嚴 聰 曹 健 李體芳
(中國人民解放軍空軍工程大學 防空反導學院,陜西 西安710051)
反輻射武器在最近幾次局部戰爭中取得的顯著戰績,不僅使雷達等探測預警系統、防空系統感受到嚴重的威脅,而且強烈地沖擊著傳統的進攻與防御的作戰思想,使電子戰的形勢更加嚴峻。 目前世界各軍事強國對反輻射武器及其對抗技術的研究非常重視,紛紛投入巨資進行開發研制,特別是美國在這方面更是領先于世界,我國在反輻射武器方面的研究起步較晚,與發達國家相比還存在較大的差距,面臨的形勢也更為嚴峻。
由于現代防空系統給突襲機群造成巨大威脅,飛機靠高空、超低空、快速度和大機動等方式都已很難突破雷達制導或復合制導武器的有效攔擊,因而導致反輻射武器的應用。 反輻射武器是利用目標的電磁輻射來發現、跟蹤并摧毀目標的一種武器,它與機載(或艦載)電子偵察與控制發射系統結合構成反輻射武器系統,主要由飛行器、戰斗部和引信、目標傳感器及發射平臺四個部分組成。
目前,有成熟應用的反輻射武器是針對雷達設計的反輻射導彈和反輻射無人機。
1.1.1 反輻射導彈
反輻射導彈ARM(Anti-Radiation Missile)是利用對方武器設備的電磁輻射來發現、跟蹤、摧毀輻射源的導彈。目前使用最普遍的是用于反雷達的反輻射導彈, 因此反輻射導彈也常常被稱為反雷達導彈,雷達輻射的電磁信號是反雷達導彈的制導信號源。 現在,新型的反輻射導彈都具有下列幾個特點:一是,有記憶裝置或慣性導航裝置,在導彈跟蹤雷達信號飛行一段時間后,即使雷達關機,失去信號,導彈仍能按存儲的數據飛向雷達; 二是, 導引頭的頻率覆蓋范圍擴展到0.8~18GHz,制導精度提高,抗干擾能力增強;三是,除采用被動雷達制導外,還采用紅外制導、電視波和捷聯慣導體制;四是,飛行速度快,一般為2~3 馬赫;五是,提高了導引頭的接收靈敏度,能截獲雷達副瓣信號,因而不但能攻擊火控雷達,也能攻擊預警、引導雷達;六是,導引頭具有自主搜索能力,當丟失目標后,導引頭除進行記憶跟蹤外,還可以過一定時間后擴大視場角,再次搜索。
1.1.2 反輻射無人機
反輻射無人機有幾種發射方式,可以由有人駕駛飛機和直升機從空中發射,也可以采用類似“多管火箭發射系統”那樣的發射設備從地面發射,地面控制站遙控無人機飛向指定的航線上,然后按預編程序飛行,飛至敵方雷達陣地上空后作盤旋飛行,引誘敵方雷達開機,尋的器可以探測、分析和識別敵方雷達信號,在尋的器中可以按一定的優先次序預置幾種威脅雷達參數,一旦尋的器截獲的信號與預置信號比較后被確認為高威脅信號時,反輻射無人機就對該目標雷達進行跟蹤和攻擊。 對于威脅等級低的雷達信號,尋的器可以把它存儲起來并繼續搜索,在確認無威脅等級更高的雷達時才對其繼續攻擊。 若攻擊過程中雷達采用靜默戰術進行對抗,反輻射無人機就拉升起來作盤旋飛行,等待時機再作攻擊。由于無人機帶有戰斗部,即使尋找不到攻擊目標也不作回收,飛行一定時間后或燃料耗盡,在敵方地域上自毀,以免給己方造成損害。反輻射無人機具有下列優點:一是用途廣,它既可以攻擊地空導彈雷達,又可以攻擊警戒雷達、氣象雷達和防空體系中的其它電磁輻射設備;二是生存能力強,由于機身采用復合材料制造,體積又小,所以其有效散射面積很小,雷達不易發現;三是能長時間在敵方陣地上空盤旋飛行,對目標進行偵察和精確定位,選擇攻擊對象,其活動能給敵方造成巨大的心理壓力;四是成本比反輻射導彈低,適宜大量裝備使用,根據國外經驗,威力相當的一架反輻射無人機價格只有反輻射導彈的1/4~1/10。
當前,受反輻射武器威脅最大的是雷達系統,反輻射武器被稱為雷達的“克星”。眾所周知,在現代高技術戰場上雷達面臨著電子干擾、低空突防、反輻射武器攻擊、隱身武器突擊等四種威脅,通常在大規模的空襲中幾乎能同時遇到這四種威脅,使雷達在大規模的國土防空作戰中往往處于十分困難和危險的境地。 尤其是反輻射武器的攻擊,其威脅程度更加嚴峻, 它不僅僅是一般地限制雷達功能的有效發揮,而且能夠徹底摧毀雷達,同時還危及戰勤人員的生命安全,在戰勤人員的心理上造成巨大的壓力,有相當程度的威懾作用,是電子對抗斗爭中非常重要的作戰手段。 作戰中,反輻射摧毀和電子干擾一起形成軟硬一體的作戰能力。
反輻射武器在裝備技術和戰術運用方面, 還在不斷完善和發展,進而威脅空中預警指揮系統和雷達干擾輻射源。正是由于反輻射武器對精密而昂貴的電子信息系統、設備的徹底破壞作用以及由此而產生的對作戰人員在心理上的威懾作用,雖然反輻射武器面世僅僅只有幾十年時間,卻引起各國軍隊的嚴重注意和關切,制定出許多的戰術和技術對抗措施。 目前,對抗反輻射武器攻擊的主要戰術技術措施有以下幾個方面:
2.1.1 超高頻脈沖多普勒雷達告警系統
根據反輻射導彈彈道軌跡的特點, 可采用超高頻脈沖多普勒雷達,通過對多普勒頻率的檢測來發現、截獲、識別ARM 并發出告警。超高頻脈沖多普勒雷達技術是實現ARM 告警的一項有效措施,但還存在一些技術問題有待解決,如測距模糊及識別復雜等。
2.1.2 紅外告警技術
反輻射導彈本身就是一個紅外輻射源, 可以采用紅外技術探測ARM 并發出告警。紅外成像技術近年來發展非常迅速,凝視焦平面陣列技術已日趨成熟, 這為ARM 紅外成像告警技術開辟了廣闊的前景。紅外告警技術抗干擾能力強,但作用距離較近。光電系統還可用來探測發現無人機。
2.1.3 采用長波雷達和毫米波雷達探測
因為當前包括無人機所用的隱身吸收材料和結構材料主要是針對厘米波段的雷達,這樣利用長波雷達和毫米波雷達在近期可用于探測隱身無人機。此外,還可以利用瞬時全向單脈沖雷達告警系統,無線電、聲納、光學和目視監測以及新型對空監視雷達對反輻射武器進行探測與告警。
無論反輻射導彈還是反輻射無人機,都是以被動式雷達導引頭來跟蹤輻射源,從而擊毀輻射源的。被動雷達導引頭采用單脈沖技術,由于客觀條件限制,導引頭天線不能太大;而且為了捕捉目標,其天線波束寬度也不能太窄,一般為60°,這樣,防空雷達只要在及時關機的同時啟動誘餌工作,可引偏反輻射導彈的航向使其失效。
2.2.1 “閃爍”誘餌技術
“閃爍”誘餌是指在雷達附近配置一個誘餌輻射源,在頻域和波形上與雷達相同或相似,而在時域上則利用計算機根據陣地配置及目標位置進行實時調整,使其輻射信號與雷達信號同時到達反輻射導彈導引頭。
2.2.2 兩點源相干干擾誘騙技術
兩點源相干干擾對付單脈沖雷達的原理同樣適用于對抗反輻射武器。 由于反輻射武器天線波束較寬,兩點源之間的距離可以拉得較開,干擾效果比較理想。
2.2.3 非相干多點源誘騙技術
非相干多點源誘騙是指在雷達附近合理配置多個干擾源(可以是噪聲調制干擾, 也可以是脈沖信號), 由雷達控制中心統一指揮順序開、關機,用來誘偏反輻射導彈。
2.3.1 低空、超低空防空導彈武器系統
現代的低空、超低空防空導彈武器系統是一種功能完備,具有獨立作戰能力的防空武器,它能夠攔截除戰術彈道導彈之外的包括無人機在內的各種低空威脅目標。 低空、超低空防空導彈武器系統通常裝有先進的低空搜索雷達,有的還裝有被動搜索系統,可以搜索發現無人機。作為對目標的跟蹤通常采用常規雷達,有的還有毫米波雷達,而且多數系統除雷達跟蹤之外,還配備光電跟蹤(前視紅外、電視)系統,不僅對目標的跟蹤精度高, 而且對導彈的制導采用完善的引導方式,制導準確。因而,低空、超低空防空導彈武器系統可以有效地攔截反輻射無人機。
2.3.2 彈炮結合防空系統
彈炮結合防空系統是當今世界各國普遍重視和裝備的一種防空武器。 現代的彈炮結合防空系統都裝有雷達或光電搜索系統,多數系統為單車式系統,便于機動轉移、快速部署,又可以跟隨部隊隨行掩護,并能在行進中搜索發現目標,用高炮射擊目標,暫停后導彈也可以攔截目標。 因而彈炮結合防空系統適用于部隊行軍、展開和作戰中對抗無人機,同步適用于反偵察監視。 由于彈炮結合防空系統能夠在統一指揮控制下,遠距離用導彈攔截,近距離用火炮射擊,確保對無人機的有效殺傷。
2.3.3 激光武器
激光武器可以憑借大功率的激光輻射直接摧毀反輻射武器,其優點是結構簡單、反應時間短、攻擊速度快、轉移火力快、精度高、抗干擾能力強、效費比高,其缺點是受大氣擾流、光行差等影響較大,在煙霧和塵埃中被大量吸收,另外它輻射時還釋放有毒氣體。 除了上述硬殺傷攔截手段外,還可以采用便攜式導彈、光纖制導導彈、新型高炮、射束武器、截擊機等武器攔截反輻射武器或反輻射武器載機。
2.4.1 米波及毫米波雷達
反輻射導彈均采用四喇叭天線單脈沖導引頭,天線口徑至少應大于半波長,當天線口徑為半波長時,其波瓣寬度約為8O°,定向誤差約為波瓣寬度的1/lO~1/15,這種精度難以對雷達精確定向。 如果雷達跟蹤在米波波段,反輻射武器天線就不可能做得這樣大,而且多路徑效應使導引頭性能成倍下降。 在毫米波波段,由于天線和其它元器件尺寸很小,精密機械加工困難,功率受到限制,加上大氣傳輸損耗大,所以目前的反輻射武器均無法覆蓋此波段。 近年來,由于大功率回旋管的出現,毫米波技術得到了很大的發展,140GHz 以下的元器件已基本齊備,毫米波雷達很有發展前途。
2.4.2 雙(多)基地雷達
雙(多)基地雷達就是將雷達發射機和接收機分別配置在相距一定距離的地方,通常接收機(一個或多個)設在戰區前沿,發射機設在后方。由于接收機靜默,不易受反輻射武器的襲擊,發射機則在反輻射武器的射程之外。 雙(多)基地雷達發射機除設在后方外,還可安裝在飛機、氣球、衛星等空中平臺上,這樣可解決基地間地球曲率的影響,擴大探測區域。
2.4.3 分置式雷達
分置式雷達的發射系統與接收系統分置在數百米范圍內,接收機可以是單個或多個,它們保持靜默,不受反輻射武器的攻擊。發射系統由2~3 部發射機作等功率、同頻、鎖相、同步工作,合成一個波束,因此反輻射武器只能跟蹤它們的等效相位中心,不會擊中它們中的任何一個。此外,還可以采用相控陣雷達、超視距雷達和無源雷達等先進的雷達體制,使反輻射武器難以達到預期的攻擊效果。
建立嚴密高效的防空雷達網, 即根據反輻射導彈尋的跟蹤的特點,將不同波段、不同體制、不同極化方式、不同作用范圍的各種雷達進行科學組網,形成高、中低空和遠、中、近程相結合的防空雷達網,由C3I 系統統一指揮協調。 通過頻域、空域和時域互補,使防空雷達網能從不同方位探測接收反輻射武器反射的電磁波,既使單部雷達遭到摧毀,整個系統仍能正常工作。 同時,網內各雷達交替開機,輪番工作與機動,對反輻射武器構成閃爍電磁環境,使跟蹤方向、頻率、波形混淆,網內同類型雷達相距較近時可同時開機, 使反輻射武器瞄準中心改變,起到互為誘餌的作用,能有效對抗反輻射武器。除了上述對抗技術之外,還可以采用低截獲概率技術、控制輻射、雷達機動與偽裝、系統抗摧毀和提高指揮員、操作員能力等技術或手段,對反輻射武器進行有效的對抗。
摧毀與抗摧毀始終是人類戰爭史上一對交替發展的矛盾,摧毀為的是消滅敵方有生力量,而抗摧毀則是為了保護己方的有生力量不受敵攻擊。在電磁領域,摧毀與抗摧毀已受到世界各國軍隊的普遍重視,各軍事強國都在紛紛發展自己的反輻射武器系統及其對抗措施的研究應用。對于我軍而言,不但要大力發展反輻射武器,更要加強對反輻射武器對抗的戰術和技術研究,在達到保護我軍電子設備和人員安全的基礎上打擊敵方的電子設備和人員。
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