徐思婧，董秋杰

（中國空空導(dǎo)彈研究院，河南 洛陽 471009）

機載反輻射導(dǎo)彈，是一種對多層次防空體系中的雷達電磁輻射源進行識別、定位、制導(dǎo)、摧毀，從而使防空體系失效的精確制導(dǎo)武器。其利用輻射源的輻射能量，進行被動尋的，搜尋和打擊防空系統(tǒng)的制導(dǎo)、警戒和引導(dǎo)雷達，壓制防空武器和預(yù)警指揮系統(tǒng)。反輻射導(dǎo)彈的導(dǎo)引頭，實際上是一個電子偵察系統(tǒng)，在復(fù)雜的電磁環(huán)境中對信號進行捕獲、分選、識別，最終選定目標(biāo)雷達的輻射源信號，對其進行打擊摧毀。

現(xiàn)在國際上比較先進的反輻射導(dǎo)彈型號，為美國研制的“HARM”哈姆導(dǎo)彈，其自上世紀(jì)80年代裝備美軍部隊后，多次投入戰(zhàn)爭，并取得有效戰(zhàn)績。同時，HARM的改進型也在不斷地研制與發(fā)展中。

1 機載反輻射導(dǎo)彈系統(tǒng)綜述

圖1所示為機載反輻射導(dǎo)彈原理組成框圖。

圖1 機載反輻射導(dǎo)彈原理框圖

圖1中，雷達信號探測系統(tǒng)用以實現(xiàn)對目標(biāo)雷達信號的搜索、捕獲和測量，其由天線和接收機共同組成。接收機根據(jù)預(yù)先裝訂的數(shù)據(jù)，對天線接收到的射頻信號完成選頻和放大。反輻射導(dǎo)引頭通常選用頻帶寬的螺旋天線，以滿足對抗不同目標(biāo)信號的不同頻帶分布需求。由于制導(dǎo)系統(tǒng)需要根據(jù)目標(biāo)輻射源到達導(dǎo)引頭的方位、俯仰兩個偏角來確定導(dǎo)彈與目標(biāo)的相對位置信息，要求至少由4個或更多的天線組成天線系統(tǒng)，利用目標(biāo)雷達到達4個天線的不同波束信號間的相位、強度等的差值，對其進行比對、計算，以確定彈目相對方位。當(dāng)導(dǎo)彈偏離目標(biāo)，方位的偏差值將會由控制系統(tǒng)形成電信號送入舵機，控制彈體做相應(yīng)的機動，以糾正導(dǎo)彈飛行方向的偏差。

數(shù)據(jù)鏈接收機，用于接收在掛機階段載機向?qū)棸l(fā)送的信息數(shù)據(jù)，如包含了目標(biāo)輻射源方位、波形、重頻等信息的輻射參數(shù)，以及導(dǎo)彈飛行任務(wù)指令等。在裝有INS/GPS的反輻射導(dǎo)彈上，數(shù)據(jù)鏈還用于在導(dǎo)彈自主飛行階段接收位置修正的信息。反輻射導(dǎo)彈多采用雙向數(shù)據(jù)鏈結(jié)構(gòu)。導(dǎo)彈在接收到載機加載的目標(biāo)信息，并根據(jù)此信息對預(yù)定目標(biāo)搜索、截獲后，將導(dǎo)彈自身導(dǎo)引頭搜索到的目標(biāo)特征返回載機或機載電子偵查系統(tǒng)進行比對，確認(rèn)目標(biāo)正確后允許發(fā)射。

信號處理器對探測系統(tǒng)的接收機輸出的中頻信號進行檢波、鑒頻、鑒相和幅度測量等一系列信號檢測，繼而對測量結(jié)果進行時域、頻域、空域以及脈沖幅度等特征參數(shù)提取，以獲得輻射源的信息，如輻射源重頻、脈寬、信號載頻、信號到達方向、信號到達能量等——從而根據(jù)導(dǎo)彈發(fā)射前裝訂的數(shù)據(jù)，對目標(biāo)進行判別和分選，最終完成對預(yù)定攻擊目標(biāo)的確定、捕獲和跟蹤。信號處理器輸出結(jié)果，為方向誤差信息和導(dǎo)引系統(tǒng)的關(guān)鍵狀態(tài)信息。

慣性測量裝置主要用于傳感導(dǎo)彈的飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)，如速度、加速度、角速度等，以將其用于飛行制導(dǎo)的解算與控制。

有別于空空導(dǎo)彈，機載反輻射導(dǎo)彈的引信和戰(zhàn)斗部位于彈體前端、導(dǎo)引系統(tǒng)后方的彈體部分，以增強俯沖時對地面目標(biāo)的打擊力度。機載反輻射導(dǎo)彈的瞄準(zhǔn)目標(biāo)，為雷達天線的幾何中心，對目標(biāo)雷達的有效毀傷部分為天線陣、雷達艙等。引戰(zhàn)系統(tǒng)多采用“飛越目標(biāo)近炸優(yōu)先、觸發(fā)為輔”的引戰(zhàn)配合，使用具有目標(biāo)識別功能的近炸引信與觸發(fā)引信共用的復(fù)合引信。當(dāng)導(dǎo)彈從目標(biāo)上方飛過時，利用近炸引信探測和識別目標(biāo)，在脫靶距離處實施起爆；當(dāng)導(dǎo)彈落點在目標(biāo)前方或直接命中目標(biāo)時，則觸發(fā)引信起爆。

由于機載反輻射導(dǎo)彈的目標(biāo)具有靜止或慢速運動、裝甲防護、電磁環(huán)境多源等復(fù)雜特性，對反輻射導(dǎo)彈的目標(biāo)信號探測與識別系統(tǒng)、信號處理算法、制導(dǎo)率設(shè)計、戰(zhàn)斗部設(shè)計、引戰(zhàn)配合等的設(shè)計研究，都提出了新的需求和挑戰(zhàn)。

2 作戰(zhàn)方式及工作邏輯

機載反輻射導(dǎo)彈的作戰(zhàn)方式，可分為：預(yù)先攻擊、自衛(wèi)攻擊和隨機攻擊等模式。

2.1 預(yù)先攻擊作戰(zhàn)方式

對于預(yù)先攻擊的作戰(zhàn)方式，在載機起飛前，根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)，預(yù)先將目標(biāo)類型、目標(biāo)優(yōu)先級別、攻擊方式等目標(biāo)信息裝訂入載機。當(dāng)載機飛抵作戰(zhàn)區(qū)域，由機載雷達或機載電子偵查系統(tǒng)對目標(biāo)雷達進行搜索，精確測量出目標(biāo)雷達的方位角、載頻、脈寬、重頻等特征參數(shù)，并根據(jù)預(yù)先裝載的程序判斷目標(biāo)的威脅等級，選定要攻擊的目標(biāo)，最終形成任務(wù)數(shù)據(jù)，加載給導(dǎo)彈。導(dǎo)彈接收到載機下發(fā)的任務(wù)數(shù)據(jù)后，導(dǎo)引頭根據(jù)該任務(wù)指令對目標(biāo)進行搜索、分選、判斷、截獲，將其最終鎖定的目標(biāo)的參數(shù)上返給載機或機載電子偵察系統(tǒng)進行比對，一旦對比結(jié)果相符合，則構(gòu)成發(fā)射條件，載機武器系統(tǒng)允許導(dǎo)彈發(fā)射，否則導(dǎo)彈重新進行目標(biāo)搜索。

2.2 自衛(wèi)攻擊作戰(zhàn)方式

對于自衛(wèi)攻擊的作戰(zhàn)方式，載機攜帶反輻射導(dǎo)彈執(zhí)行自身作戰(zhàn)任務(wù)。在載機執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)的過程中，當(dāng)機載雷達發(fā)現(xiàn)地面雷達捕捉到自己，則啟動反輻射導(dǎo)彈對敵方威脅雷達進行打擊。

2.3 其他作戰(zhàn)方式

隨機攻擊的作戰(zhàn)方式較為不常用。在這種作戰(zhàn)方式下，反輻射導(dǎo)彈導(dǎo)引頭在掛機階段始終處于工作狀態(tài)，對可能的威脅目標(biāo)輻射源進行搜索。一旦鎖定目標(biāo)，導(dǎo)彈將目標(biāo)信息及輻射源特性上傳給載機，由載機或飛行員決定是否進行攻擊。

根據(jù)不同的目標(biāo)特性和實際作戰(zhàn)需求，機載反輻射導(dǎo)彈的作戰(zhàn)方式并不限于上述模式，應(yīng)是多元化而且靈活的。例如在預(yù)先攻擊的作戰(zhàn)方式中，當(dāng)載機雷達已截獲并鎖定目標(biāo)，但導(dǎo)彈導(dǎo)引頭因其性能局限，無法在發(fā)射前對目標(biāo)進行鎖定的情況下，載機可將目標(biāo)特性、威脅度等級等信息直接裝訂給導(dǎo)彈，并將導(dǎo)彈對準(zhǔn)目標(biāo)大致方位進行發(fā)射。導(dǎo)彈在飛行過程中，根據(jù)載機裝訂的目標(biāo)信息，對目標(biāo)輻射源進行搜索、分選、判斷、截獲。一旦導(dǎo)彈無法捕獲到最高優(yōu)先級的目標(biāo)，或是在飛行過程中目標(biāo)丟失，隨即對裝訂入的優(yōu)先等級略低的目標(biāo)進行搜索、打擊。

3 關(guān)鍵技術(shù)與發(fā)展方向

機載反輻射導(dǎo)彈的目標(biāo)環(huán)境十分復(fù)雜。地面各種輻射源信息交錯干擾，地面雷達種類繁多、特性差異大，雷達系統(tǒng)針對反輻射導(dǎo)彈設(shè)置的諸如多點誘偏、雷達關(guān)機等防護措施，都對反輻射導(dǎo)彈的性能提出了較高要求。

3.1 頻率覆蓋范圍增加

現(xiàn)代防空系統(tǒng)中，隨著雷達占用頻率范圍逐漸拓寬，對反輻射導(dǎo)彈的被動雷達導(dǎo)引頭頻率覆蓋范圍的要求不斷增加，預(yù)計將從0.5～20 GHz寬頻帶向0.1～40 GHz的超寬頻帶發(fā)展，這對天線、天線罩等的研制技術(shù)，提出了新的挑戰(zhàn)。

解決方案之一，是同一個導(dǎo)引頭內(nèi)采用適合不同頻段的接收組件協(xié)同工作；

另一個方案，是將反輻射導(dǎo)彈的導(dǎo)引頭部分設(shè)計為可更換式，在作戰(zhàn)前根據(jù)目標(biāo)類型，選擇安裝合適頻段的導(dǎo)引頭。

第二個方案不僅節(jié)約成本，還可降低對天線罩的研制性能要求，缺陷是需要預(yù)知目標(biāo)特性，不適合自衛(wèi)攻擊的作戰(zhàn)方式。

3.2 抗雷達關(guān)機和防多點誘偏

機載反輻射導(dǎo)彈的另一個關(guān)鍵技術(shù)，是抗雷達關(guān)機、防多點誘偏。在反輻射導(dǎo)彈飛行過程中，被動導(dǎo)引頭不斷對目標(biāo)方位信息進行探測，依此修正導(dǎo)彈飛行姿態(tài)，直至命中目標(biāo)。一旦攻擊過程中遇目標(biāo)雷達關(guān)機，命中精度將大幅降低；導(dǎo)引頭的測角誤差、導(dǎo)彈發(fā)射時裝訂信息的誤差，對導(dǎo)彈的命中率也有影響。

解決方案之一，是在彈上加裝GPS/INS系統(tǒng)，在遇目標(biāo)雷達關(guān)機的情況下，導(dǎo)彈仍能由GPS/INS引導(dǎo)定位，對目標(biāo)進行打擊。

3.3 制導(dǎo)率

與空空導(dǎo)彈相比，機載反輻射導(dǎo)彈還具有一些新的目標(biāo)特性，如非機動性、裝甲防護、導(dǎo)彈向目標(biāo)俯沖時的方位、低空風(fēng)力矢量的影響等。這些目標(biāo)特性，決定了空地反輻射導(dǎo)彈的可用過載較小、對俯沖段軌跡的直線性要求較高等特點。在這種情況下，如果按比例制導(dǎo)率進行彈道設(shè)計，由于比例制導(dǎo)涉及到彈目視線角速度，在目標(biāo)靜止情況下，會因彈目視線角速度過小，導(dǎo)致對目標(biāo)難以識別、測量和修正，從而使制導(dǎo)可控性不好，特別是在存在側(cè)向風(fēng)以及初始制導(dǎo)誤差的情況下。

針對這種情況，可采用直接追蹤法對目標(biāo)進行攻擊，使導(dǎo)彈速度矢量與彈目視線之間的偏差角保持為零，即導(dǎo)彈的速度矢量指向目標(biāo)。但直接追蹤法要求將導(dǎo)彈對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射。作為替代方案之一，可使導(dǎo)彈在初始攻擊階段按預(yù)定彈道飛行，當(dāng)彈目距離滿足一定條件時，導(dǎo)彈對準(zhǔn)目標(biāo)，轉(zhuǎn)入按直接追蹤法對目標(biāo)進行打擊。

除上述關(guān)鍵技術(shù)之外，導(dǎo)引頭天線的視場范圍、測量精度，接收機靈敏度，飛行控制系統(tǒng)的濾波算法，引戰(zhàn)配合技術(shù)等，均需開展進一步的深入研究；同時充分考慮反輻射導(dǎo)彈的飛行性能、作戰(zhàn)地域空域、制導(dǎo)精度和戰(zhàn)斗使用等方面的要求，對反輻射導(dǎo)彈系統(tǒng)進行設(shè)計和改進。

4 面臨的挑戰(zhàn)

與機載反輻射導(dǎo)彈的發(fā)展同步，雷達系統(tǒng)的反導(dǎo)彈對抗措施也在不斷更新和發(fā)展，這就對反輻射導(dǎo)彈的系統(tǒng)技術(shù)，提出了越來越高的要求。

4.1 增強打擊效能

首先，必須增加反輻射導(dǎo)彈的打擊精度和打擊力度，以對抗雷達技術(shù)的改進和雷達抗打擊效能的增強。諸如以愛國者為代表的多功能相控陣?yán)走_，其雷達陣面的可以經(jīng)受一定的毀傷失效比例。即使部分輻射單元經(jīng)導(dǎo)彈打擊失效，仍能形成連續(xù)波束，對空域進行照射搜索。

這就要求反輻射導(dǎo)彈，一方面通過提高導(dǎo)引系統(tǒng)的性能來提高命中精度，另一方面也要研究優(yōu)化的引戰(zhàn)配合方式，如對末段彈道的控制，采用“激光近炸引信/無線電模塊＋觸發(fā)引信”的復(fù)合引信，控制合理的引爆點，以及研究戰(zhàn)斗部對雷達系統(tǒng)的高效毀傷方式等，以提高毀傷效果。

4.2 增強抗干擾性能

其次，必須加強反輻射導(dǎo)彈的抗干擾性能，以克服雷達針對反輻射導(dǎo)彈采取的干擾措施與新型雷達陣的出現(xiàn)。反輻射導(dǎo)彈對目標(biāo)方位測量的本質(zhì)，就是為了獲得導(dǎo)彈與攻擊目標(biāo)之間的方位誤差信息，依此不斷修正導(dǎo)彈飛行姿態(tài)直至命中目標(biāo)。針對反輻射導(dǎo)彈的這一特點，地面雷達系統(tǒng)采取了諸多相應(yīng)的反導(dǎo)彈措施。比如雷達關(guān)機，可使反輻射導(dǎo)彈的被動導(dǎo)引頭失去可搜索的目標(biāo)，但這也導(dǎo)致雷達在關(guān)機期間失去效能。

在此基礎(chǔ)上，新型組網(wǎng)雷達技術(shù)，將多部雷達利用數(shù)據(jù)鏈和信息技術(shù)融合在一起，相互配合輪流工作。一旦某部雷達發(fā)現(xiàn)導(dǎo)彈的進攻，將信息傳至指揮中心，該雷達關(guān)機，同時開啟另一部同頻率的雷達，誘使導(dǎo)彈重新搜索并調(diào)整攻擊方向，最終落入無害區(qū)，而并不影響雷達系統(tǒng)的搜索工作。

此外，還有多點誘偏技術(shù)。由于被動導(dǎo)引頭跟蹤的是目標(biāo)能量中心，利用多個點源將雷達能量中心拉偏，使導(dǎo)彈在攻擊密集目標(biāo)和帶有誘餌的目標(biāo)時，無法進行精確分辨，從而誘使導(dǎo)彈攻擊向錯誤的方位。

以上雷達的對抗措施，要求反輻射導(dǎo)彈研究新的目標(biāo)搜索與探測系統(tǒng)，如加裝INS/GPS，使導(dǎo)彈在失去目標(biāo)輻射源或雷達誘偏的情況下，仍能依靠導(dǎo)航定位系統(tǒng)對目標(biāo)進行定位。

更為先進的一種理論，是采用寬頻被動導(dǎo)引頭加主動導(dǎo)引頭的復(fù)合制導(dǎo)模式，在反輻射導(dǎo)彈向目標(biāo)攻擊的過程中，若遇目標(biāo)關(guān)機，則啟動主動導(dǎo)引頭探測目標(biāo)；即使目標(biāo)雷達一直開機，在攻擊軌道末段，仍可開啟主動雷達導(dǎo)引頭對目標(biāo)進行搜索定位，以防由多點誘偏引起的被動導(dǎo)引頭測量饋源點偏差。

4.3 增加射程和發(fā)射后截獲能力

再次，還應(yīng)提高反輻射導(dǎo)彈的射程和導(dǎo)彈發(fā)射后對目標(biāo)的截獲、判斷能力，以應(yīng)對大型的雷達陣地系統(tǒng)。

新型的雙基地雷達系統(tǒng)，將發(fā)射和接收分為兩個獨立的系統(tǒng)，以很大的距離分開部署。接收系統(tǒng)放在作戰(zhàn)陣地前沿，由于其無輻射源，不能被反輻射彈探知；而發(fā)射系統(tǒng)置于防空區(qū)域以內(nèi)的安全地帶，迫使載機若想對其進行打擊，必須進入防空區(qū)域，對載機的安全產(chǎn)生了極大威脅。這就要求反輻射導(dǎo)彈依靠自身射程的增加，發(fā)射后先按照預(yù)先裝訂的目標(biāo)方位信息飛抵作戰(zhàn)區(qū)域，當(dāng)目標(biāo)雷達進入導(dǎo)彈導(dǎo)引頭的截獲范圍之后，啟動導(dǎo)引頭對目標(biāo)進行探測、截獲和分選，以實現(xiàn)對遠程目標(biāo)的打擊。

另外，還應(yīng)根據(jù)作戰(zhàn)需求，發(fā)展反輻射導(dǎo)彈的小型化，以適應(yīng)新型戰(zhàn)機的內(nèi)埋需求。

5 結(jié)束語

當(dāng)前電子對抗態(tài)勢的發(fā)展，決定了現(xiàn)代戰(zhàn)爭實質(zhì)上是一場爭奪電磁控制權(quán)的戰(zhàn)斗。反輻射導(dǎo)彈作為雷達系統(tǒng)的打擊者，無論在摧毀敵方防空網(wǎng)絡(luò)，或是載機進行自我防衛(wèi)方面，都起著重要作用。

綜合來看，現(xiàn)有反輻射導(dǎo)彈面臨的最大技術(shù)挑戰(zhàn)，主要是被動導(dǎo)引頭的探測范圍和搜索精度、抗關(guān)機和抗誘偏能力、引戰(zhàn)配合效能等。但是，反輻射導(dǎo)彈系統(tǒng)是一個整體，任何一個組成部分的優(yōu)化和各子系統(tǒng)之間更好的相互配合，包括在載機平臺上加裝針對反輻射導(dǎo)彈的電子偵測和火控系統(tǒng)，都會對導(dǎo)彈的整體性能產(chǎn)生良好的作用。

作為反輻射導(dǎo)彈系統(tǒng)總體技術(shù)的研究，并不只是簡單的要求分系統(tǒng)發(fā)揮極限性能、研制最新技術(shù)，而是在考慮作戰(zhàn)條件的情況下，必須從導(dǎo)彈系統(tǒng)整體的角度出發(fā)，充分利用各種現(xiàn)有技術(shù)，并在分析如何將各分系統(tǒng)功能最大發(fā)揮、最好配合的基礎(chǔ)上，探索新技術(shù)的方向。

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