機載反輻射導彈武器系統技術研究綜述

徐思婧，董秋杰

（中國空空導彈研究院，河南 洛陽 471009）

機載反輻射導彈，是一種對多層次防空體系中的雷達電磁輻射源進行識別、定位、制導、摧毀，從而使防空體系失效的精確制導武器。其利用輻射源的輻射能量，進行被動尋的，搜尋和打擊防空系統的制導、警戒和引導雷達，壓制防空武器和預警指揮系統。反輻射導彈的導引頭，實際上是一個電子偵察系統，在復雜的電磁環境中對信號進行捕獲、分選、識別，最終選定目標雷達的輻射源信號，對其進行打擊摧毀。

現在國際上比較先進的反輻射導彈型號，為美國研制的“HARM”哈姆導彈，其自上世紀80年代裝備美軍部隊后，多次投入戰爭，并取得有效戰績。同時，HARM的改進型也在不斷地研制與發展中。

1 機載反輻射導彈系統綜述

圖1所示為機載反輻射導彈原理組成框圖。

圖1 機載反輻射導彈原理框圖

圖1中，雷達信號探測系統用以實現對目標雷達信號的搜索、捕獲和測量，其由天線和接收機共同組成。接收機根據預先裝訂的數據，對天線接收到的射頻信號完成選頻和放大。反輻射導引頭通常選用頻帶寬的螺旋天線，以滿足對抗不同目標信號的不同頻帶分布需求。由于制導系統需要根據目標輻射源到達導引頭的方位、俯仰兩個偏角來確定導彈與目標的相對位置信息，要求至少由4個或更多的天線組成天線系統，利用目標雷達到達4個天線的不同波束信號間的相位、強度等的差值，對其進行比對、計算，以確定彈目相對方位。當導彈偏離目標，方位的偏差值將會由控制系統形成電信號送入舵機，控制彈體做相應的機動，以糾正導彈飛行方向的偏差。

數據鏈接收機，用于接收在掛機階段載機向導彈發送的信息數據，如包含了目標輻射源方位、波形、重頻等信息的輻射參數，以及導彈飛行任務指令等。在裝有INS/GPS的反輻射導彈上，數據鏈還用于在導彈自主飛行階段接收位置修正的信息。反輻射導彈多采用雙向數據鏈結構。導彈在接收到載機加載的目標信息，并根據此信息對預定目標搜索、截獲后，將導彈自身導引頭搜索到的目標特征返回載機或機載電子偵查系統進行比對，確認目標正確后允許發射。

信號處理器對探測系統的接收機輸出的中頻信號進行檢波、鑒頻、鑒相和幅度測量等一系列信號檢測，繼而對測量結果進行時域、頻域、空域以及脈沖幅度等特征參數提取，以獲得輻射源的信息，如輻射源重頻、脈寬、信號載頻、信號到達方向、信號到達能量等——從而根據導彈發射前裝訂的數據，對目標進行判別和分選，最終完成對預定攻擊目標的確定、捕獲和跟蹤。信號處理器輸出結果，為方向誤差信息和導引系統的關鍵狀態信息。

慣性測量裝置主要用于傳感導彈的飛行姿態數據，如速度、加速度、角速度等，以將其用于飛行制導的解算與控制。

有別于空空導彈，機載反輻射導彈的引信和戰斗部位于彈體前端、導引系統后方的彈體部分，以增強俯沖時對地面目標的打擊力度。機載反輻射導彈的瞄準目標，為雷達天線的幾何中心，對目標雷達的有效毀傷部分為天線陣、雷達艙等。引戰系統多采用“飛越目標近炸優先、觸發為輔”的引戰配合，使用具有目標識別功能的近炸引信與觸發引信共用的復合引信。當導彈從目標上方飛過時，利用近炸引信探測和識別目標，在脫靶距離處實施起爆；當導彈落點在目標前方或直接命中目標時，則觸發引信起爆。

由于機載反輻射導彈的目標具有靜止或慢速運動、裝甲防護、電磁環境多源等復雜特性，對反輻射導彈的目標信號探測與識別系統、信號處理算法、制導率設計、戰斗部設計、引戰配合等的設計研究，都提出了新的需求和挑戰。

2 作戰方式及工作邏輯

機載反輻射導彈的作戰方式，可分為：預先攻擊、自衛攻擊和隨機攻擊等模式。

2.1 預先攻擊作戰方式

對于預先攻擊的作戰方式，在載機起飛前，根據作戰任務，預先將目標類型、目標優先級別、攻擊方式等目標信息裝訂入載機。當載機飛抵作戰區域，由機載雷達或機載電子偵查系統對目標雷達進行搜索，精確測量出目標雷達的方位角、載頻、脈寬、重頻等特征參數，并根據預先裝載的程序判斷目標的威脅等級，選定要攻擊的目標，最終形成任務數據，加載給導彈。導彈接收到載機下發的任務數據后，導引頭根據該任務指令對目標進行搜索、分選、判斷、截獲，將其最終鎖定的目標的參數上返給載機或機載電子偵察系統進行比對，一旦對比結果相符合，則構成發射條件，載機武器系統允許導彈發射，否則導彈重新進行目標搜索。

2.2 自衛攻擊作戰方式

對于自衛攻擊的作戰方式，載機攜帶反輻射導彈執行自身作戰任務。在載機執行作戰任務的過程中，當機載雷達發現地面雷達捕捉到自己，則啟動反輻射導彈對敵方威脅雷達進行打擊。

2.3 其他作戰方式

隨機攻擊的作戰方式較為不常用。在這種作戰方式下，反輻射導彈導引頭在掛機階段始終處于工作狀態，對可能的威脅目標輻射源進行搜索。一旦鎖定目標，導彈將目標信息及輻射源特性上傳給載機，由載機或飛行員決定是否進行攻擊。

根據不同的目標特性和實際作戰需求，機載反輻射導彈的作戰方式并不限于上述模式，應是多元化而且靈活的。例如在預先攻擊的作戰方式中，當載機雷達已截獲并鎖定目標，但導彈導引頭因其性能局限，無法在發射前對目標進行鎖定的情況下，載機可將目標特性、威脅度等級等信息直接裝訂給導彈，并將導彈對準目標大致方位進行發射。導彈在飛行過程中，根據載機裝訂的目標信息，對目標輻射源進行搜索、分選、判斷、截獲。一旦導彈無法捕獲到最高優先級的目標，或是在飛行過程中目標丟失，隨即對裝訂入的優先等級略低的目標進行搜索、打擊。

3 關鍵技術與發展方向

機載反輻射導彈的目標環境十分復雜。地面各種輻射源信息交錯干擾，地面雷達種類繁多、特性差異大，雷達系統針對反輻射導彈設置的諸如多點誘偏、雷達關機等防護措施，都對反輻射導彈的性能提出了較高要求。

3.1 頻率覆蓋范圍增加

現代防空系統中，隨著雷達占用頻率范圍逐漸拓寬，對反輻射導彈的被動雷達導引頭頻率覆蓋范圍的要求不斷增加，預計將從0.5～20 GHz寬頻帶向0.1～40 GHz的超寬頻帶發展，這對天線、天線罩等的研制技術，提出了新的挑戰。

解決方案之一，是同一個導引頭內采用適合不同頻段的接收組件協同工作；

另一個方案，是將反輻射導彈的導引頭部分設計為可更換式，在作戰前根據目標類型，選擇安裝合適頻段的導引頭。

第二個方案不僅節約成本，還可降低對天線罩的研制性能要求，缺陷是需要預知目標特性，不適合自衛攻擊的作戰方式。

3.2 抗雷達關機和防多點誘偏

機載反輻射導彈的另一個關鍵技術，是抗雷達關機、防多點誘偏。在反輻射導彈飛行過程中，被動導引頭不斷對目標方位信息進行探測，依此修正導彈飛行姿態，直至命中目標。一旦攻擊過程中遇目標雷達關機，命中精度將大幅降低；導引頭的測角誤差、導彈發射時裝訂信息的誤差，對導彈的命中率也有影響。

解決方案之一，是在彈上加裝GPS/INS系統，在遇目標雷達關機的情況下，導彈仍能由GPS/INS引導定位，對目標進行打擊。

3.3 制導率

與空空導彈相比，機載反輻射導彈還具有一些新的目標特性，如非機動性、裝甲防護、導彈向目標俯沖時的方位、低空風力矢量的影響等。這些目標特性，決定了空地反輻射導彈的可用過載較小、對俯沖段軌跡的直線性要求較高等特點。在這種情況下，如果按比例制導率進行彈道設計，由于比例制導涉及到彈目視線角速度，在目標靜止情況下，會因彈目視線角速度過小，導致對目標難以識別、測量和修正，從而使制導可控性不好，特別是在存在側向風以及初始制導誤差的情況下。

針對這種情況，可采用直接追蹤法對目標進行攻擊，使導彈速度矢量與彈目視線之間的偏差角保持為零，即導彈的速度矢量指向目標。但直接追蹤法要求將導彈對準目標發射。作為替代方案之一，可使導彈在初始攻擊階段按預定彈道飛行，當彈目距離滿足一定條件時，導彈對準目標，轉入按直接追蹤法對目標進行打擊。

除上述關鍵技術之外，導引頭天線的視場范圍、測量精度，接收機靈敏度，飛行控制系統的濾波算法，引戰配合技術等，均需開展進一步的深入研究；同時充分考慮反輻射導彈的飛行性能、作戰地域空域、制導精度和戰斗使用等方面的要求，對反輻射導彈系統進行設計和改進。

4 面臨的挑戰

與機載反輻射導彈的發展同步，雷達系統的反導彈對抗措施也在不斷更新和發展，這就對反輻射導彈的系統技術，提出了越來越高的要求。

4.1 增強打擊效能

首先，必須增加反輻射導彈的打擊精度和打擊力度，以對抗雷達技術的改進和雷達抗打擊效能的增強。諸如以愛國者為代表的多功能相控陣雷達，其雷達陣面的可以經受一定的毀傷失效比例。即使部分輻射單元經導彈打擊失效，仍能形成連續波束，對空域進行照射搜索。

這就要求反輻射導彈，一方面通過提高導引系統的性能來提高命中精度，另一方面也要研究優化的引戰配合方式，如對末段彈道的控制，采用“激光近炸引信/無線電模塊＋觸發引信”的復合引信，控制合理的引爆點，以及研究戰斗部對雷達系統的高效毀傷方式等，以提高毀傷效果。

4.2 增強抗干擾性能

其次，必須加強反輻射導彈的抗干擾性能，以克服雷達針對反輻射導彈采取的干擾措施與新型雷達陣的出現。反輻射導彈對目標方位測量的本質，就是為了獲得導彈與攻擊目標之間的方位誤差信息，依此不斷修正導彈飛行姿態直至命中目標。針對反輻射導彈的這一特點，地面雷達系統采取了諸多相應的反導彈措施。比如雷達關機，可使反輻射導彈的被動導引頭失去可搜索的目標，但這也導致雷達在關機期間失去效能。

在此基礎上，新型組網雷達技術，將多部雷達利用數據鏈和信息技術融合在一起，相互配合輪流工作。一旦某部雷達發現導彈的進攻，將信息傳至指揮中心，該雷達關機，同時開啟另一部同頻率的雷達，誘使導彈重新搜索并調整攻擊方向，最終落入無害區，而并不影響雷達系統的搜索工作。

此外，還有多點誘偏技術。由于被動導引頭跟蹤的是目標能量中心，利用多個點源將雷達能量中心拉偏，使導彈在攻擊密集目標和帶有誘餌的目標時，無法進行精確分辨，從而誘使導彈攻擊向錯誤的方位。

以上雷達的對抗措施，要求反輻射導彈研究新的目標搜索與探測系統，如加裝INS/GPS，使導彈在失去目標輻射源或雷達誘偏的情況下，仍能依靠導航定位系統對目標進行定位。

更為先進的一種理論，是采用寬頻被動導引頭加主動導引頭的復合制導模式，在反輻射導彈向目標攻擊的過程中，若遇目標關機，則啟動主動導引頭探測目標；即使目標雷達一直開機，在攻擊軌道末段，仍可開啟主動雷達導引頭對目標進行搜索定位，以防由多點誘偏引起的被動導引頭測量饋源點偏差。

4.3 增加射程和發射后截獲能力

再次，還應提高反輻射導彈的射程和導彈發射后對目標的截獲、判斷能力，以應對大型的雷達陣地系統。

新型的雙基地雷達系統，將發射和接收分為兩個獨立的系統，以很大的距離分開部署。接收系統放在作戰陣地前沿，由于其無輻射源，不能被反輻射彈探知；而發射系統置于防空區域以內的安全地帶，迫使載機若想對其進行打擊，必須進入防空區域，對載機的安全產生了極大威脅。這就要求反輻射導彈依靠自身射程的增加，發射后先按照預先裝訂的目標方位信息飛抵作戰區域，當目標雷達進入導彈導引頭的截獲范圍之后，啟動導引頭對目標進行探測、截獲和分選，以實現對遠程目標的打擊。

另外，還應根據作戰需求，發展反輻射導彈的小型化，以適應新型戰機的內埋需求。

5 結束語

當前電子對抗態勢的發展，決定了現代戰爭實質上是一場爭奪電磁控制權的戰斗。反輻射導彈作為雷達系統的打擊者，無論在摧毀敵方防空網絡，或是載機進行自我防衛方面，都起著重要作用。

綜合來看，現有反輻射導彈面臨的最大技術挑戰，主要是被動導引頭的探測范圍和搜索精度、抗關機和抗誘偏能力、引戰配合效能等。但是，反輻射導彈系統是一個整體，任何一個組成部分的優化和各子系統之間更好的相互配合，包括在載機平臺上加裝針對反輻射導彈的電子偵測和火控系統，都會對導彈的整體性能產生良好的作用。

作為反輻射導彈系統總體技術的研究，并不只是簡單的要求分系統發揮極限性能、研制最新技術，而是在考慮作戰條件的情況下，必須從導彈系統整體的角度出發，充分利用各種現有技術，并在分析如何將各分系統功能最大發揮、最好配合的基礎上，探索新技術的方向。

[1]馮 雨.反輻射導彈及其發展趨勢[J].戰術導彈技術，2005，(4)：2-3.

[2]周曉峰.反輻射導彈發展的新趨勢及其對抗措施分析[J].飛航導彈，2006，(4)：3-4.

[3]蘇連棟.機載反輻射武器作戰使用研究[J].飛機設計，2006，(3)：2-3.

[4]曹方平.對抗措施對反輻射導彈作戰效能的影響[J].海軍航空工程學院學報，2008，(9)：2-4.

[5]陸 靜.反輻射導引頭的欺騙干擾[J].雷達與對抗，2002，(2)：3.