对弹道导弹防御系统的电子对抗技术分析

程 强，游敬云

(中国电子科技集团公司第三十六研究所，浙江 嘉兴 314033)



对弹道导弹防御系统的电子对抗技术分析

程 强，游敬云

(中国电子科技集团公司第三十六研究所，浙江 嘉兴 314033)

分析了导弹防御(MD)系统的构成以及天基预警系统、作战管理/指挥控制通信系统(BM/C3I)、雷达系统和拦截武器的功能及整个反导过程的信息流程，找出其薄弱环节，提出相应的对抗措施，摧毁、削弱、扰乱、中断或欺骗MD系统的探测预警、跟踪识别和拦截交战各个阶段的指挥控制通信数据信息的获取、处理和传递。

导弹防御系统；弹道导弹；预警卫星；电子对抗

0 引 言

美国为了自身安危，从上个世纪就开始精心编织一张巨大的天网——弹道导弹防御(MD)系统，其目的是保障美国及其盟国不会受到被侵略国家的反击，能够肆无忌惮地推行霸权主义和强权政治，美国想把这张网作为她担当世界警察的盾牌。有了盾牌，出矛、挥剑就更无顾虑。将MD系统部署东欧，针对俄罗斯意图非常明显，而最近打着防御朝鲜导弹的幌子，在韩国星州郡部署“萨德”系统。携带宙斯盾反导系统的美航母编队闯入我南海岛礁12海里，公然对我挑衅，其防范和围堵中国之心昭然若揭。因此我们必须对MD有清醒的认识，对其组成和功能进行深入剖析，紧密跟踪其未来发展趋势。如何反制其MD系统，成为当务之急。我们应该全面、深入、多角度地探讨MD系统的特点，找出它的疏漏，从而为最终消除安全隐患打下坚实的技术基础。

本文首先介绍MD系统的构成和功能，然后分析了整个反导过程的信息流程，找出它的缺陷以及信息对抗手段。通过研究发现，MD系统是美国推行霸权主义的护身符，看起来“天衣无缝”，实则“网洞百出”。

1 MD系统的构成与功能

MD系统包括天基预警系统、作战管理/指挥控制通信系统(BM/C3I)、雷达系统和拦截武器4个部分，是一个以综合电子信息系统为核心、融探测和攻击为一体的弹道导弹防御系统。其中，BM/C3I则是实施攻击作战、主动防御和被动防御的基础，是MD系统中支持各军种联合作战的公共基础设施。

天基预警系统主要是预警卫星，以前是国防支援计划(DSP)预警卫星系统。DSP卫星原本设计用于对战略弹道导弹提供预警的，但随着卫星本身及地面站的逐步改进，已具备对战区弹道导弹提供预警的能力。DSP卫星经过3代发展，在导弹探测方面已经达到相当成熟的实战水平。DSP系统存在一些问题。例如，由于受视场限制，DSP卫星上的红外望远镜必须绕星体中轴线旋转才能覆盖地球表面，每经过一个时间(约10 s)才能扫过特定区域。又如，DSP系统不具备中段跟踪的能力。这是显然的，因为以DSP卫星的现有高度，无法探测到弹道导弹关机后的红外辐射，对自由飞行段的目标只有低轨道卫星才能“看”到。另外，DSP目前对虚警问题还不能彻底解决，对射程小的弹道导弹的预警时间太短。

为了克服DSP系统的缺点，美军又开始发展下一个大型导弹预警计划——SBIRS 计划。SBIRS除了包容DSP卫星星座以外，还将建造低轨和高轨卫星星座。SBIRS比单独DSP系统的预警能力更强。

天基红外系统(SBIRS)是一种未来新式导弹预警和跟踪系统，用于探测全世界的导弹发射，跟踪飞行中的敌方导弹，并指引反导武器加以摧毁，主要弥补DSP不能探测中段的能力。SBIRS包括空间段和地面段两部分，空间段由低轨卫星星座、高轨卫星星座和静止轨道卫星星座3种组成。低轨卫星星座由“空间和导弹跟踪系统(SMTS)”计划支持，高轨卫星星座由“战区高度区域防御(THAAD)”计划支持，静止轨道卫星沿用DSP已有的星座[1-3]。

BM/C3I系统主要是完成战斗管理、指挥与控制以及防御过程中的通信任务，包括选择目标并确定目标的优先级,形成防御计划,管理拦截过程,处理防御系统各部件之间的交互作用,管理分配可用资源,并在防御过程中允许人工干预等功能。

雷达系统包括预警雷达和地基雷达。预警雷达的功能是探测、跟踪来袭弹道导弹，并发布预警信息,其预警信息用于引导地基雷达在准确的方位探测目标。地基雷达是火控雷达，执行目标监视、捕获、跟踪、识别、火控支援和杀伤评估等功能。该雷达自主地或根据预警系统传来的引导信息搜索威胁目标。探测到一个或多个目标后，对它们进行跟踪，并从中识别出弹头。

拦截武器包括拦截器及其发射系统。在不同的阶段将使用不同的拦截器，如在助推段采用机载激光器或无人机载动能拦截弹，在此阶段防御的最大好处是拦截后弹体碎片，特别是携带的核、生、化学弹头的弹头碎片不会落在自己的区域。在战区高空区域防御系统(THAAD)采用THAAD拦截导弹，在陆基低层采用“爱国者”导弹拦截。所以说，拦截器的功能是在预警信息的指示和地基雷达的引导下，对来袭弹道导弹实施有效摧毁。

2 MD系统的信息流程

导弹发动机点火后，DSP预警卫星上的红外探测器阵列立即接收到导弹尾焰的红外辐射信号，该信号经放大、调制后送入信号处理器；信号处理器将信号变换成数字形式，并做滤波处理，测出目标的方位角和辐射强度，再从不同波长辐射强度之比以及辐射强度的变化换算出目标的速度和加速度；电视摄像机同时拍摄电视图像，送回到地面接收站。地面接收站将预警信息通过BM/C3I系统送往北美航空司令部(NORAD)，同时该信息也被BM/C3I系统发送到预警雷达。DSP卫星不能提供中段跟踪能力，这个缺陷只能依靠以后的低轨卫星来完成。预警卫星能提供导弹的发射位置、类型和大致瞄准方位，却不能提供精确的距离信息，这一信息只能由预警雷达弥补。预警雷达利用这些数据继续对导弹进行跟踪和识别，从而获得更加精确的弹道参数，特别是距离信息，并通过BM/C3I系统传输到NORAD。这样，来自预警卫星的红外数据与预警雷达的雷达数据在NORAD进行融合，并在那里形成预警信息，通过卫星向战区内的反导部队发布，同时引导地基雷达进行跟踪。

当来袭导弹飞到拦截弹射程以内时，拦截弹升空拦截。拦截弹在飞行过程中，不断同地面之间通信，以更新来袭导弹的弹道参数。当接近目标后，采用引信或直接摧毁的方式进行拦截。为提高拦截概率，MD采用“射击-观测-再射击”的方式。在拦截弹升空直至最终拦截的整个过程中，地面雷达一直跟踪作战过程，评估作战效果。在首次拦截失败后，马上进行第2次拦截。整个反导过程的信息流程如图1所示。

从以上可以看出，这张网是立足现有卫星、计算机等新型技术，积极建立从高空到低空的立体反弹道导弹防御系统。

3 MD系统对抗可行性分析

看起来“天衣无缝”的天网，其实存在着很大的疏漏。下面分别讨论MD系统中的卫星、BM/C3I、雷达和拦截弹存在的弱点，并据此弱点实施有效的软杀伤或硬杀伤，从而使目标设备不能正常工作，甚至被摧毁，由此而说明MD系统存在很大缺陷。

3.1 卫星段的弱点和干扰可行性

在MD系统中，无论是预警卫星还是侦察卫星，都含有用以接收指挥中心遥控指令、回送遥测数据、态势控制信息等的电子设备。这些电子设备，或者发射无线电信号，或者接收无线电信号，或者兼而有之，以便完成它们各自的功能。因此，这就给电子干扰提供了良机。首先，我们可以对卫星遥控、遥测系统干扰。当敌人的卫星将遥测信号或需要转发的控制端发来的信号发向测控站，或者测控中心将遥控信号和其他信号发向卫星时，敌有关重要信号就可能被我方截获。当敌人在遥控中心接收卫星遥测信号或卫星接收遥控信号时，它们的接收系统就可能受到我方的有意干扰。当我们从截获的信息中提取敌信号的各项参数，并选取最佳干扰样式进行干扰时，就可能完全破坏敌遥控遥测系统对遥控和遥测信号的接收，从而一方面使监控站无法产生正确的遥控指令；如采用干扰卫星对DSP卫星的遥控信号进行干扰，假如干扰从其天线的副瓣进入，设其副瓣电平为-30 dB，假设干扰卫星和DSP卫星的距离300 km，与导弹预警卫星和地面站的距离36 000 km相比，具有41.58 dB的优势，考虑到大气、宇宙噪声等损耗，即使等效辐射干扰功率比地面站的小14 dB，也能实现对导弹预警卫星的遥控系统的干扰压制。另一方面，对于遥控而言，由于遥控指令的接收受到了干扰，被控卫星也就不能被正确控制，从而处于失控状态；甚至还可以通过注入伪指令、伪数据等手段进行欺骗性干扰，夺取对卫星的控制权，发出指令使其改变运行轨道、改变天线波束角度、修改系统时间或关闭卫星等。对卫星信息链路利用干扰卫星进行大功率干扰压制、阻塞信息网中的星地、星间链路。假如预警卫星地面站的天线波束为0.2°,导弹预警卫星与地面站的距离为36 000 km，在干扰卫星的轨道平面距离DSP卫星小于125 km范围内都可从主波束进入。我们只要把干扰星放在距离DSP卫星125 km的地方，选用与导弹预警卫星相同的下行发射频率向地面站发射干扰信号，就能对地面站进行有效的干扰，使其无法正常接收。另外，还可通过电离层加热的方法，使电离层出现闪烁来破坏星地间链路。

3.2 BM/C3I的弱点和干扰可行性

BM/C3I在弹道导弹防御系统中起着中枢神经的关键作用。它是集信息处理、信息获取和信息传输于一体的复杂系统，主要完成预警、跟踪、目标指示等信息的传输。既包含有线链路(光纤、光缆通信)，又有许多的无线链路。它的弱点是：(1)容易受到计算机网络的攻击和病毒的破坏；(2)无线通信设备易受高空无人飞机和地面的无线电干扰。

对抗策略：对于BM/C3I系统，如果把它看成信息链，可以采用对抗手段切断信息的获取和传输，而若看成时间链，使用欺骗方法延迟许多环节的信息传输，导致预警时间缩短或造成数据信息的误码。

(1) BM/C3I系统的核心是信息处理系统，信息处理系统中使用最多的是计算机和系统软件及应用软件。利用MD设备的电磁辐射造成的信号泄漏或无线接口可以窃取信息，或者利用网络节点，直接或间接打入BM/C3I系统窃取信息；通过计算机病毒篡改信息数据,使计算机系统被渗透而造成故障,或者向其系统发送大量、高速传播的病毒，拥挤有线网络带宽，导致BM/C3I系统瘫痪。

(2) 利用硬杀伤的方法，直接摧毁BM/C3I系统的传感器，或者用电磁脉冲炸弹烧毁它的电子设备，使其无法获取信息。

(3) MD系统的BM/C3I主要通过数据链传输。图2为爱国者导弹营的BM/C3I系统的主要数据链路构成。对不同的数据链可采用不同的干扰方式和干扰样式，如对TADIL-J可采用噪声压制等方法。PADIL为“爱国者”数字信息链路，是专为爱国者导弹营设计，提供爱国者导弹营的AN/MRC-136指挥协调中心与导弹连的AN/MSQ-104作战控制站之间一个点对点全双工的保密数据链路，提供爱国者导弹营内一贯双向、多重路径的监视数据交换链路，用以传输指挥控制指令、监视情报、目标跟踪/更新数据、监视各单位运作状况等，以增强各单位与全营整体的生存性。PADIL传输速率为32 kbps，可采用超高频或高频频段无线电传输。

对PADIL可采用投掷式和远距离大功率干扰，投掷式是将干扰设备(如投掷式干扰弹)投到爱国者导弹阵地地面或上空附近，利用距离优势或升空优势，采用压制干扰。如果我们完全了解PADIL的信息格式，也可通过发虚假信号或修改信息内容，达到欺骗干扰的目的。还可采用远距离大功率干扰飞机对PADIL数据链实施压制式干扰。

3.3 雷达的弱点和干扰可行性

雷达的一般弱点：雷达探测非常容易遭受主瓣干扰的损害；地基雷达难以探测低空目标；雷达波束窄，目标捕获时间长，需要反导预警探测系统进行粗引导。对抗策略：应用无人机施放分布式的主瓣干扰，施放模拟飞行弹头的雷达假目标，以假乱真；改变弹头雷达反射特征，造假隐真；应用战术弹道导弹、巡航导弹、反辐射导弹、反辐射无人机攻击轰炸。雷达具有目标跟踪能力，因此在雷达对目标进行跟踪时，可采用距离、角度维欺骗干扰技术，通常可采用距离、角度拖引方法实现对雷达的跟踪回路干扰[4]。

雷达探测的信息一般通过光纤、电缆和无线传输到指控中心。可利用远距离大功率干扰飞机或投掷式干扰对其无线通信链路进行干扰。

3.4 拦截弹的弱点和对抗方法[5]

拦截弹是MD系统的具体执行者,它负责对弹道导弹进行摧毁。而每种反弹道导弹又有其弱点。像在PAC-3系统中，导弹的制导是一个关键技术，制导过程分3个阶段，第1阶段为导弹飞行的初始阶段，采用导弹惯性制导系统的程序进行自主制导；第2阶段为导弹的飞行中段，采用无线遥控指令制导；第3阶段为导弹的飞行末段，此时导弹与目标的距离小于16 km，采用导弹跟踪(TVM)制导；导弹转发的频率点也在C波段，指令控制的频率与遥控阶段相同。除自主制导阶段无法进行对抗外，其余各阶段都可进行对抗，都有对抗的途径。对这些阶段的制导进行干扰，使其无法有效执行任务，容易使导弹的攻击误差增大，可以较好地实现我们的目标。而高层反导导弹THAAD完全依赖于地基雷达控制和引导；高精度的碰撞杀伤依赖于红外导引头，对阳光和强激光敏感(可引出强激光干扰、致盲的对抗方法)；通过撞击方式来摧毁目标，对拦截点要求精确，对弹头机动敏感。对抗策略：首先干扰地基雷达，应用反辐射武器摧毁地基制导雷达；在高空施放模拟弹头的雷达诱饵或在大气层外施放红外诱饵；干扰制导数据传输链路。

4 结论和讨论

通过以上分析，发现所谓的“天网”不是铜墙铁壁，存在着不少漏洞和缺陷。从技术上，MD还在不断试验和测试，说明还存在缺陷，需要改进和完善。从道义上，美国这张为自己精心设计的“保护网”，明为维护全球的安全，实为世界和平进程的绊脚石。因此它必然遭到所有爱好和平的人们的反对。

[1] 蒋跃，邓磊，臧鹏，等.美国天基红外预警系统的发展现状和技术特点[J]．空军雷达学院学报，2011,25(2):105-108.

[2] 浦甲伦，崔乃刚，郭继峰，等.天基红外预警卫星系统及其探测能力分析[J]．现代防御技术，2008，36(4):68-72.

[3] 邴启军，冯书兴.星载红外预警探测器工作机制和对抗方式[J]．科技导报，2009，27(21):111-115.

[4] 文树梁.反导预警“铺路爪”雷达与对抗[J].航天电子对抗，2005，21(4):4-7.

[5] 高鹏，张紫浩，卞婧，等.动能拦截弹特性及其对抗措施[J].光电技术应用，2008，23(4):11-13.

Analysis of Electronic Countermeasure Technology for Ballistic MD

CHENG Qiang,YOU Jing-yun

(No.36 Research Institute of CETC,Jiaxing 314033,China)

This paper analyzes the composing of ballistic missile defense system,functions of the space-based early warning system,battle management/command control communication intelligence system (BM/C3I),radar system and the interception weapons and the information flow of whole antimissile process,finds out the weak tache,puts forward corresponding countermeasures to destroy,weaken,disturb,interrupt or cheat the acquisition,processing and transmission of the command control communication data information in various stages such as detection & early warning,tracking & identification and interception & battle of the MD system.

missile defense system;ballistic missile;early warning satellite;electronic countermeasure

2016-12-15

TN97

A

CN32-1413(2017)02-0006-04

10.16426/j.cnki.jcdzdk.2017.02.002