(空軍駐錦州地區(qū)軍事代表室 錦州 121000)
機載光電干擾技術(shù)是通過采用有源和無源干擾的方式,改變目標的電磁波反射、輻射特性,降低保護目標和背景的電磁波反射或輻射差異,破壞或削弱敵方光電偵察和光電精確制導(dǎo)武器系統(tǒng)正常工作的一種對抗手段,本文就光電干擾技術(shù)、發(fā)展動向、發(fā)展分析等,作進一步的研究和探討[1]。
光電干擾根據(jù)采用技術(shù)的不同,主要可分為光電有源干擾和光電無源干擾技術(shù)兩部分[2]。
光電有源干擾技術(shù)主要是利用光電干擾設(shè)備通過輻射或轉(zhuǎn)發(fā)干擾光波,壓制、致盲或欺騙敵方的光電制導(dǎo)武器或光電觀瞄、跟蹤等設(shè)備。
光電無源干擾技術(shù)主要是利用本身不產(chǎn)生光被輻射的干擾材料或元器材,通過散射、反射或吸收敵方光電設(shè)備發(fā)射的或目標輻射、反射的光波能量,迷茫、遮蔽或阻塞敵光電設(shè)備。
激光致盲武器、激光干擾機、紅外干擾機和紅外誘餌彈等技術(shù)均屬于光電有源干擾技術(shù)研究的范疇;而寬波段煙幕、水幕和光箔條技術(shù)則為幾種典型的光電無源干擾技術(shù)。
1)寬頻譜領(lǐng)域的煙幕干擾。煙幕干擾技術(shù)就是通過在空中施放大量氣溶膠微粒,以改變電磁波介質(zhì)傳輸特性來實施對光電探測、觀瞄、制導(dǎo)武器系統(tǒng)干擾的一種技術(shù)手段。與其它無源干擾手段相比,煙幕具有實時對抗敵方光電武器攻擊的特點,尤其是能對光電制導(dǎo)威脅作出快速反應(yīng),降低其命中率。例如,在海戰(zhàn)中施放煙幕,不僅能將目標隱身和迷惑敵方,干擾光電制導(dǎo)反艦導(dǎo)彈,而且能配合箔條、紅外誘餌,有效地干擾雷達/紅外雙模制導(dǎo)反艦導(dǎo)彈,從而大大提高艦艇的生存能力。
2)箔條干擾技術(shù)。箔條干擾技術(shù)大多應(yīng)用于空軍裝備和海軍艦載機、武裝直升機等,其通過箔條的干擾源達到吸引近距離攻擊武器的效果,最終保全自身目標的安全。箔條干擾的樣式主要有兩種:一種是壓制式干擾,即向一定的大氣空間大量投放箔條,形成干擾走廊,用以掩護機群。這種干擾在雷達熒光屏上形成很強的類似噪聲的雜亂回波,因而可以掩蓋目標回波;另一種是欺騙式干擾,即當飛機、艦船被雷達跟蹤時才投放箔條,形成假目標,這樣雷達便跟蹤比飛機、艦船回波強很多倍的箔條干擾團,使飛機、艦船擺脫雷達的跟蹤。
3)激光角度欺騙干擾。激光角度欺騙干擾機的作戰(zhàn)對象是敵方軍用激光系統(tǒng),它的目的是用于實現(xiàn)保護固定或機動目標:對于激光距離欺騙干擾機來講,它的主要目的則主要是在預(yù)先已知或?qū)崟r截獲對方的激光測距、跟蹤或制導(dǎo)信號的情況下,利用己方主動發(fā)射的激光,如激光干擾機發(fā)射與對方工作波長與編碼類型一致的干擾激光束,通過假目標反射或直接入射到對方的光學接收系統(tǒng)之中,從而最終完成對其作用距離或?qū)さ慕嵌鹊钠垓_的目的。
4)假目標干擾技術(shù)。一是反射器,用作假目標產(chǎn)生強烈的雷達回波的反射器有角反射器、倫伯透鏡反射器、范·阿塔反射陣、雷達反射氣球等;二是假目標和雷達誘餌,假目標通常用于對付敵防空系統(tǒng)的警戒指揮雷達,一般在構(gòu)造上比較復(fù)雜,性能較逼真,帶有發(fā)動機,能主動、獨立地飛行,如火箭式假目標和無人駕駛飛機等。雷達誘餌常用于對付飛機和艦船。對假目標和雷達誘餌的要求是它們的雷達截面積必須等于或大于真目標,并且具有與真目標相同的速度特性、回波跳動特性等;三是紅外誘餌彈,通過燃燒劑形成紅外輻射,模擬飛機或其它要保護目標的紅外特征,以強于真實目標的紅外輻射干擾、誘偏導(dǎo)彈,達到保護目標的目的。例如,美軍典型紅外誘餌裝備AN/ALE-36機載投放吊艙,用于飛機投放箔條彈和紅外誘餌彈;AN/ALE-39機載投放系統(tǒng),用于美國海軍戰(zhàn)術(shù)飛機投放一次性干擾物;AN/ALE-45 機載投放系統(tǒng),用于美國空軍F-15 飛機投放箔條彈、紅外誘餌彈;AN/ALE-47機載威脅自適應(yīng)對抗投放系統(tǒng),用于戰(zhàn)術(shù)飛機投放箔條彈、紅外誘餌彈;LORALIE 機載紅外誘餌系統(tǒng),用于誘騙攻擊的紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈;RBOCII艦載誘餌發(fā)射系統(tǒng),用于艦船發(fā)射箔條和紅外誘餌彈;SRBOC艦載誘餌發(fā)射系統(tǒng),用于大型戰(zhàn)斗艦發(fā)射箔條和紅外誘餌彈。
5)紅外成像和復(fù)合制導(dǎo)干擾。通過模擬艦艇的海上航行氣動特性、飛機氣動特性和等面源型復(fù)合誘餌。例如,模擬裝甲車輛、艦艇、飛機等武器裝備中包括可見光、近紅外、中紅外、遠紅外、紫外等在內(nèi)的所有全光譜輻射特性。
6)寬頻段光電干擾/探測??梢酝ㄟ^采用可探測、干擾各種主要波段光電威脅的光電干擾/探制一體化綜合光電來完成對抗多類型、多目標、多批次的來襲光電精確制導(dǎo)武器,盡量避免采用單一頻段的光電對抗設(shè)備去對抗多種光電精確制導(dǎo)武器。
7)軟干擾與硬摧毀相結(jié)合。軟干擾與硬摧毀的分界線在戰(zhàn)術(shù)激光武器方面顯得越來越模糊。例如,激光致盲武器從致盲人眼發(fā)展到致盲傳感器,再到破壞導(dǎo)彈頭罩,干擾和摧毀相結(jié)合將成為光電對抗技術(shù)發(fā)展的新趨勢。用這些新技術(shù)使紅外干擾彈實現(xiàn)了最佳的干擾效果。
1)羅克韋爾·柯林斯公司為美海軍研發(fā)GPS干擾探測技術(shù)。羅克韋爾·柯林斯公司網(wǎng)站2012年10月15日報道:美國海軍研究辦公室授予羅克韋爾·柯林斯公司一份技術(shù)開發(fā)合同,以定位識別敵方針對GPS信號的干擾企圖和破壞行動。這份名為現(xiàn)代化綜合欺騙跟蹤(MIST)的合同為期三年,要求羅克韋爾·柯林斯公司開發(fā)相關(guān)技術(shù)和原型概念系統(tǒng),探測和定位企圖破壞士兵導(dǎo)航和溝通能力的發(fā)射信號來源。合同第一年,羅克韋爾·柯林斯公司將開發(fā)先進算法;第二年和第三年,公司將通過實驗室的測試和演示進行能力驗證和改進[3]。
近30年來,羅克韋爾·柯林斯公司一直協(xié)助美空軍在開發(fā)GPS技術(shù),并為國防高級研究計劃局(DARPA)開發(fā)了世界上第一個全數(shù)字化微型GPS接收機。過去幾年,羅克韋爾·柯林斯公司開發(fā)了眾多的GPS產(chǎn)品,并提供超過100萬個GPS接收機,滿足聯(lián)邦航空管理局和國防部的嚴格認證需求。
2)雷聲公司為美國空軍生產(chǎn)干擾型小型空射誘餌彈。法國《航宇防務(wù)》2013年4月22日報道:雷聲公司與美國空軍簽訂價值8170萬美元的固定價格合同,為美國空軍生產(chǎn)和交付第六批(共202臺)干擾型小型空射誘餌彈(MALD-J)的干擾設(shè)備和儲彈箱[4]。
雷聲公司導(dǎo)彈系統(tǒng)部空戰(zhàn)系統(tǒng)分部副主任哈里·舒爾特稱,小型空射誘餌彈(MALD)在誘騙功能的基礎(chǔ)上增加了干擾能力,可通過干擾和雷達信號特征技術(shù)破壞敵方綜合防空系統(tǒng)。這種干擾型誘餌彈可為美國空軍提供前所未有的干擾和誘騙能力及靈活性,提高飛行員和戰(zhàn)機的戰(zhàn)場生存能力。
MALD-J干擾設(shè)備和儲彈箱的生產(chǎn)將在位于美國亞利桑那州圖森市的雷聲公司進行。
MALD 是一種性能先進、價格低廉的模塊化、可編程空射飛行器。重量不到136kg,最大航程達可達925km。小型空射誘餌彈通過模擬美軍及盟軍作戰(zhàn)飛機的輪廓外形和信號特征來制造虛假空情,保護飛行員和戰(zhàn)機。按作戰(zhàn)任務(wù)特點,MALD可分為基本型和干擾型,干擾型在基本型的基礎(chǔ)上增加了雷達干擾能力。
MALD-J已于2012年秋天開始交付。
3)美國完成了干擾型微型空射誘餌研制工作。美國雷聲公司網(wǎng)站2013年6月16日報道:最近,美國空軍和雷聲公司在預(yù)算范圍內(nèi)完成了干擾型微型空射誘餌(MALD-J)持續(xù)四年的研制工作。作為研制工作的一部分,MALD(微型空射誘餌)和MALD-J一共進行了30次工程與作戰(zhàn)飛行測試,全部取得成功;其中MALD-J進行了15次飛行測試并全部取得成功。雷聲公司的官員表示,MALD項目在性能和能力方面一直超過預(yù)期,MALD-J可極大地提升為打擊作戰(zhàn)的生存力和戰(zhàn)術(shù)性電子攻擊(能力),將賦予美軍一種決定性的優(yōu)勢[5]。
4)奧地利無人直升機完成在GPS干擾環(huán)境下的艦上自動起降試驗。英國謝潑德集團網(wǎng)站2013年7月3日報道:最近,奧地利西貝爾電子設(shè)備公司的坎姆考普特S-100無人直升機配裝歐洲航宇防務(wù)集團(EADS)阿斯特里姆公司的甲板發(fā)現(xiàn)者(DeckFinder)區(qū)域定位系統(tǒng),在一周的時間內(nèi)完成了一系列旨在演示驗證GPS 干擾環(huán)境中無人機(UAV)自動起飛與回收能力的飛行試驗[6]。
這些飛行試驗是在西貝爾公司設(shè)在奧地利維也納附近的試驗場進行的。參加飛行試驗的坎姆考普特S-100配裝了“甲板發(fā)現(xiàn)者”系統(tǒng)中的接收機,一支聯(lián)合試驗小組測試并評估了它為“坎姆考普特”S-100帶來的高精度自動操作能力。甲板發(fā)現(xiàn)者系統(tǒng)包括地面部分和機載部分,其中地面部分包括六臺射頻發(fā)射機,機載部分包括一臺接收機。該系統(tǒng)的測距不依賴于GPS,可為航空器航電系統(tǒng)提供高精度的三維相對位置信息,其在著艦區(qū)的導(dǎo)航定位精度優(yōu)于20cm。這將允許“坎姆考普特”S-100在GPS拒止環(huán)境中,以高度自主的方式在小型艦船(其飛行甲板面積也小)上運用,包括實現(xiàn)自主懸停、進場和著艦——西貝爾公司認為未來市場對這一能力的需求將會增長。
5)美國成功演示定位GPS干擾威脅的能力。法國《航宇防務(wù)》網(wǎng)9月18日報道:美國Exelis公司的產(chǎn)品信號哨兵1000,能運用經(jīng)度、緯度和海拔高度三個維度來探測和定位GPS干擾源,在瑞典的維德塞爾試驗場進行的實地試驗中,已成功驗證該產(chǎn)品成果[7]。
· 信號哨兵1000探測和定位GPS干擾源的試驗。Exelis公司利用試驗場的外部邊遠區(qū),運用受控的干擾源對信號哨兵1000產(chǎn)品進行試驗。試驗在不破壞GPS信號(試驗場外依賴的民用和軍事作戰(zhàn)的GPS信號)的情況下進行。試驗使用以陣列模式放置的8個傳感器,并顯示信號哨兵可以成功探測和定位的干擾源。信號哨兵1000擁有所演示的干擾探測和定位能力,因此它可以被部署來為執(zhí)法者收集可控情報并保護GPS信號相關(guān)的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。
· 信號哨兵1000 技術(shù)性能介紹。信號哨兵1000是依賴Exelis專長的GPS和定位、導(dǎo)航與授時領(lǐng)域建立的。信號哨兵1000技術(shù)是一個威脅探測傳感器網(wǎng)絡(luò),是中央集權(quán)服務(wù)器執(zhí)行的Exelis公司研發(fā)的專用定位算法的一部分。這些傳感器可在不同類型的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施上(如港口、公用和政府設(shè)施)進行戰(zhàn)略性部署,自動感知和定位任何有意或無意的GPS干擾源。一旦探測到威脅,用戶將收到位置信息和可控情報,以確定一種干擾抑制方案。
年初,陽城縣水務(wù)局承擔該工程以來,為盡早實現(xiàn)通水目標,抽調(diào)系統(tǒng)業(yè)務(wù)骨干,組建工程項目部,成立獲澤河生態(tài)補水支部,勘測、設(shè)計、沿線臨時占地等全方位協(xié)調(diào)聯(lián)動,全力做好輸水保障工作。
· 信號哨兵1000技術(shù)下一步研發(fā)。Exelis地理空間系統(tǒng)公司精密儀器和定位、導(dǎo)航與定時分部副總裁和總經(jīng)理馬克·皮薩尼表示,Exelis研發(fā)信號哨兵1000來幫助保護關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施并將情報提供給依靠GPS可用性運作的執(zhí)法機關(guān)。實現(xiàn)這一里程碑式的實地試驗,驗證了探測技術(shù)的有效性。下一步將為軍事用戶發(fā)展這一技術(shù)。
·Exelis公司參與的相關(guān)工作。近40年來,Exelis一直為GPS衛(wèi)星提供有效載荷和有效載荷組件。目前,Exelis公司正參與GPS現(xiàn)代化計劃,通過發(fā)展和集成導(dǎo)航有效載荷來創(chuàng)建未來的GPSⅢ衛(wèi)星星座。同時,Exelis公司還提供導(dǎo)航處理組件、精密監(jiān)控臺接收器以及GPS運作控制系統(tǒng)(被稱為OCX)安全設(shè)計所用到的關(guān)鍵組件。
6)水星公司為美國海軍提供先進機載電子戰(zhàn)干擾訓(xùn)練設(shè)備。美國《軍事與航空航天電子學》2013年10月2日報道:水星防務(wù)系統(tǒng)公司與美國海軍簽署價值390萬美元的合同,為美國海軍提供先進數(shù)字射頻存儲器(DRFM)干擾設(shè)備。水星防務(wù)系統(tǒng)公司是位于馬薩諸塞州切姆斯福德市的水星系統(tǒng)公司的子公司,位于加利福尼亞州賽普拉斯市[8]。
水星公司官員稱,位于加利福尼亞州文圖拉縣的海軍基地將使用該電子戰(zhàn)干擾設(shè)備進行機載電子戰(zhàn)訓(xùn)練。此設(shè)備可用于自我防御、脆弱性評估、訓(xùn)練及雷達環(huán)境仿真。
此合同是一份五年期單一來源基本訂貨協(xié)議(BOA)的一部分,預(yù)計將于2015年春季交付。美國海軍和水星公司將通過合作,繼續(xù)研發(fā)DRFM架構(gòu)下的相關(guān)技術(shù)和目標生成能力。
水星防務(wù)系統(tǒng)公司總裁卡爾尼諾稱,這種先進干擾設(shè)備將向機組人員提供一種模擬和訓(xùn)練能力,可使其在第一時間去應(yīng)對非實戰(zhàn)環(huán)境中的先進電子攻擊技術(shù)的威脅。這些能力對美軍保持空中優(yōu)勢至關(guān)重要。
根據(jù)合同,Cobham 防務(wù)電子公司將生產(chǎn)19套低頻發(fā)射器(美國海軍8套、澳大利亞11套),17套垂直極化天線(美國海軍11套、澳大利亞6套),24套高頻段水平極化天線(美國海軍17套、澳大利亞7套),以及為澳大利亞生產(chǎn)的6套波段2型適配器接口組件。
以上器件將于2014年下半年開始生產(chǎn),預(yù)計2015年完成。Cobham 防務(wù)電子公司副總吉爾芥蘭稱,Cobham 公司很榮幸能與美國海軍這樣的重要伙伴合同,未來我們還將為美國海軍的空中和海上作戰(zhàn)提供下一代綜合射頻解決方案。
AN/ALQ-99低頻發(fā)射器—天線組(LBT-AG)已從2005年開始生產(chǎn),其主要用于保護作戰(zhàn)飛機、艦船和作戰(zhàn)人員免受敵方雷達和通信系統(tǒng)的破壞和干擾。目前,LBT-AG 已經(jīng)安裝于美國海軍的EA-6B咆哮者、EA-18G 飛機及海軍陸戰(zhàn)隊的EA-6B飛機上,并在作戰(zhàn)中多次使用。LBT 系統(tǒng)不僅可以完善ALQ-99吊艙的性能,還可用于下一代干擾機、下一代機載電子攻擊研究、艦隊集成桅桿(InTop)和水面電子戰(zhàn)改進項目(SEWIP)。
機載光電干擾技術(shù)與裝備的發(fā)展趨勢:1)信息融合與多光譜化;2)研發(fā)面源型紅外誘餌;3)小型化與簡單化;4)光電對抗一體化;5)通用化[10]。
1)信息融合與多光譜化。多光譜探測技術(shù)、多波段制導(dǎo)技術(shù)的廣泛使用極大地提高了武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能和抗干擾能力。因此,要實現(xiàn)有效的對抗,光電對抗裝備工作波段也必須進行相應(yīng)的擴展,且將多波段的信息進行融合,不僅能大大降低告警設(shè)備的虛警率,也可提高對抗敵方裝備的成功率。
2)研發(fā)面源型紅外誘餌。繼續(xù)研制和開發(fā)面源型紅外誘餌技術(shù)。面源型紅外誘餌彈系統(tǒng)是造成假目標的欺騙式紅外干擾器材,可以從地面、飛機或者艦艇上發(fā)射,誘騙空地、空空、地地和反艦導(dǎo)彈。當面源型紅外誘餌彈拋射點燃后形成大面積的紅外干擾誘餌云,其紅外光譜特征相似于被保護目標,形成與被保護目標的空間熱紅外圖像,積分輻射強度至少大于被保護目標兩倍以上,與被保護目標處于來襲導(dǎo)彈尋的器的視場內(nèi),逐漸引偏來襲導(dǎo)彈,達到保護自身目標的安全。
3)小型化與簡單化。從光電對抗裝備來看,其對體積要求較為苛刻、針對性強。而我國一些裝備功能復(fù)雜、系統(tǒng)龐大力求一種裝備可完成多種任務(wù)、對抗多種目標,致使裝備各種功能的性能都不理想,不適應(yīng)未來戰(zhàn)爭多目標對抗、機動性要求高的軍事需求。因此,必須突出裝備的小型化,以適應(yīng)各種復(fù)雜的環(huán)境,即應(yīng)在保證可對抗同一種目標的前提下,盡管減少系統(tǒng)功能組成,以有效提高裝備獨立作戰(zhàn)的能力。
4)光電對抗一體化。與其它對抗手段相結(jié)合,構(gòu)成一體化復(fù)合光電對抗系統(tǒng)。例如,英、法聯(lián)合研制的艦載“女巫”系統(tǒng),將紅外誘餌彈、電磁誘餌彈、雷達/紅外復(fù)合誘餌彈及艦外有源干擾機、導(dǎo)彈逼近告警等有機地結(jié)合起來,組成綜合性的全自動復(fù)合光電對抗系統(tǒng)。
5)通用化。通用化是指光電對抗系統(tǒng)的設(shè)備普遍采用標準化的模塊結(jié)構(gòu),通過組建多種作戰(zhàn)平臺通用的彈性系統(tǒng)骨架,使不同的系統(tǒng)、設(shè)備之間盡可能共用相同的、相互通用、并根據(jù)不同的對抗需求快速組功能模塊合形成功能不盡相同的光電對抗裝備。因此,下一代光電告警、光電干擾與光電防護裝備在設(shè)計時就應(yīng)考慮通用化問題,使研制的設(shè)備可用于各種平臺。
隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、激光技術(shù)和紅外成像技術(shù)以及新材料、新工藝的不斷研制和開發(fā),機載光電干擾技術(shù)與一體化的綜合電子戰(zhàn)設(shè)備的發(fā)展越來越成熟,性能越來越可靠,在未來現(xiàn)代化戰(zhàn)爭或局部戰(zhàn)爭中,適時運用光電干擾技術(shù)和一體化的綜合電子戰(zhàn)設(shè)備,就能夠有效地對抗激光、紅外成像制導(dǎo)導(dǎo)彈的威脅,達到保護自身目標安全的目的[11]。
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[3]羅克韋爾·柯林斯公司為美海軍研發(fā)GPS干擾探測技術(shù)[N].每日防務(wù)快訊,2012-10-19.
[4]雷聲公司為美國空軍生產(chǎn)干擾型小型空射誘餌彈[N].每日防務(wù)快訊,2013-04-25.
[5]美國完成了干擾型微型空射誘餌研制工作[N].每日防務(wù)快訊,2013-06-20.
[6]奧地利無人直升機完成在GPS干擾環(huán)境下的艦上自動起降試驗[N].每日防務(wù)快訊,2013-07-09.
[7]美國成功演示定位GPS干擾威脅的能力[N].每日防務(wù)快訊,2013-09-27.
[8]水星公司為美國海軍提供先進機載電子戰(zhàn)干擾訓(xùn)練設(shè)備[N].每日防務(wù)快訊,2013-10-12.
[9]Cobham 公司為美國海軍AN/ALQ-99戰(zhàn)術(shù)干擾系統(tǒng)提供電子器件[N].每日防務(wù)快訊,2014-03-14.
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