从专利信息看雷神公司反辐射导弹技术发展

上海航天信息研究所

宋振亚 华 春 唐 敏 圣冬冬

雷神（Raytheon）公司是美国反辐射导弹的主要研制和生厂商，自1985 年起已经生产了22800 枚高速反辐射导弹。雷神公司长期从事反辐射导弹研制工作，生产了大量反辐射导弹，具有领先的技术优势。持续进行技术研发是雷神公司反辐射导弹技术不断取得突破的基础，专利布局是雷神公司技术发展的保障。本文基于专利文献分析了雷神公司反辐射导弹的专利布局策略，梳理了雷神公司技术发展路线，形成对我国反辐射导弹发展方向与技术攻关等方面的启示和建议，支撑我军反辐射导弹装备建设创新发展。

一、专利布局现状分析

雷神公司研制了美国第一代AGM-45“百舌鸟”反辐射导弹并参与研制了第三代AGM-88“哈姆”高速反辐射导弹。2022 年的俄乌冲突中，乌克兰用“米格”-29 飞机发射了美国援助的AGM-88 反辐射导弹，来打击俄罗斯的雷达或迫使其关机。

雷神公司在反辐射导弹技术领域进行了长期研究，不断出现新的研究成果，技术能力居于世界前列。1964 年，雷神公司率先在反辐射导弹技术领域申请相关专利，至今已经申请了122 件专利，具有显著技术优势。从专利申请的技术分布来看，雷神公司反辐射导弹专利申请以反辐射导引头技术领域和多模复合制导技术领域为主，分别有45 件专利申请和43 件专利申请，如图1 所示，此外还涵盖了数据融合与实时处理技术以及仿真与电磁毁伤效能评估技术。

图1 雷神公司专利申请技术分布

二、技术发展路线分析

雷神公司技术发展路线，采用多模复合制导技术和数据融合与实时处理技术2 条发展路线并行发展的策略，如图2 所示。

图2 雷神公司技术发展路线

雷神公司研制的AGM-45“百舌鸟”第一代反辐射导弹在实战中暴露出一些严重问题，最严重的是其导引头所搜寻的频率被调整到了一个固定的范围，一旦敌方部署一台采用不同频率的雷达，就需要研发一种安装不同导引头的新型“百舌鸟”反辐射导弹。另外，当敌方地空导弹系统雷达关闭之后，已经发射出去的“百舌鸟”反辐射导弹就会立刻脱扣，进入无目标弹道运动状态[1]。针对这种问题，雷神公司于1964 年申请了专利US3832711A，主要用于解决反辐射导弹面对不同频段的雷达如何进行打击的技术问题。该专利提供了一种导弹制导系统，能够感测正在发射的一个频段的基波，例如，X 波段，正在发射的多个剩余频带的谐波，以及C 波段和S 波段。与已知的反辐射导弹相比，采用调谐技术的同一导引头对所有预期的辐射频段都有效。

通过采用调谐专利技术，改进后的“百舌鸟”反辐射导弹具有以下优点：一是因为仅接收所选基频内的辐射信号，所以相同的导引头对于所有预期辐射频带都是有效的；二是在非基带中传输的源的谐波含量中存在基带中足够的功率，实现了敌方频带的有效压缩，这允许导弹导引头中的传感器设备，如接收天线，针对基带进行优化，从而有助于提高多目标分辨率。三是在辐射源工作在基带以外的情况下，导弹导引头对谐波的接收有效地展宽了辐射源的通常的高方向性模式。

“百舌鸟”被出口到不少国家，有些在军事行动中使用，如以色列用其攻击埃及的SA-2“导线”和SA-3“果阿”地空导弹系统。在1982 年停产之前，各种变型的AGM-45 生产了大约18500 枚。1992 年AGM-45 反辐射导弹最终退役，随后被性能更好的AGM-88“哈姆”反辐射导弹代替[2]。

AGM-45 导引头调谐技术虽然满足了一定的作战需求，但是本质上仍然是单模制导技术，无法应用于复杂电磁环境，且抗干扰能力较弱。为了提高反辐射导弹的抗干扰能力，增强作战效果，雷神公司开始研究多模复合制导技术。雷神公司1976 年申请的专利US10488157B1 公开了一种双模导引头反辐射导弹，采用被动雷达/红外双模导引头，如图3 所示，红外传感器对4.0~4.8μm 频带内的辐射作出响应，射频传感器对6.5~16.5GHz 频带内的射频信号作出响应，红外和射频传感器共用一个光圈和光轴。值得注意的是，美国对其长期采取了保密措施，该专利直到2020 年1月21 日才公开，保密时间远远超过了一般专利的保密时间。

图3 被动?雷达/红外双模导引头

在该专利保密期间，雷神公司开始研制试验美国第三代反辐射导弹AGM-88“哈姆”高速反辐射导弹。AGM-88 反辐射导弹已经发展了多种型号，包括AGM-88A、AGM-88B、AGM-88C、AGM-88D、AGM-88E 等多种型号。AGM-88 反辐射导弹具有3 个显著优点：一是导引头覆盖频段宽；二是导引头灵敏度很高，AGM-88 反辐射导弹可以从辐射最弱的尾部进行攻击，大大提高了导弹抗诱骗的能力和战场生存能力；三是采用专利US10488157B1 中的多模复合制导技术，具有真正对抗雷达关机的能力[3]。

AGM-88D 在第6 批次反辐射导弹研制过程中采用了GPS 卫星组合导航。雷神公司申请的专利EP747657B1 公开了相关技术方案，该专利提供了一种 采用GPS 进行导航的武器系统，该系统包括一系列GPS 卫星，每个卫星都可用于传输GPS 数据。一种便携式传感器包括用于接收GPS 数据，并确定便携式传感器的第二位置的GPS 接收器设备。自测装置确定可移动无人值守地面传感器的第一基准位置。第一个基准位置比第二个位置更准确。误差装置确定第一基准位置和第二位置之间的GPS 误差，通过利用GPS 误差来显著提高制导武器的投送精度[4]。

三、美国现役反辐射导弹专利分析

AGM-88E 是美国现役反辐射导弹，美国海军对该反辐射导弹进行了升级，这也是美国目前最先进的反辐射导弹。AGM-88E 反辐射导弹是从AGM-88C 升级而来，在2003 年开始研制，2008 年投入小批量生产，2012 年开始批量生产。AGM-88E 主要装备在F/A-18战斗机和EA-18G 电子战机，以及“狂风”战斗机等[5]。

AGM-88E 反辐射导弹对制导控制系统和导引头进行了改进。AGM-88E 装备了双模导引头，采用主动毫米波雷达和宽频带被动雷达，导航系统采用GPS 和惯性导航（INS）。此外，AGM-88E 反辐射导弹装备了电视制导装置，借助于通信网络，数据链可将导弹攻击前的图像回传，用以评估导弹对目标的打击效果，确定是否需要对目标进行多次打击。

雷神公司在反辐射导弹多模复合制导技术领域不断进行技术迭代，从红外/被动雷达技术发展到红外/毫米波雷达技术、红外/半主动激光雷达技术、主动毫米波/宽频被动技术等[6]。2009 年雷神公司申请的专利WO2010059745A1 公开了一种多模导引头，包括红外导引头和射频导引头，射频导引头包括微波导引头、毫米波导引头、亚毫米波导引头等，红外导引头和射频导引头共享光学系统，如图4 所示。2015 年雷神公司在此基础上申请的专利US9683814B2 公开了一种具有主动和半主动终端制导的导弹。

图4 多模式复合导引头横截面示意图

为了提高反辐射导弹的精确导航能力，雷神公司还申请了一种用于在GPS/INS 系统中提高抗干扰能力的系统和方法（US5983160A）。该系统包括一个信号处理器，用于接收GPS 信号并将其下变频为基带频率，以提供I 和Q（正弦和余弦）信号。雷神公司将该技术用于升级AGM-88“哈姆”高速反辐射导弹，已经在2012 年4 月和5 月分别使用F-16 战斗机完成了改进型“哈姆”的两次飞行测试（如图5 所示），导弹成功地击中了正确的目标[7]。

图5 AGM-88“哈姆”飞行测试

AGM-88E 反辐射导弹加装了数据链设备，能够实时获取战场景象，对打击目标进行准确识别，以及对毁伤效果及时进行评估，提高了打击的突发性和命中精度，是AGM-88E 发挥作战效能的倍增器。在雷神公司申请的专利US8215237B2 中，公开了一种用于导弹数据链路系统的方法和装置，雷神公司2012 年申请的专利US9244155B2 又进一步公布了导弹在不同频带内与一个或多个通信站保持数据链路的方法。

四、启示分析

1.多模复合制导是反辐射导弹发展的方向

现代信息化战场面临着复杂的电磁环境，单一制导方式已不适应复杂电磁环境下的作战要求。面对多种反辐射导弹对抗手段，反辐射导弹导引头将由单一制导模式向复合制导模式发展。AGM-88E 反辐射导弹通过采用多模复合制导技术，大大提高了导弹的抗诱饵和抗关机能力，发挥稳定的作战效能。雷神公司在多模复合制导技术领域的专利布局包括红外/射频双模制导、红外/毫米波雷达双模制导、红外/半主动激光双模制导等模式；另外，雷神公司在光学探测器和雷达天线设计方面申请了专利，这种技术取消了用在机械扫描雷达系统中的天线伺服转台装置，优化了反辐射导弹导引头设计方案，成为未来复合制导技术发展的重要方向[8]。

2.反辐射导弹的模块化、通用化提高效费比

美军AGM-88 系列反辐射导弹的发展来源于型号的不断迭代，采用模块化设计，可根据任务需求和技术发展进行快速升级，大大提高了反辐射导弹研制和装备的效率。采用这种方式能够确保反辐射导弹的通用性和连贯性，降低武器研制成本，缩短武器研制时间，提高反辐射导弹研制的效费比。反辐射导弹在研制过程中可采用模块化设计，通过更换导引头，可执行制空、防空、对地打击等不同任务，简化了载机对弹药类型的需求量，显著提高了作战的灵活性和机动性。

3.提高反辐射导弹的网络化和智能化能力

AGM-88E 反辐射导弹装备了对作战效果进行评估的发射机以及进行广播服务的战术接收机，反辐射导弹在击中目标之前通过发射机将战场信息发送到美国国家安全局，然后通过美国国家安全局向作战指挥中心进行转发，能够对反辐射导弹的打击效果进行快速评估，还可以通过战术接收机将作战信息传输给飞行中的反辐射导弹。美军通过提高作战信息实时传输能力，将反辐射导弹深深嵌入到作战网络中，大幅提高了反辐射导弹的作战效能。我军在反辐射导弹研制中可以结合双向数据链技术，建立弹-星-机-地之间的数据通信链路，通过作战网络建设，结合人在回路控制技术的应用，实现作战任务再分配和作战毁伤评估能力，进一步提高反辐射导弹的智能化水平。

五、结论

雷神公司研制了美国第一代AGM-45“百舌鸟”反辐射导弹，此后又深度参与了第三代AGM-88“哈姆”反辐射导弹的研制工作。雷神公司通过型号研制工作推进专利技术研发，同时将尖端专利技术快速应用到型号研制工作中，形成了一个良性循环。这为国内反辐射导弹相关研发企业提供了一个很好的启示，如何促进专利和技术的双向发展，将专利技术快速应用到技术研发中，推进反辐射导弹的研发工作，这也是通过专利分析工作促进型号研制的应有之义。