湯永濤, 厲春生, 涂擁軍
(海軍蚌埠士官學校,安徽 蚌埠233012)
反輻射導彈(Anti-Radiation Missile,簡稱ARM)又叫反雷達導彈,是用于對付敵方探測雷達的武器。
自20世紀60年代第一代AGM45“百舌鳥”系列投入實戰使用以來,反輻射導彈一直是雷達系統的主要威脅之一。目前,反輻射導彈已發展到第三代,技術性能越來越先進。美國的“哈姆”(HARM)AGM-88A、“默虹”(Tacit Rainbow)及英國的“阿拉姆”(ALARM)等為新一代反輻射導彈的代表。它們的主要特點:采用復合制導提高導彈抗干擾能力;采用先進的信號處理技術、隱身技術等手段,增強突防能力;拓寬導引頭的工作頻帶,提高導彈的攻擊范圍。反輻射導彈也存在固有缺陷:對目標輻射源的依賴性、超寬頻帶導引頭的靈敏度較低、測角精度有限、抗點源干擾能力差等。
本文結合反輻射導彈的作戰使用過程和作戰方式,研究抗反輻射導彈的基本措施和戰術方法。
反輻射導彈是一種利用敵方輻射源(雷達)輻射的電磁波,發現、跟蹤并摧毀輻射源的導彈。
被動雷達導引引頭是反輻射導彈的探測裝置,它由天線罩、天線、接收機、信息處理機和伺服系統等組成。
被動雷達導引頭接收目標雷達發射的電磁信號后,提取導彈-目標視線與導彈軸線的夾角,該信息轉換成為與導彈兩舵面的控制信號,控制舵面偏轉一定角度,使導彈逐漸對準目標。只要確保角誤差信號趨于零,導彈將飛向目標雷達,并將其摧毀。
反輻射導彈的作戰過程可分為五個階段:
a)載機或其他搭載平臺搜索、引導階段:在導彈發射前,采用各種偵察手段對目標進行搜索,確定目標方位;
b)導彈瞄準發射階段:確定目標方位后,立即向目標方向發射導彈,由導引頭自行探測目標;
c)導彈自由飛行階段:導引頭截獲目標前,導彈按慣性飛行;
d)自動導引攻擊階段:導引頭搜索捕獲目標后,啟動末段自動引導制導方式;
e)引信控制和引爆階段:當導彈鎖定目標后,在特定距離上引信開始工作,并適時引爆戰斗部。
以美國的“哈姆”和英國的“阿拉姆”反輻射導彈為例,分析反輻射導彈的作戰方式。
(1)美國“哈姆”導彈
“哈姆”導彈有三種作戰方式:
a)自我防護方式:它由導彈載機的雷達系統予以實施,探測到信號后,將雷達信號按威脅等級分類,把最具威脅的雷達信號參數裝訂到“哈姆”導彈上,導彈處于待發射狀態,當目標雷達處于反輻射導彈天線方向圖之外時,發射后導彈需轉彎到相應的航向,搜捕目標;
b)隨機攻擊目標方式:將導彈發射到指定區域,導彈自行選擇識別目標,在此方式下,采用位于導彈上的無線電偵察系統,搜索信號,進行分選識別并確定威脅等級,并實施攻擊,這一模式受到反輻射導彈天線方向搜索扇形區的限制,攻擊區域小于第一種作戰方式;
c)預編程攻擊方式:導彈發射前載機已查明待攻擊目標及其位置,導彈發射后,按預定彈道飛行,當導彈飛到最高位置時,導引頭開機,安裝在導彈上的無線電偵察系統進行搜索與篩選,選出預定目標,實施攻擊。
(2)英國“阿拉姆”導彈
“阿拉姆”導彈有兩種作戰方式:
a)自主搜索方式:在目標雷達視距內,朝目標雷達方向發射導彈,由雷達引導頭自主搜索識別、選擇目標,實施攻擊;
b)預先機動方式:反輻射導彈載機位于低空時,在目標視距范圍外發射導彈,導彈發射后,爬升高到約12km 高度,以增大探測距離,此后打開降落傘,在導彈緩慢下降的過程中,導引頭搜捕目標雷達的輻射,進行分選識別,確定打擊次序,選定攻擊對象;搜索到目標雷達后,導彈與降落傘分離,并啟動發動機,導彈向目標雷達飛行;在彈道末段,導彈的軌跡基本上是垂直的,可減小由地物反射造成的制導誤差。
針對反輻射導彈作戰過程與作戰方式,為有效對抗反輻射導彈,可以采用以下四種基本措施。
(1)防偵察
反輻射導彈對目標進行打擊之前,必須首先對目標進行周密的偵察,以確定目標信息。因此,要加強目標的隱蔽性,使敵方不能確認目標雷達的基本信息。
一般有以下幾種方法:
a)增大雷達的電磁隱蔽性,即從結構、時間、空間、能量、極化、頻率等方面提高雷達輻射的隱蔽性;
b)在反輻射導彈運行期間,隨機改變目標雷達參數;
c)采用接收機和發射機在空間分散布局的雷達,也可采用彎曲波導或電纜使輻射天線離開雷達;
d)采用吸收涂層的辦法降低電磁散射,降低雷達天線方向圖旁瓣和后瓣能級、減少雷達頻帶外輻射。
(2)設置干擾
破壞反輻射導彈被動雷達導引頭的正常工作狀態,使其丟失目標,可采用以下手段:
a)利用輔助輻射源(假目標)與雷達協同作業;
b)對反輻射導彈的被動雷達導引頭實施有源干擾,如雙頻干擾、中頻調制干擾等。
(3)毀傷或摧毀戰斗部
采用硬火力對導彈或載彈平臺進行殺傷,主要方法有:
a)用防空導彈、高射炮、戰斗機等截擊兵器,摧毀載彈平臺或反輻射導彈;
b)激光和反輻射武器摧毀載彈平臺或反輻射導彈;
c)在目標雷達的安全距離以外,提前引爆反輻射導彈的戰斗部。
(4)目標防護或偽裝隱身
可以由以下方式實現:
a)在目標雷達和反輻射導彈之間制造專用介質,使電磁能量傳播條件惡化;
b)采用復合體制,如雷達系統、紅外系統、電視系統、激光系統的綜合應用等。
(1)采用先進的反輻射導彈雷達告警系統
1)超高頻脈沖多普勒雷達告警系統
反輻射導彈從載機直接飛向目標雷達,且徑向速度快,可采用超高頻脈沖多普勒雷達,通過檢測多普勒頻,發現、截獲、識別反輻射導彈,并發出告警。
例如,美國為AN/TPS-75 雷達專門研制了AN/TPQ-44超高頻脈沖多普勒雷達反輻射導彈告警系統。系統工作在超高頻波段,具有速度鑒別和目標識別能力,作用距離達46km 以上,能1min預警時間,并能自動斷開AN/TPS-75雷達的觸發器,啟動誘騙系統或發射曳光彈。
2)瞬時全向單脈沖雷達告警系統
瞬時全向單脈沖雷達告警系統可瞬時完成反輻射導彈粗略測向及距離、速度分辨任務。系統采用四天線接收和比幅測向系統。天線的軸線及波束交點到原點的連線把360°分成八個方位區域,每個區域45°。信號到達角的精確值由相鄰信道信號幅度的比值確定。每個信道都有高放和窄帶濾波器,以消除干擾并提高靈敏度。采用對數放大使幅度比變為減法運算,運算結果(方向信息)送到A/D 變換器進行量化、編碼,然后送入數字信息處理器。系統的收發天線分置,解決了隔離問題。
(2)合理利用多用途雷達對抗反輻射導彈
1)采用米波及毫米波雷達
米波在抗反輻射導彈上的優勢,不僅是因為其波長使反輻射導彈難以安裝精密定向天線,而且由于米波雷達受地面反射多徑效應的影響,視場中心偏離天線,使反輻射導彈產生瞄準誤差。
目前,反輻射導彈還無法覆蓋毫米波波段,對毫米波雷達尚未構成威脅。英國的長劍導彈系統配備了35GHz的DN181盲射跟蹤/制導雷達用于對付反輻射導彈。
2)采用雙(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設在相距很遠的地方。通常接收機設在戰區前沿,發射機設在后方。接收機是無源系統,不受反輻射導彈攻擊,可有效對抗反輻射導彈。
3)低截獲概率雷達
所謂低截獲概率就是設法使雷達信號不被敵方截獲。通常采用頻率捷變、擴頻、脈沖波形參數隨機變化等措施。雷達發射信號頻率和參數的隨機變化,使反輻射導彈難以有效探測。
(3)采用光電告警系統
1)紅外告警
目前,紅外告警設備具有全方位告警能力,可完成對大批目標的搜索、跟蹤和定位,引導干擾系統和硬殺傷武器工作。由于采用了大面積陣列的區域凝視技術,目標的分辨率最高可達微弧量級,告警距離可達10km~20km。如美國和加拿大聯合研制的AN/SAR-8紅外搜索與跟蹤系統,用于補償艦載雷達警戒系統的功能,可確保探測來襲導彈。
2)紫外告警
紫外告警是利用“太陽光譜盲區”(220nm~280nm)的紫外波段來探測導彈的火焰與尾焰,能在微弱的背景下探測出導彈,為反輻射導彈逼近告警提供了一種極其有效的手段。同紅外告警相比,紫外告警具有虛警低、不需低溫冷卻、不掃描、告警器體積小、重量輕等優點。目前,研制的第二代導彈逼近紫外告警系統,以多元或面陣器件為核心探測器,角分辨率高,探測能力強,可對導彈進行分類識別。
3)激光告警
同雷達偵察告警相比,激光告警具有更高的分辨率、更遠的作用距離和良好的抗電磁干擾能力,是反輻射導彈告警的重要技術手段。
(4)利用有效的干擾技術
1)有源誘偏誘餌
在雷達周圍一定距離,設置有源假目標以引偏反輻射導彈。可用兩點非相干源,其誘餌輻射源的工作頻率、發射波形、脈沖定時及掃描特征等與雷達發射機完全一致;或采用相干兩點源,使誘餌輻射源輻射信號與雷達輻射信號構成一定的相位關系,使真假輻射信號到達反輻射導彈導引頭后,使反輻射導彈導引頭跟蹤兩源的功率重心或跟蹤兩點源連線之外的某一點,實現誘偏。
2)偶極子云無源干擾
為了干擾反輻射導彈,可使用偶極子反射體,同時可使用假的轉換輻射器。在這種情況下,偶極子云的距離最遠不超過反輻射導彈接收機距離選通脈沖的寬度,最近不小于反輻射導彈戰斗部的殺傷范圍。可根據反輻射導彈的飛行軌跡直接在雷達上空設置偶極子云,偶極子云的存在時間很短,需要專用的發射裝置。
3)采用專用的屏蔽介質
采用煙幕、氣溶膠及其它屏蔽介質投放在雷達與反輻射導彈之間破壞電磁傳播條件,使反輻射導彈的導引誤差加大,丟失目標。
(5)采用硬武器攔截
1)密集陣火炮攔截
密集陣火炮是一種近距離攔截導彈的防空手段,也是攔截反輻射導彈的有效方法。如美海軍“費蘭克斯”近距武器系統,安裝在牽引車上,系統由脈沖多普勒雷達、20 mm 機炮和控制臺等組成,可自動執行目標搜索、截獲、跟蹤、威脅評估和目標測距、測速、測角等功能,機炮射速為3 000 發/秒。
2)激光武器攔截反輻射導彈
激光武器是定向能武器的一種,通過激光在極短的時間內將能量集中到一定距離的目標上,瞬時損壞或摧毀目標。若反輻射導彈具有激光近炸引信等光電裝置,可對抗電子干擾,但采用超前發射的高頻率激光脈沖可提前觸發其引信,使其在到達攻擊目標前被引爆。
3)微波武器攔截
反輻射導彈是利用雷達輻射的電磁信號作為制導信號對雷達進行攻擊的。高功率微波武器發射的微波信號雖然是反輻射導彈理想的引導信號,但由于微波功率極高,導引頭中的微電子設備就會被破壞或被燒毀,使其無法對輻射源進行跟蹤而失效。此外,超高功率還能迅速觸發反輻射導彈的引信或彈藥,使其提前爆炸。
4)電磁脈沖彈攔截
電磁脈沖彈通過爆炸在很短的時間內產生強度高達50 000V/m 的電磁脈沖,通過天線、動力線、電訊線路、金屬管道或設備縫隙等進入反輻射導彈中,引起未加防護的電子元件、電路、電子開關、控制電路、監視系統等失效或嚴重損壞,從而破壞反輻射導彈正常工作。
5)粒子束武器防御反輻射導彈
粒子束武器就是通過使用粒子加速器對電子、質子、中子等基本粒子進行加速,以接近光速發射出去,當它擊中目標后,其動能就在目標上轉換成熱能或電磁能,使目標熔化,同時產生X 射線破壞目標的電子元件。例如美國研制的Chare Haritige艦載射束武器系統,能在0.5km 處引爆導彈戰斗部,而破壞彈載電子設備的距離為4.6km,發射速度為6次/秒,系統重量為100t。
(1)加強雷達操作員抗反輻射導彈的訓練
平時注意加強抗反輻射導彈的訓練,提高雷達操作員的戰術、技術水平和反應速度,及時、準確地發現反輻射導彈的載機和導彈的發射,以便及早采取措施。
(2)雷達技術參數的隱蔽
平時嚴格控制發射頻率的啟用,力求縮短開機時間,提高隱蔽性。盡可能利用信息來源對目標進行靜默跟蹤。在研制雷達時對雷達的頻率、波形、脈寬、脈沖重頻等均應有兩種以上的模式,只有在必要時才使用隱蔽參數,以增加敵人偵察和識別判斷的困難。
(3)建立雷達備份陣地,對陣地進行隱蔽和偽裝
在使用反輻射導彈進行攻擊前,往往要對雷達陣地進行偵察,獲得陣地部署情報后再進行攻擊,在很多情況下及時轉移陣地就可能避免受到攻擊。所以對能轉移的雷達都應設立備份陣地,以便及時轉移。
設置兩套天線,在發現反輻射導彈時立即停止向雷達天線饋電,改向另一套天線饋電,引導導彈偏離方向,保護主雷達和操作員。修好地下防轟炸工事,主機和人員進入坑道。用報廢的舊雷達天線進行偽裝和欺騙,或采用偽裝技術,以對付采用電視末制導的反輻射導彈。
(4)輻射控制
控制輻射的基本方法:
a)間歇輻射或閃爍輻射,輻射源停止時間大于工作時間幾倍,使反輻射導彈難于保持跟蹤,美國“愛國者”防空導彈系統中的AN/MPQ-53相控陣雷達就具有抗反輻射導彈的發射控制系統,而且能按需要控制發射能量的大小;
b)使雷達對某些方位不輻射或有幾個“寂靜扇區”,歐美近年生產的三坐標雷達幾乎都這種有控制功能;
c)緊急關機,在發現反輻射導彈來襲后,雷達立即停止工作;
d)突然開機,一個防空火力群中只指定一部雷達開機,截獲和跟蹤目標,其余各火力單元的雷達接收指揮中心傳送來的目標航跡參數,靜默跟蹤目標,待目標進入火力范圍時突然開機并快速引導火力攻擊目標。
(5)抑制和屏蔽紅外和寄生電磁波
對雷達站尤其是電站、發動機等進行熱屏蔽,降低其紅外特征,以對付具有紅外制導的反輻射導彈;采用偽裝或迷彩色調,降低對比度,以對付具有電視制導的反輻射導彈;抑制或屏蔽無意電磁波(即寄生電磁輻射),對電機或易產生火花的設備采取電磁屏蔽措施,避免被敵方偵測。
(6)多種探測系統配合
發現反輻射導彈攻擊時,雷達停止工作,利用可見光、紅外線、激光對目標進行跟蹤。如瑞典的9LV200系統、美國的ADATS 系統具有電視跟蹤、紅外測角與激光測距能力。
(7)合理部署雷達站
合理部署雷達站,各站間應協同配合,交替開機、關機,對反輻射導彈起到閃爍干擾作用。
隨著反輻射導彈技術的發展,現代戰爭中抗ARM 越來越困難,新一代的ARM 已采用毫米波、紅外、激光、電視等多種制導方式,有的還裝備了先進的GPS接收機,不僅覆蓋頻段不斷擴展,而且具有一定的巡航能力。
因此,抗反輻射導彈的技術也必將由單一對抗技術向綜合對抗技術發展,研究如何對抗復合制導體制的反輻射導彈技術越發顯得刻不容緩。
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