对各种光电干 扰信号强度[3,4]进行等级划分。不同光电干扰信号类型 的信号参数差别较大，所以干扰信号强度应根据不同 的干扰方式类型具体划分。一种干扰信号类型的、同 样信号强度的干扰信号对不同技术水平的光电装备 的干扰效果是不同的，因此干扰信号强度等级应从干 扰信号源的角度划分，以保证等级划分的客观性。干 扰信号强度等级的划分应紧密联系国内外光电干扰 装备技术水平及未来技术的发展，从而保证光电装备 训练评估的针对性原则。 光电干扰信号强度指在接收点光电干扰信号的 强度，光电干扰信号强度与发射源、气象和距离远近 等因素有关。 激光有源干扰信号强度划分首先应考虑目前激 光有源干扰装备的国内外技术水平，分析未来技术的 发展，特别是激光有源干扰设备对各种干扰对象的有 效最大干扰距离，据此对激光有源干扰信号强度进行 等级划分。下面以激光压制干扰信号强度等级划分为 例进行说明。 假设典型 YA G激光压制干扰设备有效最大干扰 距离 Lkm，目前一般将信号强度划分为四级。所以取 此激光压制干扰设备在Lkm、0.7 Lkm和0.4 Lkm 处 的能量密度作为 YAG激光压制干扰信号强度等级划 分的关键点。具体计算Lkm、0.7 Lkm和0.4 Lkm 处 的能量密度过程如下： 为了计算方便，假设激光经大气传输后的光斑能 量分布是均匀的，这样的假设与实际情况有一定的偏 差；另外，激光经大气传输后出现闪烁，形成小亮斑。 但是，如果测量设备的光学接收口径较大，对接收到 的激光将会起到平均效果。 激光在不同距离处的光斑直径由下式(1)计算： 21 ddL (1) 式中： d1——主光学系统有效光学口径； d2——输出激光光斑在距离 L处的直径； L——光斑测试处到激光干扰设备出光口的距 离； ——输出激光的发散角。 激光在不同距离处的能量密度由下式(2)计算： 2 2 exp 2π Ea D d L (2) 式中： E——输出激光能量； τ——设备光学系统透过率； L——光斑测试处到激光干扰设备出光口的距 离； a—— 激光在大气传输时单位公里距离的衰减 系数。 由上面公式(2)计算可得不同距离处激光的能量 密度，计算结果列于表1。 所以，将激光压制干扰信号强度等级划分如下： 按照光电干扰信号到达受训光电装备接收系统 口面处的信号能量密度划分强度等级，以D表示激光 能量密度值(单位：J/cm2)。当： 1) D < EL时，干扰信号强度定为 1级； 2) EL ≤ D < E0.7L时，干扰信号强度定为 2级； 3) E0.7L ≤ D < E0.4L时，干扰信号强度定为 3级； 4) D ≥ E0.4L时，干扰信号强度定为 4级。 激光高重频干扰信号强度划分时，假设激光高重 频干扰设备的重复频率、脉宽等技术指标满足干扰要 求；激光角度欺骗干扰信号强度等级划分时，假设激 光角度欺骗干扰设备的编码识别能力、脉宽、转发精 度等技术指标满足干扰要求；具体划分信号强度等级 可以参照激光压制干扰信号强度等级划分方法。 红外有源干扰信号强度划分时，假设红外干扰设 备的干扰时机、燃烧时间和投放速度等技术指标满足 干扰要求，然后根据红外有源干扰的基本条件压制系 数K不小于 2，以及当前红外有源干扰压制系数 K的 Table 1. The energy density in different distance of the laser light transmitted through atmosphere 表1. 输出激光经大气传输后在不同距离处能量密度 距离(km) YAG能量密度(J/cm2) 0.4 L E0.4L 0.7 L E0.7L L EL Copyright © 2013 Hanspub 18  复杂电磁环境下光电干扰信号强度等级划分初探 Copyright © 2013 Hanspub 19 技术水平，结合未来技术的发展，综合考虑再以一定 的级别差 将红外有源干扰信号的等级划分。 K 无源烟幕等级划分思路与前面红外有源干扰等 级划分的思路基本一致，假设烟幕遮蔽面积满足干扰 要求，光电无源烟幕衰减率当前的国内外技术水平为 η，据此以 的级别差进行等级划分。 4. 结束语 为了确保对光电观瞄设备、光电制导武器抗干扰 能力训练效果评估全面、准确、客观、公正，应坚持 科学性、针对性和实用性的原则，紧密结合当前光电 装备作战对象光电干扰设备的技术水平，力求可操 作、可量化对光电干扰信号强度进行等级划分，本文 只是提出了一种光电干扰信号强度划分的方法，在具 体的信号强度等级划分时，信号强度级别差可通过建 立专家组讨论而确定。 参考文献 (References) [1] 王汝群等. 战场 电磁环境[M]. 北京: 解放军 出版社, 2006: 15-21. [2] 王海燕. 光电对抗技术和装备的现状及未来[J]. 舰船科学技 术, 2002, 24(4): 34-38. [3] GJB6137-2007. 合同战术训练光电干扰信号环境 要求[Z], 2007. [4] GJB6138-2007. 合同战术训练光电制导武器信号环境要求[Z], 2007. |