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现代雷达面临的威胁与电子防御对策分析

2022-12-12罗军姬新阳李成杰

中国科技纵横 2022年21期
关键词:诱饵旁瓣敌方

罗军 姬新阳 李成杰

(中国人民解放军63889部队,河南孟州 454750)

0.引言

地面雷达作为现代战争的“千里眼”,能给敌方空袭武器带来直接威胁,同时也是敌方重点打击的对象。在作战行动中,雷达通常面临着敌方反辐射武器的硬摧毁以及电子干扰的软杀伤,这些威胁对雷达而言精确高效,如果没有足够的防御体系支持,雷达就是“瞎子”“摆设”。针对雷达面临的威胁要做到“眼不花”“盯得紧”,在技术上可以采用雷达组网和装备低截获概率雷达等措施降低反辐射武器的截获概率,在战术上可以采用设置雷达诱饵和构筑工事防护等保护雷达阵地。为有效保护我方雷达,有必要对雷达电子防御进行研究,从而为防空反导作战行动中如何对雷达实施灵活高效的防护、提高实战环境下我方雷达的生存能力提供参考。

雷达防御是保护己方电子信息设备、系统、网络以及相关武器系统或人员作战效能的正常发挥而采取的措施及其行动的统称,包括雷达反干扰、雷达反隐身、抗电子摧毁和组织战场电磁兼容等, 雷达电子防御已成为电子信息系统、设备能否正常发挥效能的关键与先决条件,是信息化作战条件下电子信息系统防御和地面重要目标综合防护的主要内容。

1.雷达电子防御面临的威胁[1]

现代战争中,进攻方在发起攻击前,首先需要通过各种侦察手段,获取对手的雷达及阵地位置信息、电磁辐射、可见光、光电侦察监视装置(EO)、CCD拍照、合成孔径雷达(SAR)、红外以及热源探测等特征,然后将这些特征装订入武器系统中。其中,电磁特征可以装订到干扰系统或是反辐射武器系统中,可见光、光电侦察监视、CCD拍照、合成孔径雷达、红外以及热源探测等特征可以装订到制导武器系统中。作战行动开始后,进攻方将根据战场态势,选择不同的攻击方式对防守方进行“软”杀伤或是“硬”摧毁。

1.1 雷达侦察

为了取得雷达对抗所需情报而进行的电子对抗侦察,通常来说,雷达侦察就是要截获雷达辐射的电磁波信号并分析雷达辐射信号。使用各种体制的电子对抗侦察设备,对战场的各种信息进行侦察、记录、分析、处理、传递和利用,查明各种雷达装备与武器系统部署的位置、数量、类型、技术性能参数等,严密监视敌方的军事行动和企图,以获取重要军事情报,并保障作战时能够准确地实施电子干扰或硬摧毁[1]。

1.2 雷达干扰

雷达干扰是利用雷达干扰设备或器材辐射、反射(散射)或吸收电磁能,削弱或破坏雷达对目标的探测和跟踪能力的各种战术技术措施,使其不能正常工作或完全失效,起到软杀伤的作用。在现代雷达工作环境中,不仅存在来自有意释放的各种电子干扰,而且还存在着各种来自工业和日常生活中无意的电子干扰,它们都会对雷达的工作造成不同程度的影响。尤其是战场环境下敌方释放的有意干扰,更是影响雷达作战效能发挥的主要威胁。

1.3 摧毁威胁

雷达部队面临的摧毁威胁包括反辐射武器、激光制导武器、电视制导武器、红外制导武器等,是一种以火控、制导以及其它雷达为主要目标,利用电磁辐射信号进行被动制导,开机即遭到精确打击。从而直接摧毁辐射源的武器,主要有反辐射导弹和反辐射无人机等。相比电子干扰的“软杀伤”,反辐射武器的“硬摧毁”威胁程度更加严峻,不但摧毁雷达装备,而且危及雷达操作手的生命安全,对雷达操作手的心理造成强大压力,是电子对抗斗争中非常重要的作战手段。作战中,电子干扰和反辐射摧毁一起形成软硬一体的作战能力。

1.4 雷达隐身

隐身技术是以电磁波散射理论为基础,使目标在雷达探测波束照射范围内具有极小的雷达截面积(RCS),大幅度减小被雷达接收机截获的电磁回波能量,使雷达对目标的探测距离缩短的各种技术措施[2]。

2.雷达电子防御分析

雷达反干扰,主要做到反侦察、知干扰、抗干扰。雷达反侦察,包括隐匿行动、避敌侦察,控制辐射、防敌侦察,藏骗结合、抗敌侦察。抗反辐射攻击,包括波段转换、迅速关机或闪烁、接力开机或投放专用介质。雷达反隐身,主要体现在频域、能域和空域以及新体制反隐身等方面。对于雷达分队来说,开展雷达电子防御训练,即是训练的重点、也是训练的难点。

2.1 雷达反干扰

2.1.1 背景设置

干扰雷达的方式主要分为压制干扰和欺骗干扰。在实兵演练中,构建干扰飞机、侦察飞机—-突防飞机(无人机)—-突击目标(地面雷达)“三点一线”的典型战术场景。干扰机采取多频密集假目标干扰、梳妆谱噪声(瞄准阻塞式干扰)+转发式密集假目标干扰两种主要干扰样式用来模拟敌方对我方雷达进行干扰,其中干扰飞机尽可能保持对被干扰雷达的主瓣以及近旁瓣干扰。如图1所示。

图1 演练背景图

当雷达受到干扰机干扰时,雷达通过反干扰措施,能够及时发现对其副瓣和主瓣实施干扰的干扰飞机。当探测突防飞机(无人机)时,雷达就会和干扰飞机的主瓣形成三点一线,从而形成主瓣干扰,且无人机RCS小,机动性能强,使得在主瓣干扰条件下的无人机探测难度较大。而雷达特有的暴露特性,如外形、电磁辐射、热辐射、反射、阵地的配属等,使雷达在搜索跟踪目标的同时,又要保证不被对手侦察打击,这给雷达带来严峻的生存威胁。

2.1.2 应对方法

在演练中,以某警戒雷达为例,利用单装备现有技术措施,当副瓣干扰时,比较有效的是“副瓣对消+点迹过滤”抗副瓣干扰措施组合。由于该雷达没有抗主瓣干扰的针对性措施,那么就要灵活运用现有的抗干扰手段。当主瓣干扰或近旁瓣干扰时,因此采用“间歇改频”的方式,在雷达天线转动时,对非主瓣干扰区采用“脉组捷变频”,主瓣干扰区“脉间捷变频”,这两种方式在干扰环境中发现目标效果较好。“间歇改频”在干扰侦察区频繁、快速的改频,既给干扰机侦察带来困难,又牵制和稀释了干扰资源。

此外,把握雷达搜索目标的时机,也是在干扰环境下发现目标的有效方法。当干扰机转弯时,辐射天线不能完全的对准雷达,这个时候它无法对雷达造成干扰,是搜索发现目标的重要时机,采取取消反干扰措施来提升信号的能量,降低雷达对信号处理的损失,增加发现概率。

雷达要进行反干扰,首先需要判断受到干扰的类型,而后有针对性地实施抗干扰措施。因此,如何判断受到干扰类型至关重要。要准确判断干扰类型需用多种手段综合研判。传统的判断干扰情况只是看P显上的回波和虚警数,但P显在采取了反干扰手段后,画面比较干净,当干扰减弱时,难以察觉。此时就要用到A显的原始回波的信号,通过A显信号的噪底来进行辅助判断,进行干扰的动态变化观察,以便及时调整反干扰手段。

2.1.3 方法总结

对于雷达来说,提高抗干扰能力,可以从空域、频域、功率域、时域和极化域等多方面采取措施。

在空域上,尽量减少雷达在空间中受到敌方侦察、干扰的机会,以便更好的发挥雷达性能。空间选择抗干扰措施主要提高雷达的空间选择性,重点抑制来自雷达旁瓣的干扰,针对旁瓣噪声抑制干扰和假目标欺骗干扰,可采用的空间抗干扰技术主要包括窄波束、旁瓣对消、旁瓣匿影技术等。

在频域上,利用雷达信号与干扰信号频域特征的差别来滤除干扰。当雷达迅速改变工作频率跳出干扰范围时,就可以避开干扰,常用的频率选择抗干扰方法包括靠近敌雷达载频的频率工作、频率捷变、频率分集等。

功率抗干扰是抗有源干扰特别是抗主瓣干扰的一个重要措施,通过增大雷达的发射功率、延长在目标上的波束驻留时间或增加天线增益,提高雷达的抗干扰能力[3]。

接收机内抗干扰技术,根据干扰和目标型号某些特性的差异,通过优化接收机内部电路、优化信号处理方法等手段,最大限度地抑制干扰,同时输出目标信号。主要包括:宽-限-窄电路、抗波门拖引电路、脉冲串匹配滤波器、恒虚警处理电路、雷达杂波图控制技术等。

2.1.4 经验总结

首先加强对电子威胁和对手的研究,不断积累实战化电子战经验。比如,对干扰机的工作机理干扰流程不了解,认为单一的频率捷变就可以抗干扰,导致过早的采用了频率捷变,提前暴露了雷达频率资源。被对手的侦察机接收,再用这种措施的时候效果不佳。

其次,要破解反干扰就是屏幕上干净,只留目标的认识,使得盲目的采用多种抗干扰措施,反干扰的最终目的是全面掌握、发现目标,而不是一味的追求画面的整洁,一直采用反干扰手段,导致过度的反干扰使真目标的信号损失过大。

2.2 雷达反侦察

基于上述的暴露特性,首先介绍对手常用的侦察识别手段和判别途径。主要包括:通过可见光、光电侦察监视装置(EO)、CCD拍照、合成孔径雷达(SAR)、红外以及热源探测对我方雷达进行侦察。综合考虑上述手段的作用机理,我们可以有针对性地经行雷达反侦察。例如:采取设备遮罩、迷彩伪装、改变目标外形辐射及热源特征、布设假目标等迷惑对手,达到隐真失假伪装防护的主要目的。

在防光电侦察上,利用伪装网、收集或进行变色处理的植物来隐蔽雷达,结合地物地貌等天然遮障,降低目标显著性和改变目标外形。另外,还可以利用烟雾伪装来反光学侦察,通过使用隔热材料对电站的排气管进行隔热处理来减少红外热源辐射。如图2所示。

图2 雷达伪装

在防SAR成像上,由于雷达装备都是金属面,反射面积大,反射特性比较明显,因此为了消除这个影响,采取装配假目标来模拟雷达阵地目标。还可以改变真实目标电磁反射外形,在真实目标方舱周围抛洒角反射器,达到改变敌方SAR成像中的目标外形的目的。如图3所示。

图3 装配式假目标

在伪装防护上把握原则:(1)避免同一性,同一类目标聚集容易造成特征群;(2)避免规律性,整齐划一,富有规律的布阵特征明显;(3)注重真实性,与战场环境不符的伪装,差异性明显;(4)注重环境融合度,注意渐变、反斜面,最好是天然伪装;(5)注重特征消除,如影子、痕迹、人员活动。

2.3 雷达抗摧毁

雷达抗摧毁通常采用两种手段来进行:(1)采取各种雷达反侦察手段,隐蔽雷达的重要设施和电子信息系统,使敌方难以发现目标,同时部署假目标,做到隐真示假;(2)采用战术和技术措施加强防护措施,使敌方难以瞄准目标,如采用雷达诱饵。

例如在某任务中,雷达分队在对抗反辐射武器攻击过程中布设雷达诱饵,成功诱骗四架反辐射无人机和一枚反辐射导弹攻击。

在此任务中,我方采用了3部诱饵按照菱形布阵,且分别采用了“闪烁”工作模式,3部诱饵信号的脉冲前沿在时序上“交替”超前雷达信号(如图4所示),致使敌方无人机导引头误断只有1部诱饵在工作,并且3部诱饵工作的位置不断变化,使得反辐射无人机在俯冲过程中导引头随着诱饵的闪烁而不断的变化侧向结果,使无人机不断地调整攻击目标。而随着俯冲高度的不断降低,导引头视场角会逐渐区分开3个诱饵,此时,即使导引头锁定了1个诱饵,但由于反辐射无人机离地面的距离过近,机身没有时间再来校准飞行轨迹,最终导致反辐射无人机无法击中雷达。

图4 诱饵信号“闪烁”“交替”示意图

3.结语

随着装备技术的不断发展,雷达面临新的威胁将不断涌现,雷达装备的战场生存能力和作战效能的发挥与雷达电子防御的关系也必将越来越密切,雷达兵面临的挑战也必将越来越严峻。本文从雷达电子防御概念入手,分析了当前雷达主要面临的威胁,并针对这些威胁重点阐述了如何进行电子防御,以实际军事任务为案例,阐述了相关电子防御方法十五实施经验及需要把握的原则。

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