反空襲作戰中防空雷達的主要威脅及其對抗措施*

2016-01-06 07:57:12李錦軍汪海銳厲春生

艦船電子工程 2016年2期

李錦軍　汪海銳　厲春生

(海軍蚌埠士官學?！“霾骸?33012)

李錦軍汪海銳厲春生

(海軍蚌埠士官學校蚌埠233012)

摘要反輻射武器已經成為未來反空襲作戰中防空雷達的主要威脅。文章基于對反輻射武器局限性的分析,從雷達技術體制和戰術使用等方面著手,重點研究了防空雷達對抗反輻射武器的方法及措施。

關鍵詞反空襲; 防空雷達; 反輻射武器; 對抗措施

Main Threat and Antagonize Measures of Air Defense Radar in the Anti-air Attack Campaign

LI JinjunWANG HairuiLI Chunsheng

(Naval Bengbu Sergeant’s School, Bengbu233012)

AbstractAnti-radiation weapon has become a major threat to air defense radar in the anti-air attack campaign. Based on the analysis on the limitations of anti-radiation weapon, starting from the aspects of radar system technically structure and tactical use, the paper researches the method and measures to antagonize anti-radiation weapon.

Key Wordsanti-air attack, air defense radar, anti-radiation weapon, countermeasure

Class NumberTN951

1引言

未來戰爭中,高技術空襲武器增大了敵選擇空襲手段的自由度,空襲行動時間大為縮短,面對大規模、高強度、多手段的空襲,防空作戰的任務將十分艱巨,反空襲將貫穿作戰的全過程[1]。防空雷達作為反空襲作戰的“先知”,無疑成為敵攻擊的首要目標,研究反空襲作戰中防空雷達的主要威脅及其對抗措施,已成為奪取戰爭主動權的重要課題。

2反輻射武器是反空襲作戰中防空雷達的主要威脅

現代防空武器系統中,防空雷達的地位至關重要,一旦被攻擊損壞,系統將無法正常工作,也就失去了其防御、制導、定位等相應的能力,整個防空系統將受到嚴重影響。反輻射武器是對防空雷達硬殺傷最有效的武器之一,它利用雷達的電磁輻射能等實現自動發現、跟蹤并摧毀目標的武器系統。從越南戰爭中美軍首次使用“百舌鳥”反輻射導彈攻擊高炮陣地和SA-2地空導彈陣地開始,反輻射武器的大量使用已對防空系統中的雷達構成嚴重威脅。

3反輻射武器的性能和特點分析

3.1反輻射武器的類型

反輻射武器主要包括反輻射導彈、反輻射無人機和反輻射炸彈,其中以反輻射導彈為主。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(雷達)的導彈。反輻射無人機是在無人機上安裝被動導引頭和引信戰斗部,利用敵方雷達發射的電磁信號發現、跟蹤直至摧毀雷達的無人機系統。反輻射炸彈是在炸彈上安裝可控制的彈翼和被動導引頭,導引頭輸出雷達信號角度信息,控制彈翼偏轉,引導炸彈飛向目標[2]。

3.2反輻射武器的主要特點

以反輻射導彈為代表的反輻射武器已經經歷了三個時期的發展[3]。與早期的反輻射武器相比,新一代反輻射武器在性能上有了很大提高,其特點有:

1) 采用雷達被動尋的、電視、慣導、GPS或紅外相結合的復合制導方式,大大提高了反雷達關機和抗干擾能力。

2) 采用寬頻帶被動雷達和紅外尋的(或激光、電視等)雙模導引頭,大大擴展了頻譜范圍。

3) 采用高靈敏的接收技術,導引頭靈敏度大幅度提高,不但能從主瓣方向截獲跟蹤信號,也能從副瓣和尾瓣方向截獲跟蹤信號。

4) 采用隨機編程控制,自動化程度更高,速度更快,射程更遠,使雷達沒有充足的時間采取相應的對抗措施。

5) 具有信號分選和目標選擇能力,采用門陣列(MPGA)高速數字處理器和相應軟件,實現了在復雜電磁環境中信號分選與單一目標選擇。

6) 作戰使用靈活,彈上預裝已知雷達信號特性預編程序,具有自主截獲跟蹤目標的能力。同時,彈道控制軟件可使載機不必對準目標即可實施全方位攻擊,從而實現了自主、隨機、預編程作戰方式和導彈發射后不管能力。

7) 具有多種作戰方式,適應性更強,打擊范圍更廣,能更有效地對付連續波、頻率捷變和脈沖壓縮等新體制雷達。

8) 隱身性能良好,采用無煙火箭發動機和隱身技術,以降低紅外特征和減小雷達截面積,不易遭受地空和空空導彈的攔截[4]。

3.3反輻射武器的主要局限性

要有效對抗反輻射武器,必須首先找出反輻射武器存在的弱點,根據這些弱點采取相應的對抗措施。盡管反輻射武器性能優越,但也存在以下局限性:

1) 對目標輻射源的依賴性強,反輻射武器是通過射頻導引頭接收雷達各種調制樣式的信號,所接收信號未知,當沒有信號時反輻射武器將失去引導,只能靠記憶位置進行攻擊,如果雷達采取機動措施,反輻射武器將失效。

2) 超寬頻帶導引頭的靈敏度、測角精度受到限制,導引頭的靈敏度、動態范圍、測角精度三方面之間在設計時存在固有矛盾。在滿足寬頻帶要求下,反輻射武器的靈敏度會受到限制,分辨角大,抗兩點源干擾的能力差,若在目標雷達周圍部署一定數量的有源誘餌,反輻射武器很難區分真假目標。

3) 受體積限制,導引頭天線孔徑小,對于工作在較低頻率的雷達難以實現精確定位,且戰斗部裝藥少,威力小,難以摧毀具有堅固防護措施的雷達[5]。

4) 反輻射武器本身是一個強的紅外輻射源,同時發射、飛行(通常為俯沖攻擊)和自身雷達回波有明顯的信息特性。通常的運動規律是在離開載機后向目標連續的徑向移動,分析其特征,可以較快地將反輻射武器與其它目標區別開來,從而采取對抗措施。

5) 反輻射導彈的載機首先要偵察到雷達的頻率,然后對反輻射導彈的導引頭進行頻率引導,截獲信號后,再發射反輻射導彈。發射后,其導引頭接收機還必須對輻射源(如捷變頻雷達等)的頻率進行跟蹤[6]。

4反空襲作戰中防空雷達對抗反輻射武器的措施

從總體上看,目前防空雷達抗反輻射武器的能力較低,大部分在抗反輻射武器的技術上還基本上是一個空白。隨著反雷達技術的迅速發展,防空雷達面臨反輻射武器的威脅將更為嚴重。防空作戰中,應針對反輻射武器的特點和局限性,從雷達體制和技術,以及戰術使用上研究相應的對策,以適應未來反空襲作戰的需要。

4.1對抗反輻射武器的技術措施

4.1.1雷達聯網技術

對抗反輻射武器的首要問題是盡早發現目標。通過現代化的指揮信息系統將布置在某一地區各種波段的搜索、跟蹤和制導雷達聯接成網,就可達到情報資源共享。同時,利用反輻射武器被動雷達導引頭的分辨角比較大、測角精度比較低、易受兩點源(多點源)干擾的弱點,通過交替開機或合理分配目標,協同作戰,揚長避短,使跟蹤方向、頻率、波形混淆,從而大大減少受反輻射武器攻擊的概率;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。

4.1.2雷達分布技術

1) 采用雙(多)基地雷達體制?？梢匝b備雙(多)基地雷達,或者依托多部同型雷達實現多基地雷達的使用效果。將發射機與接收機以很大距離分別部署在不同的區域,可以把發射機設在離前線幾十萬米的后方,把無源接收機部署在離前線10km～20km的地方。在這種情況下,雙(多)基地雷達發射機離戰斗地區足夠遠,所以反輻射武器對其威脅不大,加之它的接收機是無源的,反輻射武器無法檢測到它而不能攻擊它。

2) 采用分置式雷達體制。分置式雷達的發射系統和接收系統可分置在數百米范圍內的不同位置,發射系統包括兩部或三部發射機以同步、同頻和相等的功率工作,并合成一個波束向外發射信號,反輻射武器只能跟蹤它的等效相位中心,不會對發射機造成威脅,若能有條件將防空雷達進行技術改造,升級為分置式體制,將大幅度提高雷達抗反輻射武器的能力。

3) 發展無源防空雷達。無源防空雷達自身不發射任何電磁波,通過接收和處理空中目標的電磁輻射信號,完成對目標的定位、跟蹤和識別等作戰任務。因而使反輻射武器失去了引導的媒介,不能利用電磁信號對無源防空雷達進行捕捉、跟蹤和攻擊。在現代防空體系中,無源防空雷達和有源雷達的有機結合,可以明顯提高對空警戒偵察的情報質量和電子防御能力[7]。

4) 研制分布式有源相控陣雷達。這種雷達將若干個子陣分置在彼此相距較遠的不同位置上,使敵方偵察接收機無法精確測定雷達發射源子陣的方位,無法準確跟蹤多個子陣輻射源,反輻射武器很難擊中雷達,即使擊中個別子陣,整個雷達系統仍能正常工作。

4.1.3低截獲概率技術

設法使雷達信號不被截獲,就可使雷達免受反輻射武器的破壞,這就是研究低截獲概率(LPI)雷達的目的。LPI雷達力圖通過許多綜合的手段避免被發現。

1) 采用寬頻帶自適應頻率捷變技術。對抗反輻射武器的自適應頻率捷變是由隨機碼控制,隨機工作于跳頻或頻率捷變的工作狀態。對這樣的雷達,現有的反輻射武器截獲接收機在短時間內很難測得捷變頻的中心頻率和自適應的規律,不能在短時間內對雷達信號進行分選和識別。

2) 提高天線增益。采用窄波束和超低副瓣天線,使反輻射武器難以從旁瓣輻射能量截獲和跟蹤雷達信號。雷達發射機主瓣采用窄波束,可減少截獲接收機處于主瓣內的概率。同時對波束進行電控,有效的實現功率的方位控制,以便在需要測量目標特性時進行輻射,并把發射功率控制在低峰值功率水平上,使反輻射武器難以跟蹤和捕獲主瓣。為了防止反輻射武器從旁瓣進入,發射機應盡量壓低天線旁瓣。目前,采用旁瓣對消和自適應零點控制技術可得到-50dB以下的旁瓣,并可在特定方向產生輻射零點[8]。

3) 利用擴譜波形,脈沖壓縮和相干積累獲得高處理增益。高處理增益是LPI雷達的技術標志,為提高處理增益,雷達發射機可采用線性調頻或調相、偽隨機序列調制等方式擴展信號帶寬,產生擴譜波形。接收機可采用匹配濾波器進行脈沖壓縮,獲得高峰值的窄脈沖信號。另外,雷達接收機對N個脈沖進行相干積累,可使處理增益提高N倍。

4) 雷達信號參數隨機化。采用使雷達信號參數隨機化的方法,如隨機變化脈寬、載頻、脈沖重復頻率、天線指向與極化形式等全部參數,使反輻射武器截獲接收機即使能探測到雷達輻射信號也很難識別,或識別變得更為復雜,成本更高。

4.2對抗反輻射武器的戰術措施

4.2.1針對反輻射武器的本身特性,進行預先告警

1) 根據反輻射武器的彈道軌跡,利用脈沖多普勒雷達實現預警。由于反輻射武器飛行速度大都比一般空中目標要快得多,且通常做俯沖攻擊,其離開載機后向目標做連續徑向運動,根據反輻射武器的彈道軌跡的特點,可采取超高速脈沖多普勒雷達,通過對多普勒頻率的檢測來發現、識別反輻射武器,并發出告警。

2) 根據反輻射武器的發射定向方式,利用單脈沖雷達告警系統實現預警。反輻射導彈為了實現精確定向,一般采用四個雙臂平面螺旋天線或曲折臂天線的單脈沖導引頭,根據這一特點,利用單脈沖雷達告警系統可瞬時完成對反輻射導彈粗略測向及距離、速度分辨任務。

3) 采用紅外技術進行紅外告警。利用反輻射武器本身就是一個強的紅外輻射源,可以采用紅外技術探測反輻射武器并發出告警。

4.2.2針對反輻射武器的制導方式,實施干擾欺騙

1) 采用多源干擾,降低反輻射武器的命中概率。針對敵反輻射導彈采取多種制導方式和有記憶功能的特性,可采取多源(紅外源、雷達干擾源、通信干擾源、GPS干擾源等)干擾的辦法,破壞其制導功能和記憶電路的功能,降低其命中率;還可以將雷達主體部分與天線部分分開配置,使各天線交替工作,構成“閃電狀”電磁環境,以此產生有效的多源干擾,降低導彈的命中精度[9]。

2) 設置雷達誘餌,誘騙反輻射武器。當前對付反輻射武器的誘餌主要有三種:先進的制式干擾誘餌,利用廢舊雷達充當誘餌,以及現役雷達采用同頻接力的方法設置誘餌。在距雷達一定距離的位置分置一個或多個與雷達發射特性相同的制式干擾誘餌,并保持與雷達工作的同步、同頻和全相參,當反輻射武器來襲時,由雷達指揮中心統一控制開關機、發射信號,采用“閃爍”誘偏、相干兩點源干擾誘偏和非相干多點源干擾誘偏等方式,使反輻射武器無法跟蹤或者無法正確跟蹤雷達的信號,使其失去作戰效能。利用廢舊雷達誘餌,是將其放在作戰雷達一側適當距離的假陣地上,模擬防空雷達的電磁輻射特征,用假信號引誘敵反輻射武器,誘其偏離預定的目標,以達到欺騙的目的。采用同頻雷達接力的方法設置誘餌,就是利用多部雷達交替接力工作,使反輻射武器難以保持對一固定雷達信號的跟蹤而不能命中雷達[10]。

3) 干擾反輻射導彈引信工作。反輻射導彈一般都具有近炸引信,因此,可在戰場附近設置引信干擾設備,使反輻射導彈在未到達陣地之前就在空中引爆。

4.2.3針對反輻射武器的殺傷威力,采取防護措施

1) 合理選擇與配置陣地。陣地應盡可能選在頂部面積小,坡度較陡的小山頂后面。在不影響協同和火力的前提下適當加大掩體之間的間隔,防止一枚導彈同時毀傷兩部雷達。同時,要加強陣地的偽裝防護,有條件時還應建設隱蔽陣地及構筑假陣地,以期達到保護雷達陣地的目的。

2) 加強掩體構筑。對大型雷達,可修建升降式防護工程,對中、小型雷達,可修建地下或半地下雷達油機室、指揮室。若無條件,可在其陣地周圍構筑防護圍墻。

3) 建立永固雷達陣地。對于需重點保護的固定場所(如大堤、橋梁等),建立永固的雷達陣地,地下放置主機系統,地面上建立若干雷達天線,遭受反輻射武器攻擊時,即使一付天線受損,也可迅速啟用另一付天線。

4.2.4針對反輻射武器的使用特點,實施火力攔截

1) 采取誘敵深入的“近快戰法”,力爭消滅載機。針對敵偵察引誘戰術,采取“近快戰法”。敵攻擊時的典型戰術手段是佯動機編隊引誘防空雷達開機,而載彈機從低空、超低空飛向目標區,按機載導航系統的數據,在短時間內進入需要攻擊的雷達波束,當導引尋的頭接觸雷達波束時,立即發射,導彈沿雷達波束自動飛向目標,然后載機降低高度返航。因此,防空雷達在戰斗中,遠距離開機做好搜索目標的準備,但不加高壓,待載機接近火力范圍時,雷達突然加高壓,迅速捕住目標,最大限度縮短跟蹤距離,給敵機突然猛烈的打擊,先敵投射前開火,將其擊落或迫敵放棄投射。

2) 派出機動分隊前沿設伏。戰區能見度較好時,組織部分機動分隊到主要作戰方向前沿實施機動設伏。機動分隊加強防護和偽裝,盡早發現敵人低空、超低空飛行的載彈機,力爭給敵導彈載機突然猛烈的炮火打擊,殲敵載機于發射導彈之前。

3) 設置定向空中雷場。在防空雷達站附近的主要來襲方向上布設針對反輻射武器設計的空中定向飄雷,當反輻射武器距空中飄雷一定距離時,可立即觸發,飄雷即向來襲方向定向爆炸,以摧毀反輻射武器。

4) 電子干擾和火力摧毀相結合使用。當反輻射導彈的載機或無人機在目標附近空域盤旋、對雷達進行定位瞄準時,可使用對空電子干擾設備,對導彈載機及無人機主動進行電子干擾,當發現反輻射導彈、無人機臨近防空兵陣地時,使用反應迅速、炮彈射速高、射彈面寬、命中概率大的火力實施射擊,力求在陣地上空構成密集火力網。電子干擾和火力摧毀必須很好地結合起來,靈活實施,緊密配合,才可能達到較好的效果。

5結語

使用反輻射武器已成為未來空襲作戰的主要手段之一,未來反空襲作戰中防空雷達將面臨嚴峻的考驗。因此,研究對抗反輻射武器的方法措施已成為保證防空雷達戰斗力和生存能力的重要課題,只要能立足現有裝備,不斷改進防空雷達的技術體制,采取更加靈活的戰略戰術,防空雷達抗反輻射武器必將取得積極效果。

參考文獻

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