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反辐射导弹如何对付雷达关机

反辐射导弹如何对付雷达关机

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反辐射雷达是陆基雷达的“天敌”,因此技术人员们也想出了很多技术手段,来“对付”反辐射雷达,其中最简单,但同时也很有效的办法就是“雷达关机”,让顺着雷达波“按图索骥”飞向雷达的反辐射导弹突然“失明”,因而丢失目标。在越南战争和科索沃战争期间,北越和南联盟军队就多次使用雷达关机的手段,让美军的反辐射导弹频频失准,从而最大限度保护了陆基雷达网络不被空袭破坏。雷达关机,已成为反辐射导弹命中目标的头号难题和障碍。那么,面对雷达关机,反辐射导弹能否拿出新的应对办法呢?本文中介绍的,就是一种对付雷达关机的新思路,这就是通过无源相干定位技术来帮助反辐射导弹命中目标。
 

美国第三代反辐射导弹AGM-88“哈姆”,虽然采用了目标记忆技术,但美国空、海军均认为,其仍难以有效对抗雷达关机战术
雷达关机——让反辐射导弹头痛的难题
雷达关机之所以成为反辐射导弹的克星,根本原因是反辐射导弹对于目标辐射源具有极强的依赖性。我们知道,反辐射导弹的工作原理,是导引头以辐射源信号为制导信息,导引导弹直至命中目标。因此,反辐射导弹必须有辐射源才能正常工作。只要地面雷达不开机,无辐射信号,反辐射导弹就无法攻击。
即使地面雷达开机,对于已发射的反辐射导弹,采取关天线、大角度转天线等手段,虽然不能完全保证每次都能摆脱反辐射导弹,但仍可大大降低其命中精度和毁伤效果。据记载,越南军队曾多次采用关机、多部雷达交替开机、大角度甩摆雷达天线、快速调整工作频率等对抗措施,使美国第一代反辐射导弹“百舌鸟”的命中率下降到3%~6%。尽管第二代反辐射导弹采用了目标位置和目标频率记忆装置,使得雷达关机以后,反辐射导弹也能根据关机前的目标位置和频率飞向雷达,但在实战中,仍然不能有效对付突然关机的雷达。这是因为反辐射导弹本来对目标信号的持续跟踪能力就比较差,一旦信号源关机不发射信号,反辐射导弹的导引头就很容易失去对目标的跟踪。而且有的时候敌方雷达不光只是关机,还会在大幅调转天线角度后重新开机,这个时候由于天线方向发生很大变化,雷达波辐射方向也跟着发生了改变,反辐射导弹新截获的信号与之前的信号产生很大不同,也会因此丢失跟踪目标。对于号称非常先进的第三代反辐射“哈姆”导弹,美国海军和空军都曾表示只要敌方雷达突然关机,导弹就基本上无法命中和摧毁目标。

AGM-88对地面雷达进行攻击的典型作战模式 
无源相干定位——对付雷达关机新思路
众所周知,反辐射导弹采用无源制导方式来寻找目标,它的优点是本身不发出信号,非常隐蔽,但缺点是信号源一旦丢失,命中率就大幅下降。而在制导技术中,还有一种半主动制导技术,其原理是利用其他照射源(主动源)照射目标,而导弹本身则不进行辐射,利用从目标上反射回来的信号进行跟踪,最终命中目标。那么,这种半主动制导的思路,是不是也能应用在反辐射导弹对付雷达关机的作战中呢?科研人员们借鉴这种思路,提出了一个新办法,就是利用数字卫星电视信号的无源相干定位技术作为照射源,为反辐射导弹打击关机雷达提供类似半主动制导的目标定位。
那么什么又是数字卫星电视信号的无源相干定位呢?我们知道,陆基雷达开机发射雷达波探测空中目标时,会发射大量雷达波,这些雷达波与空中广域覆盖的数字卫星发出的电磁波信号会产生波的相互干扰效应,学过中学物理的读者都知道,这就是波的相干现象。发生相干以后,数字电视信号就会发生扰动变化,如果接收并分析这些发生扰动以后的数字电视信号的波形变化,并与没有发生相干的原信号波形进行对比,就能从中分析还原出干扰它的陆基雷达雷达波的频率、方位等信息。如果将这些信息传给反辐射导弹,即便雷达关机,反辐射导弹也能利用相干定位技术获得的准确信息摧毁陆基雷达。
 用数字电视信号做照射源有几个好处,第一是数字电视信号频带宽、覆盖范围广。现在数字卫星电视信号数字卫星广播信号发射信号频带宽(极限可达1 000 MHz以上)、功率大,可供利用的辐射源资源多;同时,由于直播卫星分布于地球同步轨道上,使得发射信号覆盖范围极广,这就使利用发射信号作为机会照射源的可能性增大。如Ku波段卫星电视广播的上行频率范围为14 GHz~15 GHz,下行频率范围为11.7 GHz~12.2GHz,和雷达的频率相近,而且卫星飞行在太空中,视野广阔,不易被攻击。
第二是数字电视信号与通常使用的激光半主动或雷达半主动照射相比更为隐蔽,一般的陆基雷达为了对付半主动制导武器,都设有激光和雷达告警装置,只要有激光和雷达照射源一照在陆基雷达上,就会发生告警,陆基雷达就会马上转移或隐蔽。但数字电视信号本来就广泛存在,属于非敌对的背景信号,因此陆基雷达无法对其进行告警,只能在其照射下被动地“现出原形”。
实际上,数字卫星电视信号相干定位的原理和技术在军事上早有应用,南联盟就曾经使用它来定位和发现美军的隐身飞机。因为当隐身飞机从数字电视信号波中飞过时,其机身也同样会与信号波产生相干现象,南联盟使用地面雷达信号接收机接收到相干后的回波信号并进行分析,就能发现在空中飞过的美军隐身飞机。
 

采用数字卫星电视信号的无源相干定位技术对关机雷达进行攻击示意图,从图中可以看到,借助卫星的无源相干定位照射,陆基雷达即便关机也难逃反辐射导弹打击
反辐射导弹打关机雷达的具体过程
当反辐射导弹载机飞临战场后,载机上的探测设备检测到防空雷达电磁波照射,并且判断地面防空雷达已进入反辐射导弹射程时,则可发射导弹。
导弹发射后,反辐射导弹导引头开始工作。这时太空中的数字卫星电视信号也通过对陆基雷达目标的照射和相干后,产生了回波信号。导弹头部的天线开始接收各种各样的敌方雷达信号(包括工作频段和各种不同的雷达体制)和经目标反射和相干后的数字卫星电视信号,处在导弹尾部的基准天线直接接收来自地球同步轨道的Ku波段直播卫星辐射信号。
当反辐射导弹内部的信号处理设备对头部和尾部分别截获的微波信号按照相干定位原理进行分析,就能从中还原得到雷达的位置和频率信息。这时即便陆基雷达目标突然关机,反辐射导弹也能利用数字电视信号提供的信息持续追踪并命中目标。如果在反辐射导弹向目标飞行的过程中,目标雷达又重新大角度调转天线方向后重新开机,这时也不用担心,反辐射导弹会将新获得的雷达跟踪信号与原先数字电视信号提供的相干定位信息进行比对和融合,当这两个目标跟踪通道同时工作时,反辐射导弹对目标的跟踪和命中精度反而更高了,就不会出现一般反辐射导弹遇到大角度调转天线后重新开机的雷达就容易丢掉目标的情况了。
 
结语
数字卫星电视信号相干定位技术的原理已经相当成熟,但要在反辐射导弹对付雷达关机的实战中使用,还面临一些技术问题。首要的一点是相干定位技术目前定位精度还不够高,用于对隐身飞机进行预警已经够用,但精度要达到火控级别还有一定困难。其次,用于侦察隐身飞机的相干定位系统(如捷克“维拉”E型反隐身雷达)是固定不动的,而反辐射导弹在接收相干定位信号的同时,自身也在快速飞行中,这就加大了信号接收的难度,也会影响命中精度。目前这一技术,还处于实验室研究阶段,未来如果能够运用在反辐射导弹上,将会极大地提高反辐射导弹对陆基雷达的命中率。
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