用公开专利推测国产ecm吊舱的大概能力与资料整合

先说明一下

因为电子战吊舱这种玩意通常不会公开完整性能表,所以我在这帖里不会去尝试还原某一个具体吊舱的真实参数,而是用公开专利里能看到的测试条件、频段、功率表、干扰方式和系统结构,给未来游戏里的 ECM 吊舱建模提供一个大概参考。

核心思路很简单:

比如说航展和公开报道能证明中国电科 / 二十九所体系确实有机载电子自卫、电子支援和电子侦察类吊舱,但是我们拿不到具体的数据。
既然具体参数拿不到,那我们就从二十九所的公开专利里的吊舱测试设备、电子干扰吊舱原位测试、DRFM、有源压制、多普勒噪声干扰等内容反推一个大概范围。


1. 中国电子科技集团公司第二十九研究所相关的内容:

中国电子科技集团公司第二十九研究所,也就是常说的“中电科 29 所 / 西南电子设备研究所”,公开资料中被描述为我国较早建立、专业从事电子对抗总体技术研究、装备研制和生产的研究所。

来源:
https://aeo.uibe.edu.cn/front/zpxx.jspa?tid=122207

而在2024 年中国航展上,中国电科公开展示过一批空中电子战 / 自卫相关装备,包括:

  • 综合电子自卫吊舱
  • KG99 机载电子支援干扰系统
  • KZ2000 机载电子信号侦察系统
  • RKW2200E 机载红外告警系统

由于航展资料不会给出详细参数,所以可以参考二十九所自己的吊舱测试专利来估算这类吊舱的大概频段、功率级别和测试对象。


CN116546804A:中电科二十九所的“吊舱射频测试”专利

专利文件:
CN116546804A - 一种用于吊舱测试的射频屏蔽器及其设计方法

申请人:
中国电子科技集团公司第二十九研究所

这份专利不是某个 ECM 吊舱本体,而是一个“用于吊舱测试的射频屏蔽器”。但这玩意对于我们的目的来说还是挺有价值的,因为里面讨论了:

  • 吊舱输出的射频信号
  • 吊舱灵敏度
  • 吊舱输出功率
  • 吊舱发射天线
  • 吊舱天线罩
  • 吊舱辐射式测试

专利原文提到:

“吊舱作为飞机的外挂设备,可在不影响飞机对武器和燃料携载的情况下,提升飞机本身的电子功能,包括接收外部射频信号和输出射频信号。”

这说明该专利讨论的吊舱最起码不是普通机械挂件,而是能接收 / 输出射频信号的电子吊舱。

专利还写到:

“作为核心指标,吊舱的灵敏度和输出功率的是否合格直接影响到整个吊舱的效能发挥。”

这说明对这类吊舱来说,灵敏度和输出功率就是关键指标。


从 CN116546804A 里能推出来的一些大概数据

幸运的是这份专利给了一个非常有用的示例条件:

“以吊舱的工作频率范围为 2000MHz~18000MHz,吊舱发射天线的直径 d=0.106m,吊舱天线罩的长度 D1=0.35m 为例。”

也就是说,在这个示例里,吊舱工作频率范围是:

2GHz~18GHz

这已经覆盖了很多常见雷达 / 火控雷达 / 导弹制导雷达可能使用的 C/X/Ku 波段范围。

专利还给出了一张频率、天线增益和最大输出功率表。:

频率 天线增益 最大输出功率
2 GHz 6.5 dB 200 W
3 GHz 9.4 dB 260 W
4 GHz 8.9 dB 260 W
5 GHz 9.9 dB 260 W
6 GHz 11.1 dB 200 W
7 GHz 12.8 dB 120 W
8 GHz 12.1 dB 120 W
9 GHz 12.6 dB 120 W
10 GHz 12.1 dB 120 W
11 GHz 13.2 dB 120 W
12 GHz 13.1 dB 120 W
13 GHz 12.2 dB 100 W
14 GHz 12.1 dB 100 W
15 GHz 13.8 dB 60 W
16 GHz 13.6 dB 60 W
17 GHz 14.0 dB 60 W
18 GHz 13.7 dB 60 W

专利中的计算公式使用了天线增益 G 和最大输出功率 P:

w = (10^(G/10) × P) / (4 × 3.14 × D0²)

如果只把 P 和 G 合起来看,可以得到一个粗略的等效辐射功率概念:

  • 3GHz:260W + 9.4dB 增益,约等于 2.26kW EIRP
  • 5GHz:260W + 9.9dB 增益,约等于 2.54kW EIRP
  • 11GHz:120W + 13.2dB 增益,约等于 2.5kW EIRP
  • 17GHz:60W + 14dB 增益,约等于 1.5kW EIRP

所以,如果要给未来游戏里的中国机载 ECM 吊舱一个比较保守的大概数值,可以考虑:

频段:2~18GHz
输出功率:60~260W 级别
方向性天线增益:约 6.5~14dB
粗略 EIRP:约 1~3kW 级别

虽然这不是某个具体吊舱的官方性能表,但作为游戏建模的参考范围,比完全拍脑袋要合理得多。


2. CN119310322A:海军航空大学的“电子干扰吊舱测试”专利

专利文件:
CN119310322A - 一种用于电子干扰吊舱原位测试的屏蔽耦合装置及方法

申请人:
中国人民解放军海军航空大学

这份专利入选是因为它直接写明了是测试“电子干扰吊舱”, 专利背景部分原文:

“机载电子干扰吊舱是挂载于作战飞机上的集电子侦察、干扰为一体的关键电子战装备,用于敌方通信和雷达信号的截获、分选,并引导发射机进行干扰,为飞行编队提供电子战支援。”

这句话基本把某型 ECM 吊舱的功能讲清楚了:

  • 挂载于作战飞机
  • 电子侦察
  • 信号截获
  • 信号分选
  • 引导发射机进行干扰
  • 为编队提供电子战支援

专利还提到需要测试:

“数据加载、信号分选识别、干扰辐射功率等与作战效能密切相关的系统级性能指标”

所以被测试的这个吊舱不是单纯 RWR,也不是单纯接收机,而是具备“接收 + 分选 + 发射干扰”的完整电子战吊舱。


CN119310322A 给出的频段和天线布局

这份专利给了些非常重要的频段和天线布局线索:

“由两个高频段天线屏蔽耦合箱和两个低频段天线屏蔽耦合箱组成,分别用于对电子干扰吊舱前、后向高频段定向天线,腹部的低频段全向天线进行屏蔽耦合。”

这说明某型电子干扰吊舱有:

  • 前向高频段定向天线
  • 后向高频段定向天线
  • 腹部低频段全向天线

专利还写到:

“对机载电子干扰吊舱的全部接收和发射天线(0.07GHz~18GHz 频率范围内的多种天线组合)实施屏蔽和吸波处理。”

也就是说,这类吊舱的收发天线测试覆盖:

0.07GHz~18GHz

具体测试天线参数:

高频天线:8~18GHz,对数周期天线,增益 ≥6dB,3dB 束宽 ≤60°
低频天线:70~500MHz,螺旋天线,增益 -3~3dB,垂直极化

这对游戏里建模还是很有帮助的。可以把它理解成:

高频段主要负责对雷达 / 火控 / 导弹制导相关频段进行方向性干扰。
低频段可能更多面向通信、低频雷达或支援干扰。
不过对游戏而言,可能最有意义的是 8~18GHz 高频段,以及 2~18GHz 这一类雷达频段覆盖。


用 CN119310322A 推测未来游戏里老中的 ECM 能力

根据这份专利,游戏里如果要做一个中系机载电子干扰吊舱的通用模板,可以考虑:

频段覆盖

  • 低频:70~500MHz
  • 高频:8~18GHz
  • 总体测试覆盖:0.07~18GHz
  • 结合 CN116546804A 的例子,实用雷达干扰段可按 2~18GHz 估算

天线方向

  • 前向高频定向天线
  • 后向高频定向天线
  • 腹部低频全向天线

功能

  • 侦收
  • 分选识别
  • 干扰发射
  • 干扰辐射功率测试
  • 支援编队电子战

游戏里可以把它做成:

外置 ECM 吊舱,主要对雷达锁定、半主动/主动雷达弹制导链路、PD 雷达跟踪稳定性产生影响。基本上就是这次愚人节活动时轰炸机上的ECM但是细化版本

不一定需要一开始就做得特别复杂, 最简单可以是:

  • 降低敌方雷达锁定距离
  • 降低雷达导弹中段 / 末段跟踪稳定性
  • 对特定频段雷达有更好效果
  • 需要占用外挂点
  • 开启后有方向限制或功耗 / 冷却限制

当然最简单的肯定是所有系发个一直撒无限透明干扰弹的吊舱,每个系换个模型罢了。只要别区别对待也挺好的(当然不区别对待这事肯定是不可能的你说是吧 🤣👉)。


3. 西安电子科技大学的2份专利:

CN106054146A:机载有源压制干扰

专利文件:
CN106054146A - 针对多站协同抗主瓣干扰的机载有源压制干扰施放方法

申请人:
西安电子科技大学

这份专利入选是因为标题里写明了“机载有源压制干扰”。

原文技术领域:

“本发明属于雷达技术领域,具体的说是根据 MIMO 雷达的工作特点,提出一种机载干扰施放方法,可用于干扰或者欺骗敌方雷达设备,使其效能降低或者丧失。”

它的思路是:

  • 机载干扰机上安装 N 个天线子阵
  • 让天线子阵波束覆盖需要干扰的空间范围
  • 发射编码信号
  • 对目标雷达进行主瓣压制式干扰

专利里还给了一个仿真实例:

N = 4 个天线子阵
编码信号个数 Nt = 4
码元长度 L = 128
选择 30° 和 60° 作为发射方向

也就是说这个专利提供了一个到时候可以跟某issue区管理辩经的材料(当然nab的概率是100%的😒):

1.老中公开专利中存在机载方向性有源压制干扰的技术路线。
2.所以老中的ECM 吊舱不一定只是“全向噪声”,也可以是带方向性、波束控制、多天线阵列的干扰方式。

真做到游戏里可能抽象成:

  • 定向干扰效果强于全向干扰
  • 吊舱朝向 / 目标相对方位会影响干扰效果
  • 对雷达主瓣跟踪有压制效果

西安电子科技大学 CN111323760A:DRFM 多级调制欺骗干扰

专利文件:
CN111323760A - 基于数字射频存储 DRFM 的多级调制干扰系统及方法

申请人:
西安电子科技大学

这份专利是典型 DRFM 欺骗干扰路线。

专利系统包括:

  • 侦察接收模块
  • 数字信号处理与控制模块
  • DRFM
  • ADC
  • 存储器
  • 干扰调制模块
  • DAC
  • 功率合成与波束形成模块
  • 发射模块

专利原文提到:

“有源干扰分为压制性干扰和欺骗性干扰。”

其中欺骗性干扰是:

“产生假的目标信息作用于雷达的目标检测、参数测量和跟踪系统,使雷达不能正确测量和跟踪目标参数。”

并且还说了:

“基于数字射频存储 DRFM 的调制转发干扰可以长时间存储雷达信号……产生假目标信号干扰雷达。”

这份专利的仿真实例里给了一些参数:

  • 雷达载频:6GHz
  • 脉冲宽度:10μs
  • 带宽:5MHz
  • PRF:8kHz
  • 采样频率:100MHz
  • 三组级联密集假目标模块
  • 可产生 8 个干扰信号

游戏里可以把这类能力抽象为:

  • DRFM 欺骗干扰
  • 生成假目标
  • 距离 / 速度 / 多普勒维度欺骗
  • 降低雷达稳定跟踪
  • 让雷达导弹更容易丢锁或被拖偏

也就是说如果真的要细化这些机制,老中的现代 ECM 吊舱不应只做成“噪声变大”,而应该至少包含:

压制干扰 + 欺骗干扰 + 假目标 / 距离速度欺骗


4. 一些找资料时的副产物:

辅助专利一:CN109164423A,无人机自卫电子干扰装置

专利文件:
CN109164423A - 一种电子干扰装置、无人机及其自卫防护方法及装置

申请人:
北京麦克沃根科技有限公司


这份专利是无人机自卫电子干扰装置,但里面的模块和干扰方式很典型。

它的系统包括:

  • 射频收发模块
  • 上下变频模块
  • 数字接收机
  • 信号处理模块
  • 功放模块

原文还说了信号处理模块可以根据分选结果选择相应干扰方式,并生成干扰信号,经过功放放大后发射出去。

它列出的干扰方式包括:

  • 假目标干扰
  • 距离欺骗
  • 多普勒欺骗
  • 距离-多普勒欺骗

比较有意思的是专利还提到这种电子干扰装置可以:

“通过吊舱的形式设置在无人机机身下方。”


辅助专利二:CN116413664B,多普勒噪声干扰

专利文件:
CN116413664B - 一种多普勒噪声干扰产生装置和方法

申请人:
扬州宇安电子科技有限公司

这份专利讲的是多普勒噪声干扰。

专利原文解释:

“多普勒噪声干扰也称多普勒阻塞干扰,实际上是一种多普勒维的相参压制性干扰,可使得敌方雷达系统无法正确检测出目标的速度。”

它还说这种干扰:

“兼有欺骗干扰和噪声干扰的特点。”

这对游戏建模还是很有用的,不管是在现实还是在你游里的现代雷达 / 导弹都严重依赖多普勒信息。
如果 ECM 吊舱能产生多普勒噪声,那么游戏里可以表现为:

  • 目标速度测量不稳定
  • PD 雷达跟踪质量下降
  • 雷达导弹末制导更容易被干扰
  • 目标速度门 / 多普勒门被扰乱

这份专利还给出多种产生机制:

  • 全复制转发机制
  • 距离范围内转发机制
  • 间断转发机制
  • 连续收发机制

并且写到第一控制参数中包括:

  • 采样时长
  • 干扰时长
  • 输出功率
  • 功率起伏类型
  • 噪声带宽
  • 驻留时间
  • 收发模式
  • 最小 / 最大侦干周期
  • 最小 / 最大侦干比

所以游戏里如果以后想做更细的 ECM,可以给不同吊舱设置:

  • 干扰持续时间
  • 干扰占空比
  • 噪声带宽
  • 功率等级
  • 是否为连续干扰 / 间断干扰
  • 是否具备距离门 / 多普勒门欺骗

辅助专利三:CN109030959B,飞机电磁兼容测试

专利文件:
CN109030959B - 一种机载超短波电台电磁兼容性测试系统及其测试方法

申请人:
中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所

这份专利不是 ECM 吊舱本体,而是飞机电磁兼容测试系统,入选单纯因为是这是沈飞的专利。

不过飞机上装各种射频和电子设备时,确实需要考虑平台内电磁兼容问题,ECM 吊舱不是直接放在那里就完事了,它得和飞机雷达、通信、RWR、数据链、任务计算机等系统一起做电磁兼容和干扰检查。


给中系未来捏ECM吊舱的一个粗略建模建议

综合上面这些公开专利,可以给老中的机载 ECM / 电子战吊舱一个比较合理的游戏化模板:

频段

  • 低频辅助段:70~500MHz
  • 高频干扰段:8~18GHz
  • 参考工作范围:2~18GHz
  • 总体测试覆盖线索:0.07~18GHz

功率级别

参考 CN116546804A 的表格:

  • 输出功率大致:60~260W
  • 天线增益大致:6.5~14dB
  • 粗略 EIRP:约 1~3kW 级别

干扰方式

可以包含:

  • 有源噪声压制
  • 主瓣压制
  • DRFM 欺骗干扰
  • 假目标干扰
  • 距离欺骗
  • 多普勒欺骗
  • 距离-多普勒欺骗
  • 多普勒噪声 / 阻塞干扰

天线布局

参考 CN119310322A:

  • 前向高频定向天线
  • 后向高频定向天线
  • 腹部低频全向天线

游戏内效果建议

  • 对雷达锁定距离有一定削弱
  • 对 PD 雷达稳定跟踪有一定影响
  • 对雷达制导导弹末制导有一定干扰概率
  • 对正前 / 正后方向效果更强
  • 占用外挂点

总结

公开航展资料已经能证明中国电科体系存在机载电子自卫吊舱、KG99 机载电子支援干扰系统、KZ2000 机载电子信号侦察系统等装备。

而从公开专利来看:

  • CN116546804A 给出了吊舱射频测试中非常有用的 2~18GHz、60~260W、6.5~14dB 这类估算线索;
  • CN119310322A 直接描述了“机载电子干扰吊舱”,并给出 0.07~18GHz、前后高频定向天线、腹部低频全向天线等信息;
  • CN106054146A 说明中国公开专利中有机载有源压制干扰;
  • CN111323760A 说明中国公开专利中有 DRFM 多级调制欺骗干扰;
  • CN109164423A、CN116413664B 则进一步补充了假目标、距离欺骗、多普勒欺骗、多普勒噪声干扰等典型 ECM 方式。

所以如果未来要给中系顶级飞机做比较细致的 ECM / 电子战吊舱,不一定需要完整真实参数表(当然你也拿不到就是了😒) ,完全可以基于这些公开专利做出一个至少比较合理的游戏化 ECM 吊舱模板:

2~18GHz 级别雷达干扰覆盖,60~260W 输出功率级别,约 1~3kW EIRP 级别,具备噪声压制、DRFM 欺骗、假目标、距离 / 多普勒欺骗等能力。

(顺便这论坛发帖的机制也挺傻福的,我发个贴还得连坐5把斯拉夫大牢,测试服坐牢还不算非得正式服😓)

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