舷外雷达/红外复合干扰技术现状及发展趋势

范庆君 赵敬泽 刘玉杰 赵非玉

（中国电子科技集团公司光电研究院 天津 300000）

1 引言

1967年的中东战争中，苏制的“冥河”反舰导弹成功击沉以色列的“艾拉特”号驱逐舰，标志着反舰导弹正式用于实战。作为现代海战中消费比很高的武器［1］，反舰导弹已成为水面舰艇的主要威胁来源［2］。

反舰导弹的末端制导系统是其作战效能的决定因素之一，目前，反舰导弹末制导主要采取雷达制导、红外制导和复合制导的方式。雷达/红外复合制导综合了红外制导、雷达制导的优点，具有很强的战场适应能力、快速目标精确定位能力和恶劣环境下的目标识别、分辨能力，据资料统计，在国外新装备的复合制导导引头中，雷达/红外复合制导占比30%以上［3］。针对雷达/红外复合制导的威胁，各国军方都在致力于发展相应的先进对抗手段，其中，诱饵技术是一种简单有效、低成本的对抗方法，发展可对抗雷达/红外复合制导的先进复合式诱饵是目前研究比较热门的一种对抗手段。

2 雷达/红外复合干扰技术现状

2.1 雷达/红外复合制导技术

自20世纪70年代中期，美国开始研制紫外/红外复合导引头以来，到目前世界上已经出现十余种复合制导体制的数十种精确制导武器［4］。雷达/红外复合制导技术是目前复合制导技术中常用的一种制导技术，由雷达和红外两种导引头共同参与制导，完成导弹对目标的搜索、捕获和跟踪等任务。雷达导引头主要解决导弹的制导距离，红外导引头解决导弹的制导精度，二者结合可有效提高制导效果。

复合制导导引头在制导过程中时通过模式转换来适应被攻击目标的参数变化和电子对抗环境的改变的。模式转换是为了保证在制导过程中有一个模式能正常实施对目标的跟踪与搜索，若某一模式被干扰或出现故障或不适应探测环境，就立即转换成另一种模式工作，模式转换的关键是设计好的双模逻辑转换电路，其功能主要是：在红外导引头无足够信号强度时，使用相位干涉仅使导弹接近目标，当红外导引头输出信号足够强时，自动转换到红外导引头的制导状态，确保制导精度，另外还要控制雷达导引头对红外导引头的角度随动时间，只有当红外导引头输出信杂比低于问值时，红外导引头才受雷达导引头的随动。雷达/红外复合导引头中参与复合的雷达是相位干涉仪，它的主要作用是测量目标的角位置，领红外导引头随动，使红外导引头的光轴对准目标［5］。部分典型雷达/红外复合制导反舰导弹型号及制导方式见表1。

表1 典型反舰导弹型号及制导方式

1）“雄风-2”反舰导弹

“雄风-2”式由中山科学研究院20世纪80年代研制，如图1所示，于1988年装备，该弹采用“飞鱼”导弹核心元件生产，末端采用X波段雷达和影像式红外线寻标器制导。据称，该弹还可在最后的攻击阶段做出“S”型机动规避动作［6］。

图1 台湾“雄风-2”反舰导弹

2）RBS15 MK3反舰导弹

RBS15 MK3是瑞典萨伯公司于1996年开始研制的的新型反舰导弹，如图2所示，该导弹具有较高的效费比，采用调频连续波信号数字编码技术，使雷达导引头的距离分辨力提高到可在目标群中识别特定目标特性的水平。它采用合成孔径雷达技术，进一步提高了角分辨率。另外，它还装备了双向目标信息修正数据链、用以提高中制导精度的GPS接收机和地形基准导航系统、贯穿战斗部、雷达/红外成像双模导引头及电子支援对抗/装置。

图2 瑞典RBS15 Mk3反舰导弹

3）远程反舰导弹LRASM

美国国防高级研究计划局于2009年授权洛克希德·马丁公司实施远程反舰导弹（LRASM）计划［7］，它通过先进的弹上传感器和处理系统减少武器对精确的情报、监视和侦察资源、数据链以及GPS卫星导航系统的依赖，导弹只需依靠粗略的初始目标提示就能精确拦截运动的舰船目标，甚至在极端不利环境中也能出色完成任务，其末端制导方式由单一红外成像制导改进为红外/主动雷达复合制导。

图3 LRASM方案效果图

2.2 雷达/红外复合干扰的现状

目前，国外对抗多模制导武器的舰载无源防护系统多采用能同时投放箔条、红外诱饵和假目标的组合式综合对抗系统，较先进的无源干扰系统有美国的快速和超快速离舰散开系统（RBOC和SRBOC）；法国的“达盖”（Dagaie）、“萨盖”（Sagaie）、“马盖”（Magaie）；英国的“乌鸦座”（Corvus）、“盾牌”（Shield）、“防栅”（Barricade）、“超级防栅”（Super Barricade）；美、英、丹麦共同研制的“蚊”（SEAGNAT）；俄罗斯的PK-2、PK-10、PK-16系统等。几种典型的组合式对抗装备情况如下：

1）“达盖”系列无源干扰系统

“达盖”系统［8］是由EADS公司防御电子分部研制，现已装备了法国海军，印度尼西亚，意大利、韩国、泰国、土耳其、科威特、台湾“康定”级护卫舰等，主要用于保护中小舰艇。

系统性能：

（1）发射系统：10只箱式回转式发射器，储运、发射一体化。

（2）控制系统：显示装弹情况，计算最佳干扰时间，选择最佳干扰资源。

诱饵弹资源

（1）33枚箔条弹，34枚红外弹。A、B型大型舰艇用箔条弹，D型小型舰艇箔条弹，C型近程红外弹。

（2）箔条散开尺寸：80m×150m，距海面20m～50m。

（3）C型红外10枚瞬时激活，24枚带伞延时，1s激活。

2）“防栅”系列无源干扰系统

“防栅”系列无源干扰系统是由英国瓦洛普工业公司研制，现已装备了英国、美国、意大利、南非、澳大利亚、印度、马来西亚、阿尔及利亚、安曼、肯尼亚等国海军，主要装备快速攻击艇、扫雷艇、隐身护卫舰等。用于对抗雷达、红外系统。

系统性能：

（1）发射系统：18管分6管束（超级防栅12管4管束，口径102mm），下三层固定，上三层方位可调。

（2）控制系统：控制发射、提示规避。超级防栅可计算最佳规避、最佳干扰方式。

诱饵弹资源：

（1）中程：中程箔条/红外干扰弹，射程800m～1000m（箔条），100m～1500m（红外）。

（2）近程：射程60m～100m，三枚齐射。

（3）超级防栅干扰资源有“超级栅栏”，“超级围栏”两种。前者近程红外/箔条弹，后者为中远程箔条/红外。

3）“西莱纳”多模软杀伤系统

由法国Etienne Lacroix公司研制的“西莱纳”多模软杀伤系统［9］主要用于保护中、小型舰艇，用于从小型到中型舰船的防护。可用于对抗雷达导引头、红外导引头、雷达红外复合导引头、激光导引头。现已装备德国5艘K130护卫舰、挪威6艘“盾牌”级导弹攻击舰、瑞典5艘“纳斯比”级快速攻击艇和2艘“哥德堡”级导弹艇、芬兰“哈米那”快速攻击艇和布雷艇。阿联酋6艘多用途弹道护卫舰。

系统性能：

（1）系统一次装载可对付6～12枚威胁，可计算施放位置，根据威胁的不同可使现有资源达到最佳的利用。

（2）发射器：发射器易于集成到任意的舰船，具有低特征信号，在电磁兼容性方面做了特别处理，以满足安全性需求。

（3）控制器：完全集成与CMS（Combat Management System）、ESM（Electronic Support Measures）在面临ESM威胁时可自动做出反应。

干扰弹资源：

（1）SEALEM 08-01：structural RF decoy运用先进的雷达反射器，具有大的雷达散射截面积，有效的极化、与舰船相似的波谱可有效模拟舰船的雷达反射。雷达诱饵施放效果见图4。

图4 雷达诱饵施放干扰效果示意图

（2）SEALIR 08-01 spectral infrared decoy采用与被保护舰船不同结果部位红外辐射光谱匹配的诱饵为舰船提供有效的保护。诱饵材料使用的低温燃烧材料，具有形状、和时间稳定性，可用于干扰双色导引头。红外诱饵施放效果示意图见图5。

图5 红外诱饵施放干扰效果示意图

2.3 目前组合式干扰方式存在的缺陷

采用组合式干扰对抗多模复合制导导引头的综合系统，存在以下不足：

1）材料性能

组合式干扰的载荷材料多为传统的箔条丝/点源药柱等，仅具备单一的雷达或红外特性。

2）干扰效能

采用组合式干扰，红外弹、箔条弹等分别装填，弹种多、体积重量大，在装备干扰资源一定的情况下，相当减少于舰船的干扰资源，降低了干扰效能。

3）作战使用

采用组合式干扰，箔条弹和红外弹分别发射，由于没有动力措施，导致诱饵弹发射后由于空气阻力迅速与目标分离，很快消失在导引头视场中；同时，由于速度差异和风速影响，使得箔条与红外诱饵迅速分离，不能达到有效干扰。

3 发展趋势

针对雷达/红外复合制导的技术特点和组合式无源干扰方式的不足，为有效提高水面舰艇在面对雷达/红外复合制导反舰导弹时的生存能力，需要开展新型雷达/红外复合干扰技术研究，开发新型复合干扰材料，具体有以下几种趋势：

1）单波段干扰材料混合

该方法是将红外波段与雷达波段对应的干扰材料按照一定的比例进行混合，由其中的红外干扰材料对抗红外制导，雷达干扰材料对抗雷达制导，从而实现对雷达/红外复合制导的有效干扰。

本方法干扰原理简单，材料易于获取，但存在着各组分材料之间相容性不一致、使用时组分之间交叉影响的问题。有人曾利用此法研制了以赤磷、铜粉和箔条的混合物作为载荷的诱饵弹［10］，发射后产生的气悬体可以对 3μm～5μm、8μm～14μm 和3mm、8mm波段产生干扰效果，是一种较好的宽波段干扰材料。

2）红外/雷达干扰一体化材料

在一体化复合干扰材料的研究中，主要是利用石墨层间化合物来达到多波段复合干扰的效果，典型的是膨胀石墨。膨胀石墨的突出优点是其密度很小，膨胀体积一般可以达到100ml/g～300ml/g，其漂浮性能较以前的一些干扰材料有了显著改善。膨胀石墨对毫米波的衰减主要表现为吸收；它对红外波段的衰减主要缘于其内部大最类似黑体腔的孔隙的吸收作用，以及C轴方向上许多厚度很小的薄片的散射作用［11］。可膨胀石墨可通过化学氧化法和电化学氧化法制备，制备的可膨胀石墨在无源干扰研究中通常爆炸分散法或燃烧发烟法进行扩散，但爆炸分散法中由于膨胀石墨所占比例限制，需要的装药量比较大；而燃烧发烟法成烟速度相对缓慢，难以实现大面域干扰。

3）导电型可燃烧的金属纤维基复合体

本方法是通过在可燃纤维基上涂镀一层对雷达有干扰作用的金属层而形成的。美国曾经开展研究过对抗雷达/红外复合制导导弹的合金骨架金属材料，金属骨架经过特殊处理，得到较大比表面积，暴露在空气中能够氧化自燃形成红外辐射信号，且本身的金属骨架结构也具有一定的雷达散射特性。德国发明过能产生高强度红外辐射的可燃箔条，在空中爆炸后形成缓慢下落的燃烧微粒红外辐射云，其辐射强度大于目标强度，燃烧持续大约1min。投放大量此种箔条形成“热云”，既可诱骗红外制导导弹也可构成射频雷达的假目标或陷阱［12］。

4 结语

目前，各国海军依然主要采用组合式干扰方式来对抗雷达/红外复合制导的反舰导弹，对抗效果差强人意。面对复合制导技术的飞速发展，复合干扰技术发展缓慢，干扰材料相对传统，缺乏新型的复合干扰材料。对此，亟需开展新型复合型雷达/红外复合材料的研究及应用，提出以下几点建议：

1）加强新型复合材料的研发，丰富复合干扰手段；

2）开展新型复合对抗材料施放技术的研究及应用，改善材料的分散性能，提高复合干扰效果；

3）开展仿真对抗效果的研究，加强新技术及新机理探究，增加复合干扰手段。