发信人: haoke()
整理人: (2000-07-16 16:15:52), 站内信件
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1.前言
从50年代末美国开始研究乌鸦座反辐射导弹开始,至今反辐射武器技术的发展已 有30多年历史。其发展历程大致可分为如下几个阶段:第一代反辐射导弹以国外 60年代装备部队的反辐射导弹,如美国的“百舌鸟”AGM-45A/B和“标准”AGM-7 8,法国的“玛特尔”和前苏联的“鲑鱼”AS-5为代表。其特点是:导引头只能对 准一个较窄的频段,射程较短,速度低,因而性能较差,无法对抗雷达关机,命 中率较低。
第二代反辐射导弹以70年代装备部队的反辐射导弹,如美国“百舌鸟”和“标准 ”反辐射导弹的改进型以及前苏联的“王鱼”AS-6为代表。与第一代反辐射导弹 相比,其战术性能有所提高,射程远、速度高、威力大、频带宽,并具有记忆能 力,但体积与重量都比较大。第三代反辐射导弹于80年代装备部队。这一代反辐 射导弹有美国的“哈姆”AGM-88A/B/C、英国的“阿拉姆”、法国的“阿玛特”和 前苏联的“海峡”AS-9、“凯尔勒”AS-11等。其中以美国的“哈姆”反辐射导弹 为代表型号。其主要特点是:导引头频带宽、灵敏度高,采用复合制导、射程远 、速度快、战术使用灵活。
新研制的反辐射导弹,如美国研制的“默虹”AGM-136、北约的“斯拉姆”、俄罗 斯的AS-17以及以色列的“星”-1和德国的ARAMIS反辐射武器系统等,采用毫米波 技术、其覆盖频段将大为扩展,具有远距离发射,自主搜索和锁定目标及巡逻能 力,而且可截获多种体制的雷达信号。
2.反辐射武器的工作原理
反辐射武器的工作可分为电子侦察、武器发射、自动跟踪和武器引爆四个阶段。 在这里我们主要研
究电子侦察和自动跟踪原理部分。
2.1无源定位系统的分析
电子侦察中的无源定位系统是对目标雷达信号参数的获取。通过预先编程和机载 侦察系统引导来完成。预先编程是在载机起飞前,借助于便携式程序装置(数据库 )将优先的目标类型和优先的攻击方式存入导弹存储器中,必要时也可以在飞行中 改变。载机上必须备有高精度机载探测系统。它可以精测目标雷达的方位角、载 频、脉宽、重频等参数。并可以判断威胁等级,选定要攻击的目标。通过导弹控 制板调定导引头所要截获跟踪的目标。利用远程预警机的侦察系统,在远离敌方 防空导弹阵地的空中,侦察目标的位置和性能参数,判别威胁程度,并把数据传 送给反辐射导弹的载机,由载机上的接收系统调定反辐射导弹的导引头所截获跟 踪的目标雷达,并引导导弹发射。导弹可按预编写程序或搜索识别随机工作方式 自动探测、判别、评定、选择攻击目标。
以美国的“哈姆”反辐射导弹武器系统为例。“哈姆”导弹的无源定位系统是装 配在“狂风”ECR(电子战及侦察)型飞机上的。机上设置的电子支援设施可实施侦 察,无源定位系统实施对目标的精确方位,还能识别和显示敌人的雷达辐射源。 所设置的红外成象系统可用于全天候(包括夜间)的侦察,其操作数据口还能将截 获的实时侦察数据送给随机的飞机或地面控制中心;前视红外雷达能够使飞机在 恶劣的气象条件下和夜间实施低空隐蔽飞行;先进的显示设备和大容量的计算机 可允许操纵人员有相对比较充裕的时间作出战术决定。
机上的辐射源无源定位系统可显示操作的全部信息。在操作过程中,目标一经确 定,系统自动将目标参数送至哈姆导弹,并同时将参数自动存储,还将此参数通 告随行的飞机。ECR机中的数据链可以在UHF/VHF和HFs三种频段范围内工作,不断 地将近似实时侦察信息送至随行飞机和地面指挥中心。数据接口能将数字信号与 模拟信号相互转换;机上的前视红外雷达能在夜间和气候恶劣的条件下提供导航 信息、侦察和威胁信息,从而提高了武器的隐蔽性和突防攻击能力。它的红外成 象系统能够对某一区域或某一点位置进行侦察,并能将侦察过程中所记录的图象 以近似实时的速度显示在操作屏幕上。操作人员对图象完成评估后,其结果可通 过数据链向地面指挥中心和随行飞机提供侦察报告,图象的记录媒体是采用高分 辨率的干式银盐胶片,它在摄取目标后数秒中内即可将图象非常清晰地显示出来 。
辐射源无源定位系统是一高截获率系统,可对敌辐射源进行探测、识别和定位。 该系统为多信频程,覆盖RF频域,并设有干涉仪天线阵,装有信道化接收机和17 50A多数字处理机,因而可实现精确测向和无源测距,并能实现多倍频程工作。该 系统几乎覆盖了全部的地空和空空导弹威胁频率,它通过MIL/STD-1553B数据总线 将系统截获的数据送至操作员观测的战术显示屏上。
该系统不仅能够监视电磁频率的动态,还可以对被截获的信息进行识别、分选和 定位,以配合反辐射武器的军事行动。因而机载无源定位系统在对敌人辐射源的 信号处理中,能够实现搜索、截获和定位,并同时实现信息的记录和对参量分析 的功能。该系统中的分析接收机采用了信道化器件,信道化接收机不仅具有超外 差接收机的灵敏度和频率范围,而且还具备能实现瞬时测频的截获频率。因而倍 受青睐,而且被越来越广泛地应用在密集脉冲环境的态势中,以实现精确测频信 道化接收机利用数个并联窄带接收机来同时实现窄带和宽带工作。这样就具有很 高的瞬时动态范围,以便允许接收系统正确测量多种信号。
这种接收机结构中的处迟线可以实现在调谐情况下对外来信号的接收和测量,并 移交窄带接收机,进一步分析和进行脉冲测量。信道化接收机提供了窄带瞬时带 宽内高质量的、连续的信号选择性能,这是由于其内部有许多并行的SAN滤波器组 ,从而形成了多信道。在对敌人辐射信号搜索过程中,数据中心处理器可以确立 一个初始调谐条件,之后,系统就可以自动对每一个频段分辨进行扫描。一旦捕 捉到信号,即停止对频率的扫描而转入对信号信息的特征分析过程。这些信息包 括脉宽频率、方位和扫描频率。
上述特性分析接收后,就将其结果数据与预先装订的存储参数进行比较,以识别 辐射源,并将结果送至战术显示器,由操作员对威胁做出评估,并选择对抗措施 。以被系统定位的威胁也能够通过操作数据口送至随机的飞机。这一过程是由一 可编程的扫描程序来实现的,该程序的使用需要根据威胁信息的频率预测来决定 。
该系统的瞬时接收机具有良好的频率精度和较大的瞬时带宽,并能在200百万次的 脉冲流率下工作。辐射源目标位置可以在两个不同位置点所取得的两个相关数据 而确定,一旦目标位置确定,该目标的数据就与跟踪数据相关。辐射源无源定位 系统可以实现高速、实时辐射源信号分析,同时该系统的信息处理机构还能实现 精确测向和无源测距,并能将处理后的结果及时全部送至武器系统。
总之,对于电子侦察无源定位系统来讲,在实施对敌信号的处理过程中,能否实 现对敌信号的识别,还取决于所截获的敌辐射源信号是否有足够的脉冲量。当系 统中的瞬时带宽接收系统接收到待定信息后,就将该信息与预置存储在辐射源数 据库中的全部参数相比较,以实现对待定辐射源的识别。该数据库包括了在作战 环境中可能遇到的全部雷达辐射源的详尽参数。在识别信号源信息参数时,需要 考虑到的因素包括发射频率、脉宽、脉冲重复扫描速率和极化方式等,根据这些 即可判定辐射源信号的个体特征。此外,计算机还可以对辐射源进行分类(如敌我 识别等)。
2.2导引头跟踪技术及主要技术指标
反辐射导弹的被动导引头完成对目标的捕捉和跟踪,其主要功能是:检测、指示 和判别目标;自动引导反辐射导弹攻击目标。这两项任务分别在导弹待发射状态 和制导飞行阶段完成。被动导引头在这两个阶段均能搜索和捕捉目标。被动导引 头实际上是个无源雷达侦察机。它由天线、测频接收机、测向接收机和信号处理 器组成。
测频接收机测量电信号的频率,测向接收机测量弹目视线与导弹轴线的方位角, 信号处理器完成对信号的分选、识别,并形成角误差控制信号控制导弹舵翼。被 动导引头要有较大的瞬时视野,较高的测角精度和角度分辨力,以实现较高的角 度截获概率、跟踪精度和抗干扰能力。被动导引头要实现超宽频带,以在频率上 覆盖敌方大部分雷达。被动导引头有足够大的动态范围,防止反辐射导弹逐渐接 近目标时,无法正常工作、测向和精度变差。被动导引头要有足够的灵敏度,以 保持反辐射导弹能够远距离或从雷达副瓣方向攻击目标。被动导引头还应具有一 定的目标分选、识别能力。
3.反辐射武器的抗干扰及局限性
3.1.反辐射武器的抗干扰技术
(1)导引头技术
反辐射武器能否有效地打击目标,关键取决于导引头的性能。反辐射武器的导引 头基本上是一部雷达,在现代战争中它面临的信号环境极为复杂,频率范围极宽 。要在复杂环境中捕获、鉴定并跟踪有时差异很小的信号,很大程度上取决于导 引头的复杂程度和成本,并对宽带高速微波器件、高速信号处理技术方面提出了 很高的要求。第三代反辐射武器导引头的覆盖频率一般都达到2~18GHz,有的甚 至更宽。几乎覆盖了现在所有引导雷达和制导雷达使用的频率,一般能对付调频 、闪烁和其它电子对抗手段。采用超外差接收机,提高密集信号环境中的目标鉴 别能力。接收机装有多个预选滤波器,以提供多条前向射频通路。弹载计算机选 择合适的射频路径,可以覆盖要攻击的目标雷达的工作频段。
(2)捷联惯导技术
国外新一代的反辐射武器都采用了捷联惯导和被动雷达导引头复合制导系统。这 可以在雷达发现来袭到达关机后仍能以合理摧毁率攻击目标。具有抗雷达关机的 能力;捕捉目标快,雷达开机几秒钟就可完成锁定。跟踪过程中如果雷达关机, 反辐射武器可根据记忆的目标位置,控制导弹继续飞向目标;一旦雷达再开机, 导引头可重新捕获和跟踪目标,以确保命中精度。还能以多种攻击弹道进行攻击 ,并可实现离轴发射。
(3)数字信号处理技术和数字控制技术
新一代反辐射武器大多有信号识别处理能力,具有自动捕获和锁定目标的能力。 既可以发射前锁定,又可以发射后锁定;对新出现的威胁雷达,只要改变软件就 能对付,而无需研制新的导引头。另外采用数字式自动驾驶仪,实现全数字化控 制,也成为重要的发展趋势。这可以提高导弹的响应速度,还有助于进一步提高 导弹的智能化程度,并减小体积和重量。
3.2.反辐射武器的局限性
从辐射武器的特点中我们不难看出,反辐射武器经历了几十年的发展之后,其技 术已日益成熟。但是万能的武器是不存在的,反辐射武器也存在着许多不足之处 。它的局限性正是我们防御反辐射武器要利用的方面,是我们实施对抗的突破口 。反辐射武器的局限性主要包括:
(1).空间运动的局限性
a、速度特性除少数反辐射巡航导弹和反辐射无人机外,反辐射导弹的飞行速度均 比一般的空中目标要快,多数在2~3马赫;
b、方向特性由于反辐射导弹是靠其被动式雷达导引头单脉冲测角技术导向目标, 因此反辐射导弹通常的运动规律是在离开载机后向目标连续的径向移动。根据反 辐射导弹的这两个运动特点,可以较快地将反辐射导弹与其它目标区别开来,从 而采取对抗措施。
c、导引头的局限性尽管大多数新型反辐射导弹的导引头已具有很宽的工作频率范 围,被动导引头的分辨角大,抗两点源干扰能力差,又由于反辐射导弹的弹径受 限制,天线孔径尺寸较小,对于工作频率较低的雷达、甚高频雷达仍难以实现精 确定向。
(2)性能的限制
由于反辐射导弹的体积小,其性能也受到了一些限制,除上述的导引头频带宽度 外,还包括以下几个方面:战斗部装药较小,威力不足,难以摧毁具有坚固防护 设施的雷达装置;导引头的灵敏度虽已有了很大提高,但仍感不足,特别是对配 有超低副瓣的平面阵天线的环扫监视雷达,难以实现精确跟踪;无目标识别能力 ,既不能识别敌我,也不能将真目标(雷达)和假目标区分出来。
(3)工作原理的限制
反辐射导弹的工作原理决定了它只能攻击正在辐射电磁波的雷达和虽已停止辐射 ,但其位置已知并被反辐射导弹引头“记忆”住的雷达。因此,反辐射导弹必须 有辐射源辐射信号才能正常工作,也就是说,没有信号,那么反辐射导弹就失去 控制而失效,利用反辐射导弹对辐射源的依赖性这一点,只要设计具有良好机动 性和很高隐蔽能力的雷达,同样也可以对付反辐射导弹。从雷达体制上看双(多) 基地雷达、分布阵列雷达以及低截获概率雷达在对抗反辐射导弹方面都有较好的 效果。
(4)被动导引头与目标信号失配
被动导引头被动接收各种体制雷达和各种调制式样的信号,所接收信号是未知的 ,因此,被动导引头接收机与所接收信号是失配的,而不象雷达,发射的信号是 已知的,而接收的信号是发射信号经过反射体回来的信号,所以雷达接收机可以 比较容易的与接收信号匹配,而被动导引头无法知道所接收信号的详细结构模型 ,因此就无法实现匹配,如对脉冲压缩信号,只能作为低幅值宽脉冲信号处理, 这样就相对地降低了被动导引头的灵敏度。
(5)价格因素
反辐射导弹价格昂贵,仅以批量价格而言,美国的“哈姆”A导弹每枚为38万5千 美元,英国“阿拉姆”为每枚39万美元。法国“阿玛特”为每枚25万元;美国的 “默虹”每枚为90美元。而且反辐射导弹又是一种一次性使用武器,消耗量大。 以美国袭击利比亚为例,一次就发射了“哈姆”A和“百舌鸟”两种反辐射导弹共 50多枚。因此反辐射导弹能否大量装备部队,取决于国家的承受能力。要降低成 本,大多数反辐射导弹的结构不宜过于复杂,难以完全克服防空雷达的多种对抗 措施。
4.反辐射武器攻击目标的方式
4.1中、高空攻击方式
载机在中高空平直或小机动飞行,以自身为诱饵,故意使敌方雷达照射跟踪,以 造成发射反辐射导弹的有利条件。发射后载机仍按照原航线继续飞行一段,以便 使导弹导引头稳定可靠地跟踪目标雷达。显然这种方式命中率相当高,但是载机 被击落的危险性也很大。因此,目前多采用计算机控制实现发射后不管具有的功 能,即不再采用沿原航线继续飞行一段的措旋,而是发射后载机脱离原航线机动 飞离现场。这种方式称为直接瞄准式。
4.2低空攻击方式
载机远离在目标作用距离之外,由低空发射反辐射导弹,导弹按既定的制导程序 ,水平低空飞行一段后爬高,进入敌方目标雷达波束后,立即转入自动寻的。采 用这种方式载机安全。这种方式也称为间接瞄准攻击方式。
4.3“哈姆”战斗工作方式
(1)自卫工作方式这是一种最基本的工作方式,它用于对付正在对载机(或载体)照 射的陆基或舰载雷达。这种方式用载机侦察系统探测目标雷达信号,计算机实时 进行分类、判别威胁程度、选出要攻击的目标,并将所要攻击的目标雷达参数装 订到反辐射导弹的导引头中,向导弹发出数字指令。驾驶员可随时发射导弹。即 使目标雷达在反辐射导弹导引头天线的视角之外,也可以发射导弹。这种情况下 ,导弹按预定的程序飞行,直至导引头截获到所要攻击的目标便进入自行导引。 这种方式也可称为引导方式由载机上的侦察设备引导。
(2)随机工作方式随机工作方式是对付未预料的时间或地点突然出现的目标。这种 工作方式用反辐射导弹的被动雷达导引头作为传感器,对目标进行探测、判别、 判定威胁等级,选定攻击目标。这种方式还可分为两种:一是在载机飞行过程中 ,被动雷达导引头处于工作状态,对目标进行探测、判别、评定和选择或者以存 储于档案库中的各种威胁数据对目标进行搜索和选择,并将威胁数据显示给机组 人员,使之向威胁最大的目标雷达发射反辐射导弹;二是向敌方防区概略瞄准发 射、攻击随机目标。导弹发射后,导引头自动探测、判别、评定、选择攻击目标 ,选定攻击目标后自行导引。
(3)预定编程方式根据先验参数和预计的弹道进行编程,在远距离上将按编程的弹 道飞行,该导弹在接近目标过程中自行转入跟踪制导状态。导弹发射后,载机不 再发出指令。而导引头有序地搜索和识别目标,并锁定到威胁最大的目标或预先 确定的目标上。如果目标不辐射信号,导弹就自毁。
4.4“阿拉姆”〖WT5HZ〗(ALARM)〖WT〗的两种工作方式
(1)直接发射方式这种方式是被动雷达导引头一旦捕捉到目标,就立即发射攻击目 标。
(2)伞投方式这种方式是在高度比较低的情况下发射。发射后爬升到12000米的高 空,然后打开降落伞,开始几分钟的自动搜索,探测到目标并对目标进行分类与 判别。然后瞄准主要威胁或预定的某个目标,被动雷达导引头捕捉并选定攻击目 标后,就立即甩掉降落伞,自行对目标进行攻击。直接攻击方式其导弹发射后, 如果目标雷达关机,反辐射导弹就打开降落伞飘在空中。一旦雷达再次开机,便 甩掉降落伞实施攻击。
4.5“默虹”的巡航攻击方式
“默虹”巡航方式,也称为反辐射无人驾驶器。导弹发射后,如果雷达关机,则 飞行器在目标雷达上空转入巡航状态,等待目标雷达再次开机,一旦开机就立即 转入攻击状态。也可以预先发射到所要攻击目标区域的上空,以待命的方式,环 绕目标区域上空巡航飞行,自动搜索目标,一旦捕捉到目标便立即实施攻击。
上述的“阿拉姆”伞投方式和“默虹”的巡航方式称为待机方式。因此反辐射导 弹的工作方式又可分为直接和待机两种方式。
4.6诱惑方式
反辐射导弹使用中往往采用诱惑战术,即首先出动无人驾驶机,诱惑敌方雷达开 机,由侦察机探测目标雷达的位置和信号参数,再引导携带反辐射导弹的突防飞 机反射反辐射导弹,摧毁目标雷达。
5.反辐射武器的作用及战术使用
5.1反辐射武器在战争中的主要作用
(1)清理突防走廊
实战时防空(地空)导弹采取多层次的纵深梯次配置,可首先用反辐射导弹摧毁多 层次防空体系中的雷达,使防空体系失去攻击能力,为攻击机扫清空中通道。
(2)压制防空
地空导弹(或高炮)对飞机威胁最大,首先用反辐射武器摧毁敌方的防空武器系统 中的雷达,使敌方失去防空能力,从而发挥已方后续的空中优势。
(3)空中自卫
攻击性的飞机携带反辐射武器,用来攻击摧毁武器系统中的雷达,使之失去攻击 能力,以达到自卫的目的。
(4)为突防飞机指示目标
攻击机装载带有烟雾战斗部的反辐射导弹,首先将这种反辐射导弹射向雷达阵地 ,攻击机根据爆炸的烟雾进行攻击。
5.2反辐射武器的实战使用
(1)越南战争
这是反辐射武器的首次使用。越南北方首次使用了前苏制SA-2防空导弹,击落了 大批美国F-14飞机和B-52轰炸机,使拥有现代化飞机并掌握空中优势的美国空军 遭到惨败。美国立即研制电子对抗飞机和反雷达导弹“百舌鸟”并投入使用。使 得北越的防空效率由原来的10%下降到1.5%。由原来的10枚导弹击落一架飞机而增 至70枚才能击落一架飞机。
(2)第三、四次中东战争在70年代的第三、四次中东战争中,以色列使用了美制“ 标准”和改进的“百舌鸟”ARM,在对埃及和叙利亚的前苏联SA-2、SA-3地空导弹 制导雷达和高炮炮瞄雷达的压制和抑制防空火力的发挥,取得了明显的效果。“ 百舌鸟”和“标准”反辐射导弹成为攻击SA-2和SA-3最有效的武器。此外还使用 了装在烟雾战斗部的“百舌鸟”反辐射导弹,为编队中的攻击机指示目标。
(3)英阿马岛之战
马岛战争爆发后,英国的“火神”轰炸机装备了“百舌鸟”反辐射导弹。最初发 射的几枚“百舌鸟”反辐射导弹使阿军的防空雷达天线遭破坏,在“火神”飞机 离雷达站100多公里处时,操纵员就关掉雷达发射机,因而失掉了战机。
(4)贝卡谷地之战
在此次战役中,以色列首先出动了一架美制E-2C型空中监视指挥飞机和一架EC-1 35型电子侦察机。它及时将空情和数据传给战斗机。以空军又出动了携带“百舌 鸟”反辐射导弹和激光半主动制导的空地导弹的F-4和F-16飞机。战斗一开始,F -4飞机发射出一架塑料制成的“壮士”无人驾驶飞机引诱导弹制导雷达开机,雷 达一开机,“壮士”就把雷达的数据接收下来,并立即传输给EC-135飞机,经计 算机处理后,又把参数传给携带“百舌鸟”反辐射导弹的F-4G“野鼬鼠”飞机上 ,该飞机立即发射“百舌鸟”反辐射导弹。这样,只历经了6分钟,叙利亚的19部 SA-6导弹系统无一幸存。
(5)美国对利比亚之战
在这次对利比亚的袭击中,首次使用了“哈姆”(AGM-88)反辐射导弹。一次是向 苏尔特的SA-5阵地发射两枚“哈姆”导弹,摧毁两座SA-5地空导弹的雷达,迫使 利比亚地空导弹阵地停止了射击。另一次美国发射了“百舌鸟”和“哈姆”反辐 射导弹。攻击的目标是的黎波里的SA-2、SA-3、SA-6及SA-8等地空导弹阵地。命 中了5部雷达天线,迫使其它雷达关机,使利比亚地空导弹阵地陷于瘫痪。“哈姆 ”导弹从此一鸣惊人。
(6)两伊之战
在两伊战争中,伊拉克的飞机装备了法国的“阿玛特”反辐射导弹。在攻击伊朗 的美制改进型“霍克”地空导弹的制导雷达时,取得了8发7中的良好战果。
(7)海湾战争
1991年的沙漠风暴即海湾战争是一场高技术战争,使用了最先进的武器和一体化 电子战技术。反辐射导弹仍然是其中的佼佼者。以美国为首的多国部队一开始就 使用了综合一体化电子战,其中包括了大量使用反辐射导弹,将伊拉克的防空体 系中的雷达全部摧毁,致使防空武器系统陷入瘫痪。多国部队的飞机如入无人之 地,进行狂轰滥炸。伊拉克惨败。
由上述战例可知,反辐射导弹在实战中取得了效果。正如各国军事家的评论:“ 反辐射导弹是雷达的克星”。雷达要生存,发挥其威力,就必须防御反辐射导弹 。
-- mmm...
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