汤永涛, 厉春生, 涂拥军
(海军蚌埠士官学校,安徽 蚌埠233012)
反辐射导弹(Anti-Radiation Missile,简称ARM)又叫反雷达导弹,是用于对付敌方探测雷达的武器。
自20世纪60年代第一代AGM45“百舌鸟”系列投入实战使用以来,反辐射导弹一直是雷达系统的主要威胁之一。目前,反辐射导弹已发展到第三代,技术性能越来越先进。美国的“哈姆”(HARM)AGM-88A、“默虹”(Tacit Rainbow)及英国的“阿拉姆”(ALARM)等为新一代反辐射导弹的代表。它们的主要特点:采用复合制导提高导弹抗干扰能力;采用先进的信号处理技术、隐身技术等手段,增强突防能力;拓宽导引头的工作频带,提高导弹的攻击范围。反辐射导弹也存在固有缺陷:对目标辐射源的依赖性、超宽频带导引头的灵敏度较低、测角精度有限、抗点源干扰能力差等。
本文结合反辐射导弹的作战使用过程和作战方式,研究抗反辐射导弹的基本措施和战术方法。
反辐射导弹是一种利用敌方辐射源(雷达)辐射的电磁波,发现、跟踪并摧毁辐射源的导弹。
被动雷达导引引头是反辐射导弹的探测装置,它由天线罩、天线、接收机、信息处理机和伺服系统等组成。
被动雷达导引头接收目标雷达发射的电磁信号后,提取导弹-目标视线与导弹轴线的夹角,该信息转换成为与导弹两舵面的控制信号,控制舵面偏转一定角度,使导弹逐渐对准目标。只要确保角误差信号趋于零,导弹将飞向目标雷达,并将其摧毁。
反辐射导弹的作战过程可分为五个阶段:
a)载机或其他搭载平台搜索、引导阶段:在导弹发射前,采用各种侦察手段对目标进行搜索,确定目标方位;
b)导弹瞄准发射阶段:确定目标方位后,立即向目标方向发射导弹,由导引头自行探测目标;
c)导弹自由飞行阶段:导引头截获目标前,导弹按惯性飞行;
d)自动导引攻击阶段:导引头搜索捕获目标后,启动末段自动引导制导方式;
e)引信控制和引爆阶段:当导弹锁定目标后,在特定距离上引信开始工作,并适时引爆战斗部。
以美国的“哈姆”和英国的“阿拉姆”反辐射导弹为例,分析反辐射导弹的作战方式。
(1)美国“哈姆”导弹
“哈姆”导弹有三种作战方式:
a)自我防护方式:它由导弹载机的雷达系统予以实施,探测到信号后,将雷达信号按威胁等级分类,把最具威胁的雷达信号参数装订到“哈姆”导弹上,导弹处于待发射状态,当目标雷达处于反辐射导弹天线方向图之外时,发射后导弹需转弯到相应的航向,搜捕目标;
b)随机攻击目标方式:将导弹发射到指定区域,导弹自行选择识别目标,在此方式下,采用位于导弹上的无线电侦察系统,搜索信号,进行分选识别并确定威胁等级,并实施攻击,这一模式受到反辐射导弹天线方向搜索扇形区的限制,攻击区域小于第一种作战方式;
c)预编程攻击方式:导弹发射前载机已查明待攻击目标及其位置,导弹发射后,按预定弹道飞行,当导弹飞到最高位置时,导引头开机,安装在导弹上的无线电侦察系统进行搜索与筛选,选出预定目标,实施攻击。
(2)英国“阿拉姆”导弹
“阿拉姆”导弹有两种作战方式:
a)自主搜索方式:在目标雷达视距内,朝目标雷达方向发射导弹,由雷达引导头自主搜索识别、选择目标,实施攻击;
b)预先机动方式:反辐射导弹载机位于低空时,在目标视距范围外发射导弹,导弹发射后,爬升高到约12km 高度,以增大探测距离,此后打开降落伞,在导弹缓慢下降的过程中,导引头搜捕目标雷达的辐射,进行分选识别,确定打击次序,选定攻击对象;搜索到目标雷达后,导弹与降落伞分离,并启动发动机,导弹向目标雷达飞行;在弹道末段,导弹的轨迹基本上是垂直的,可减小由地物反射造成的制导误差。
针对反辐射导弹作战过程与作战方式,为有效对抗反辐射导弹,可以采用以下四种基本措施。
(1)防侦察
反辐射导弹对目标进行打击之前,必须首先对目标进行周密的侦察,以确定目标信息。因此,要加强目标的隐蔽性,使敌方不能确认目标雷达的基本信息。
一般有以下几种方法:
a)增大雷达的电磁隐蔽性,即从结构、时间、空间、能量、极化、频率等方面提高雷达辐射的隐蔽性;
b)在反辐射导弹运行期间,随机改变目标雷达参数;
c)采用接收机和发射机在空间分散布局的雷达,也可采用弯曲波导或电缆使辐射天线离开雷达;
d)采用吸收涂层的办法降低电磁散射,降低雷达天线方向图旁瓣和后瓣能级、减少雷达频带外辐射。
(2)设置干扰
破坏反辐射导弹被动雷达导引头的正常工作状态,使其丢失目标,可采用以下手段:
a)利用辅助辐射源(假目标)与雷达协同作业;
b)对反辐射导弹的被动雷达导引头实施有源干扰,如双频干扰、中频调制干扰等。
(3)毁伤或摧毁战斗部
采用硬火力对导弹或载弹平台进行杀伤,主要方法有:
a)用防空导弹、高射炮、战斗机等截击兵器,摧毁载弹平台或反辐射导弹;
b)激光和反辐射武器摧毁载弹平台或反辐射导弹;
c)在目标雷达的安全距离以外,提前引爆反辐射导弹的战斗部。
(4)目标防护或伪装隐身
可以由以下方式实现:
a)在目标雷达和反辐射导弹之间制造专用介质,使电磁能量传播条件恶化;
b)采用复合体制,如雷达系统、红外系统、电视系统、激光系统的综合应用等。
(1)采用先进的反辐射导弹雷达告警系统
1)超高频脉冲多普勒雷达告警系统
反辐射导弹从载机直接飞向目标雷达,且径向速度快,可采用超高频脉冲多普勒雷达,通过检测多普勒频,发现、截获、识别反辐射导弹,并发出告警。
例如,美国为AN/TPS-75 雷达专门研制了AN/TPQ-44超高频脉冲多普勒雷达反辐射导弹告警系统。系统工作在超高频波段,具有速度鉴别和目标识别能力,作用距离达46km 以上,能1min预警时间,并能自动断开AN/TPS-75雷达的触发器,启动诱骗系统或发射曳光弹。
2)瞬时全向单脉冲雷达告警系统
瞬时全向单脉冲雷达告警系统可瞬时完成反辐射导弹粗略测向及距离、速度分辨任务。系统采用四天线接收和比幅测向系统。天线的轴线及波束交点到原点的连线把360°分成八个方位区域,每个区域45°。信号到达角的精确值由相邻信道信号幅度的比值确定。每个信道都有高放和窄带滤波器,以消除干扰并提高灵敏度。采用对数放大使幅度比变为减法运算,运算结果(方向信息)送到A/D 变换器进行量化、编码,然后送入数字信息处理器。系统的收发天线分置,解决了隔离问题。
(2)合理利用多用途雷达对抗反辐射导弹
1)采用米波及毫米波雷达
米波在抗反辐射导弹上的优势,不仅是因为其波长使反辐射导弹难以安装精密定向天线,而且由于米波雷达受地面反射多径效应的影响,视场中心偏离天线,使反辐射导弹产生瞄准误差。
目前,反辐射导弹还无法覆盖毫米波波段,对毫米波雷达尚未构成威胁。英国的长剑导弹系统配备了35GHz的DN181盲射跟踪/制导雷达用于对付反辐射导弹。
2)采用双(多)基地雷达
双(多)基地雷达就是将雷达发射机和接收机分别设在相距很远的地方。通常接收机设在战区前沿,发射机设在后方。接收机是无源系统,不受反辐射导弹攻击,可有效对抗反辐射导弹。
3)低截获概率雷达
所谓低截获概率就是设法使雷达信号不被敌方截获。通常采用频率捷变、扩频、脉冲波形参数随机变化等措施。雷达发射信号频率和参数的随机变化,使反辐射导弹难以有效探测。
(3)采用光电告警系统
1)红外告警
目前,红外告警设备具有全方位告警能力,可完成对大批目标的搜索、跟踪和定位,引导干扰系统和硬杀伤武器工作。由于采用了大面积阵列的区域凝视技术,目标的分辨率最高可达微弧量级,告警距离可达10km~20km。如美国和加拿大联合研制的AN/SAR-8红外搜索与跟踪系统,用于补偿舰载雷达警戒系统的功能,可确保探测来袭导弹。
2)紫外告警
紫外告警是利用“太阳光谱盲区”(220nm~280nm)的紫外波段来探测导弹的火焰与尾焰,能在微弱的背景下探测出导弹,为反辐射导弹逼近告警提供了一种极其有效的手段。同红外告警相比,紫外告警具有虚警低、不需低温冷却、不扫描、告警器体积小、重量轻等优点。目前,研制的第二代导弹逼近紫外告警系统,以多元或面阵器件为核心探测器,角分辨率高,探测能力强,可对导弹进行分类识别。
3)激光告警
同雷达侦察告警相比,激光告警具有更高的分辨率、更远的作用距离和良好的抗电磁干扰能力,是反辐射导弹告警的重要技术手段。
(4)利用有效的干扰技术
1)有源诱偏诱饵
在雷达周围一定距离,设置有源假目标以引偏反辐射导弹。可用两点非相干源,其诱饵辐射源的工作频率、发射波形、脉冲定时及扫描特征等与雷达发射机完全一致;或采用相干两点源,使诱饵辐射源辐射信号与雷达辐射信号构成一定的相位关系,使真假辐射信号到达反辐射导弹导引头后,使反辐射导弹导引头跟踪两源的功率重心或跟踪两点源连线之外的某一点,实现诱偏。
2)偶极子云无源干扰
为了干扰反辐射导弹,可使用偶极子反射体,同时可使用假的转换辐射器。在这种情况下,偶极子云的距离最远不超过反辐射导弹接收机距离选通脉冲的宽度,最近不小于反辐射导弹战斗部的杀伤范围。可根据反辐射导弹的飞行轨迹直接在雷达上空设置偶极子云,偶极子云的存在时间很短,需要专用的发射装置。
3)采用专用的屏蔽介质
采用烟幕、气溶胶及其它屏蔽介质投放在雷达与反辐射导弹之间破坏电磁传播条件,使反辐射导弹的导引误差加大,丢失目标。
(5)采用硬武器拦截
1)密集阵火炮拦截
密集阵火炮是一种近距离拦截导弹的防空手段,也是拦截反辐射导弹的有效方法。如美海军“费兰克斯”近距武器系统,安装在牵引车上,系统由脉冲多普勒雷达、20 mm 机炮和控制台等组成,可自动执行目标搜索、截获、跟踪、威胁评估和目标测距、测速、测角等功能,机炮射速为3 000 发/秒。
2)激光武器拦截反辐射导弹
激光武器是定向能武器的一种,通过激光在极短的时间内将能量集中到一定距离的目标上,瞬时损坏或摧毁目标。若反辐射导弹具有激光近炸引信等光电装置,可对抗电子干扰,但采用超前发射的高频率激光脉冲可提前触发其引信,使其在到达攻击目标前被引爆。
3)微波武器拦截
反辐射导弹是利用雷达辐射的电磁信号作为制导信号对雷达进行攻击的。高功率微波武器发射的微波信号虽然是反辐射导弹理想的引导信号,但由于微波功率极高,导引头中的微电子设备就会被破坏或被烧毁,使其无法对辐射源进行跟踪而失效。此外,超高功率还能迅速触发反辐射导弹的引信或弹药,使其提前爆炸。
4)电磁脉冲弹拦截
电磁脉冲弹通过爆炸在很短的时间内产生强度高达50 000V/m 的电磁脉冲,通过天线、动力线、电讯线路、金属管道或设备缝隙等进入反辐射导弹中,引起未加防护的电子元件、电路、电子开关、控制电路、监视系统等失效或严重损坏,从而破坏反辐射导弹正常工作。
5)粒子束武器防御反辐射导弹
粒子束武器就是通过使用粒子加速器对电子、质子、中子等基本粒子进行加速,以接近光速发射出去,当它击中目标后,其动能就在目标上转换成热能或电磁能,使目标熔化,同时产生X 射线破坏目标的电子元件。例如美国研制的Chare Haritige舰载射束武器系统,能在0.5km 处引爆导弹战斗部,而破坏弹载电子设备的距离为4.6km,发射速度为6次/秒,系统重量为100t。
(1)加强雷达操作员抗反辐射导弹的训练
平时注意加强抗反辐射导弹的训练,提高雷达操作员的战术、技术水平和反应速度,及时、准确地发现反辐射导弹的载机和导弹的发射,以便及早采取措施。
(2)雷达技术参数的隐蔽
平时严格控制发射频率的启用,力求缩短开机时间,提高隐蔽性。尽可能利用信息来源对目标进行静默跟踪。在研制雷达时对雷达的频率、波形、脉宽、脉冲重频等均应有两种以上的模式,只有在必要时才使用隐蔽参数,以增加敌人侦察和识别判断的困难。
(3)建立雷达备份阵地,对阵地进行隐蔽和伪装
在使用反辐射导弹进行攻击前,往往要对雷达阵地进行侦察,获得阵地部署情报后再进行攻击,在很多情况下及时转移阵地就可能避免受到攻击。所以对能转移的雷达都应设立备份阵地,以便及时转移。
设置两套天线,在发现反辐射导弹时立即停止向雷达天线馈电,改向另一套天线馈电,引导导弹偏离方向,保护主雷达和操作员。修好地下防轰炸工事,主机和人员进入坑道。用报废的旧雷达天线进行伪装和欺骗,或采用伪装技术,以对付采用电视末制导的反辐射导弹。
(4)辐射控制
控制辐射的基本方法:
a)间歇辐射或闪烁辐射,辐射源停止时间大于工作时间几倍,使反辐射导弹难于保持跟踪,美国“爱国者”防空导弹系统中的AN/MPQ-53相控阵雷达就具有抗反辐射导弹的发射控制系统,而且能按需要控制发射能量的大小;
b)使雷达对某些方位不辐射或有几个“寂静扇区”,欧美近年生产的三坐标雷达几乎都这种有控制功能;
c)紧急关机,在发现反辐射导弹来袭后,雷达立即停止工作;
d)突然开机,一个防空火力群中只指定一部雷达开机,截获和跟踪目标,其余各火力单元的雷达接收指挥中心传送来的目标航迹参数,静默跟踪目标,待目标进入火力范围时突然开机并快速引导火力攻击目标。
(5)抑制和屏蔽红外和寄生电磁波
对雷达站尤其是电站、发动机等进行热屏蔽,降低其红外特征,以对付具有红外制导的反辐射导弹;采用伪装或迷彩色调,降低对比度,以对付具有电视制导的反辐射导弹;抑制或屏蔽无意电磁波(即寄生电磁辐射),对电机或易产生火花的设备采取电磁屏蔽措施,避免被敌方侦测。
(6)多种探测系统配合
发现反辐射导弹攻击时,雷达停止工作,利用可见光、红外线、激光对目标进行跟踪。如瑞典的9LV200系统、美国的ADATS 系统具有电视跟踪、红外测角与激光测距能力。
(7)合理部署雷达站
合理部署雷达站,各站间应协同配合,交替开机、关机,对反辐射导弹起到闪烁干扰作用。
随着反辐射导弹技术的发展,现代战争中抗ARM 越来越困难,新一代的ARM 已采用毫米波、红外、激光、电视等多种制导方式,有的还装备了先进的GPS接收机,不仅覆盖频段不断扩展,而且具有一定的巡航能力。
因此,抗反辐射导弹的技术也必将由单一对抗技术向综合对抗技术发展,研究如何对抗复合制导体制的反辐射导弹技术越发显得刻不容缓。
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