提高雷达战场生存能力的方法研究

2021-11-28 10:24王昫冯顺平张嘉祥李铭伟
科技与创新 2021年8期
关键词:低空战场雷达

王昫,冯顺平,张嘉祥,李铭伟

提高雷达战场生存能力的方法研究

王昫,冯顺平,张嘉祥,李铭伟

(空军预警学院,湖北 武汉 430019)

现代雷达面临着电子干扰、反辐射武器、隐身目标、低空突防等方面的威胁,雷达生存能力堪忧。为提高雷达战场生存能力,主要从提高反侦察、抗干扰、抗摧毁、抗隐身目标、抗低空突防能力等方面入手展开研究,探讨提高雷达战场生存能力的方法策略。

雷达;侦察;干扰;反辐射

随着各种电子武器装备的发展与运用,现代战场电磁环境呈现出复杂多变的趋势,加上电子侦察、电子干扰、火力摧毁、低空突防、隐身技术等手段的日益成熟,当前雷达目标的生存环境愈发恶劣。如何提高雷达战场生存能力是当前该领域的重难点问题。

本文首先介绍了雷达战场生存能力的基本概念,分析了雷达存在的固有缺陷,然后总结了影响雷达生存的因素,最后从提高反侦察、反干扰、抗摧毁、抗隐身目标、抗低空突防能力五方面提出了相应的提高雷达生存能力的方法策略。

1 雷达战场生存能力的概念及主要影响因素

1.1 雷达战场生存能力的基本概念

雷达战场生存能力是指雷达系统在电子对抗、反对抗过程中能持续保持有效执行作战任务能力。雷达战场生存能力是雷达系统在现代战争激烈对抗斗争环境中实战能力的概括反映[1]。

1.2 影响雷达战场生存能力的主要因素

自雷达问世以来,已经走过近一个世纪的发展。现代雷达的各项技术已经趋于成熟,具有相当的先进性。但由于雷达本身固有的一些特性,暴露出了其在战场的一些缺点,主要表现为以下几方面:①雷达主动发射电磁信号,易暴露自身;②雷达利用信号回波对目标进行探测,易受干扰;③与电子对抗相比,雷达探测距离更短;④雷达易受地杂波、天气等环境因素的影响。

利用雷达固有的弱点,电子对抗、隐身目标等手段方法的大量运用,使得雷达系统战场生存能力受到严重影响。目前,可将影响雷达战场生存能力的因素总结为以下几类[2-3]。

1.2.1 战场电磁环境趋于复杂

现代电子对抗手段运用多重侦察技术,形成了海、陆、空、天、电五位一体的电子侦察体系。在确定的时、频、空域内,战场电磁信号重复交叠,参数多变快变,能量此起彼伏。这使得雷达周围的电磁环境复杂多变,从而减弱了雷达发现目标的能力,降低了雷达的作战效能,雷达的生存能力受到威胁。

1.2.2 反辐射武器升级换代

运用反辐射武器的导引设备,即可对雷达信号进行截获、定位雷达。然后,反辐射武器将引导武器装备部件对雷达进行打击。反辐射武器在工作时不辐射电磁波,具有较好的隐蔽性,对雷达威胁较大。

反辐射武器包括反辐射导弹和反辐射无人机等。美国的AGM-88“哈姆”是当今较为先进的反辐射导弹。与“哈姆”前身AGM-45“百舌鸟”相比,“哈姆”大幅度提高了导引头的频段覆盖范围、灵敏度和视场,其制导方式更加灵活,破坏威力更大。反辐射武器能彻底摧毁雷达,有非常大的威慑作用,是现代战场上制约雷达不可或缺的作战手段。

1.2.3 隐身技术日渐成熟

隐形技术也称“低可探测技术”,即通过技术手段来改变己方目标的可探测性。目前,隐身涂料、隐身结构设计与加工技术、等离子体隐身技术日渐成熟,大大降低了电磁设备的有效辐射面积,影响了雷达预警探测性能。隐身技术已成为现代雷达最严重的威胁。

1.2.4 低空突防不断增强

由于雷达周围地形的影响,低空区域是雷达探测的盲区。现代战争中,许多飞行武器设备都装备了地形跟随系统,具有相当好的低空突防能力,这使得雷达对低空目标不能作出快速反应。低空目标的存在将直接影响到雷达的生存。

2 提高雷达目标战场生存能力的方法

2.1 提高反侦察能力

一般提高雷达反侦察能力的方法是通过降低雷达信号截获概率实现的。降低雷达信号截获概率有多种方法,雷达通常采用某种伪随机噪声调制波形,将信号能量被扩展在一个相对宽的频带上,这样信号被检测的概率大大降低。其次,在不需要雷达具有最大的探测距离和发射功率的情况下,降低雷达信号发射功率,降低信号发射旁瓣电平也能有效地降低信号截获概率。

同时,合理地选择雷达频段,发射波形复杂的信号,并变换参数调制方式也是行之有效的方法,比如信号波形可以采取线性调频或非线性调频使波形捷变,信号的频率参数可以采用伪随机捷变、频率分集、脉组捷变等。

除了以上方法,采用双/多体制的雷达系统也能提高反侦察能力。由于双/多体制的雷达系统接收系统与发射系统隔离,即敌方电子侦察系统只能对发射站信号进行截获,而无法对接收站进行侦察,将发射站重点布置,这将大大提高雷达系统的战场生存能力。

2.2 提高抗干扰能力

现代雷达系统的信号处理模块已经较为完善,比如对于类似箔条等无源干扰,采用动目标显示和检测技术是很有效的。其次,采用脉冲多普勒雷达也是十分有效的抗无源分布干扰的方法,探测低空或近低空的雷达应该更倾向选用这类雷达。对于有源干扰来说,简单且行之有效的方法是采用抗干扰的增益控制和抗饱和电路,其他方法还包括天线极化、频率捷变技术、脉冲压缩技术、旁瓣对消技术等。需要指出的是,任何单体制的雷达,其抗干扰的能力是一定的,想要获得综合抗干扰的雷达,必须运用多种技术,考虑多体制类型雷达。比如雷达组网就是一种抗综合干扰的方法,雷达组网将不同体制、频段、用途、极化方式的雷达组网,组网后这些雷达将视为一个雷达系统进行探测工作,其工作频率较宽,且空间上分布较广,给电子干扰带来了更大的难度,大大降低了干扰效果。

2.3 提高抗反辐射武器能力

反辐射武器能对雷达目标进行攻击的前提是雷达信号已被截获、识别、定位,所以提高雷达抗反辐射武器的方法是采取上述一些反侦察手段,让反辐射武器导引设备无法加载雷达信息,即可达到抗摧毁的目的。

若雷达信号已被侦察接受机截获,则可以采取以下方法进行自卫。主动的方法包括设置防空导弹、歼击机、干扰机、激光射速武器等,将反辐射武器摧毁;或采取扰乱导引设备的干扰机对反辐射武器进行软杀伤,使其“致盲”。被动的方法包括投放专用媒介物质,破坏反辐射武器与雷达目标之间的电磁传播条件,设置一些雷达诱饵等。对于一些采用光学和红外导引设备的反辐射武器,还应该研究对抗和红外光学导引头设备的方法,比如热气球、拽光弹等,这是下一步的研究方向。

2.4 提高抗隐身目标能力

传统的雷达反隐身目标方法一般通过提高雷达系统的灵敏度和隐身目标的有效辐射面积来实现。为了提高雷达系统的灵敏度,可以采用高增益技术、超宽带技术和频谱缩减技术。在提高隐身目标的有效辐射面积中,可以采用无载波雷达技术和双/多基地雷达技术。由于隐身目标在侧后方的散射范围不是很大,所以需要多部雷达对隐身目标进行跟踪,这就要求雷达系统具有庞大的计算处理系统。多基地雷达技术在不同的基地布置多部接收机和发射机,适用于对隐身目标的探测,利用多部接收机结果进行分析比对,对目标位置进行精确分析。但是要注意的是,这种雷达精度较小,只能用作警戒雷达,不能作为搜索雷达、制导雷达使用。

除此之外,现代雷达已经不止能探测电磁目标自身,还能够探测到一些电磁目标引起的空间特征,比如一些特殊的雷达系统就能探测到大气密度、湿度和成分的改变。这表明,雷达可以通过探测隐身飞机的排气来探测到飞机飞行的轨迹,这样就可以实现对隐身目标的探测。更有甚者,某些多基雷达是利用监测空间中固有的信号传输来实现目标定位的。著名的“沉默之眼”——捷克的维拉雷达就属于这种雷达,通过监测隐身飞机飞行中对空间固有电波的干扰来实现对隐身飞机的探测。

2.5 提高抗低空突防能力

低空突防目标给雷达造成严重威胁。从技术方面来说,可以提高雷达平台高度增加雷达探测距离,比如空中预警机、星载雷达、天波超视距雷达等。还有一些克服多径效应、杂波的技术方法,比如多阵列天线、对称单脉冲、非对称单脉冲、脉冲多普勒技术、动目标检测技术、空域滤波技术、空间谱估计技术等,都可以用以对付低空突防目标。发展低空补盲雷达也是提高低空突防的方法,低空补盲雷达的关键是建立合理的补盲区域,采用超余割平方波束的补盲雷达可以提高测角性能和抗干扰性能,还有-30 dB的副瓣,这对于从强杂波中提取低空目标是十分有效的。

从战术层面来说,现代战争是多种手段配合的联合作战,总体部署、预先设置防空导弹等应付措施,采取合理的战术完善现代战场防空系统的火力配置,增强对低空突防目标的打击能力是消灭低空突防目标的重要手段。

3 结束语

现代雷达系统面临的“四大威胁”将长期存在,并随着雷达技术的发展而发展,这对现代雷达战场生存能力提出了严峻的考验。在现代战争中,要提高雷达战场生存能力,仅仅从单部雷达入手已经不能满足要求。

现代雷达正朝着集成化、模块化、智能化、网络化方向发展。因此,在发展各种探测手段和新体制雷达技术的基础上,必须从整个雷达系统入手,建立综合防御体系,做好充分的战略战术部署准备,并与防空火力体系建设紧密结合,实现一体化探测和攻击,从而最大限度地提高雷达战场生存能力。

[1]陈珂.提高雷达战场生存能力研究[J].科技向导,2010(36):167-168.

[2]桑炜森.电子战与雷达生存能力[J].电子对抗技术,1994(3):20-22.

[3]古军峰.雷达反侦察技术及战术[J].舰船电子对抗,2012(8):71-73.

E933

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2021.08.016

2095-6835(2021)08-0047-02

王昫(1984—),男,河北邢台人,硕士,主要研究方向为预警作战指挥。

〔编辑:王霞〕

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