范慶君 趙敬澤 劉玉杰 趙非玉

（中國電子科技集團公司光電研究院 天津 300000）

1 引言

1967年的中東戰(zhàn)爭中，蘇制的“冥河”反艦導彈成功擊沉以色列的“艾拉特”號驅逐艦，標志著反艦導彈正式用于實戰(zhàn)。作為現(xiàn)代海戰(zhàn)中消費比很高的武器［1］，反艦導彈已成為水面艦艇的主要威脅來源［2］。

反艦導彈的末端制導系統(tǒng)是其作戰(zhàn)效能的決定因素之一，目前，反艦導彈末制導主要采取雷達制導、紅外制導和復合制導的方式。雷達/紅外復合制導綜合了紅外制導、雷達制導的優(yōu)點，具有很強的戰(zhàn)場適應能力、快速目標精確定位能力和惡劣環(huán)境下的目標識別、分辨能力，據(jù)資料統(tǒng)計，在國外新裝備的復合制導導引頭中，雷達/紅外復合制導占比30%以上［3］。針對雷達/紅外復合制導的威脅，各國軍方都在致力于發(fā)展相應的先進對抗手段，其中，誘餌技術是一種簡單有效、低成本的對抗方法，發(fā)展可對抗雷達/紅外復合制導的先進復合式誘餌是目前研究比較熱門的一種對抗手段。

2 雷達/紅外復合干擾技術現(xiàn)狀

2.1 雷達/紅外復合制導技術

自20世紀70年代中期，美國開始研制紫外/紅外復合導引頭以來，到目前世界上已經出現(xiàn)十余種復合制導體制的數(shù)十種精確制導武器［4］。雷達/紅外復合制導技術是目前復合制導技術中常用的一種制導技術，由雷達和紅外兩種導引頭共同參與制導，完成導彈對目標的搜索、捕獲和跟蹤等任務。雷達導引頭主要解決導彈的制導距離，紅外導引頭解決導彈的制導精度，二者結合可有效提高制導效果。

復合制導導引頭在制導過程中時通過模式轉換來適應被攻擊目標的參數(shù)變化和電子對抗環(huán)境的改變的。模式轉換是為了保證在制導過程中有一個模式能正常實施對目標的跟蹤與搜索，若某一模式被干擾或出現(xiàn)故障或不適應探測環(huán)境，就立即轉換成另一種模式工作，模式轉換的關鍵是設計好的雙模邏輯轉換電路，其功能主要是：在紅外導引頭無足夠信號強度時，使用相位干涉僅使導彈接近目標，當紅外導引頭輸出信號足夠強時，自動轉換到紅外導引頭的制導狀態(tài)，確保制導精度，另外還要控制雷達導引頭對紅外導引頭的角度隨動時間，只有當紅外導引頭輸出信雜比低于問值時，紅外導引頭才受雷達導引頭的隨動。雷達/紅外復合導引頭中參與復合的雷達是相位干涉儀，它的主要作用是測量目標的角位置，領紅外導引頭隨動，使紅外導引頭的光軸對準目標［5］。部分典型雷達/紅外復合制導反艦導彈型號及制導方式見表1。

表1 典型反艦導彈型號及制導方式

1）“雄風-2”反艦導彈

“雄風-2”式由中山科學研究院20世紀80年代研制，如圖1所示，于1988年裝備，該彈采用“飛魚”導彈核心元件生產，末端采用X波段雷達和影像式紅外線尋標器制導。據(jù)稱，該彈還可在最后的攻擊階段做出“S”型機動規(guī)避動作［6］。

圖1 臺灣“雄風-2”反艦導彈

2）RBS15 MK3反艦導彈

RBS15 MK3是瑞典薩伯公司于1996年開始研制的的新型反艦導彈，如圖2所示，該導彈具有較高的效費比，采用調頻連續(xù)波信號數(shù)字編碼技術，使雷達導引頭的距離分辨力提高到可在目標群中識別特定目標特性的水平。它采用合成孔徑雷達技術，進一步提高了角分辨率。另外，它還裝備了雙向目標信息修正數(shù)據(jù)鏈、用以提高中制導精度的GPS接收機和地形基準導航系統(tǒng)、貫穿戰(zhàn)斗部、雷達/紅外成像雙模導引頭及電子支援對抗/裝置。

圖2 瑞典RBS15 Mk3反艦導彈

3）遠程反艦導彈LRASM

美國國防高級研究計劃局于2009年授權洛克希德·馬丁公司實施遠程反艦導彈（LRASM）計劃［7］，它通過先進的彈上傳感器和處理系統(tǒng)減少武器對精確的情報、監(jiān)視和偵察資源、數(shù)據(jù)鏈以及GPS衛(wèi)星導航系統(tǒng)的依賴，導彈只需依靠粗略的初始目標提示就能精確攔截運動的艦船目標，甚至在極端不利環(huán)境中也能出色完成任務，其末端制導方式由單一紅外成像制導改進為紅外/主動雷達復合制導。

圖3 LRASM方案效果圖

2.2 雷達/紅外復合干擾的現(xiàn)狀

目前，國外對抗多模制導武器的艦載無源防護系統(tǒng)多采用能同時投放箔條、紅外誘餌和假目標的組合式綜合對抗系統(tǒng)，較先進的無源干擾系統(tǒng)有美國的快速和超快速離艦散開系統(tǒng)（RBOC和SRBOC）；法國的“達蓋”（Dagaie）、“薩蓋”（Sagaie）、“馬蓋”（Magaie）；英國的“烏鴉座”（Corvus）、“盾牌”（Shield）、“防柵”（Barricade）、“超級防柵”（Super Barricade）；美、英、丹麥共同研制的“蚊”（SEAGNAT）；俄羅斯的PK-2、PK-10、PK-16系統(tǒng)等。幾種典型的組合式對抗裝備情況如下：

1）“達蓋”系列無源干擾系統(tǒng)

“達蓋”系統(tǒng)［8］是由EADS公司防御電子分部研制，現(xiàn)已裝備了法國海軍，印度尼西亞，意大利、韓國、泰國、土耳其、科威特、臺灣“康定”級護衛(wèi)艦等，主要用于保護中小艦艇。

系統(tǒng)性能：

（1）發(fā)射系統(tǒng)：10只箱式回轉式發(fā)射器，儲運、發(fā)射一體化。

（2）控制系統(tǒng)：顯示裝彈情況，計算最佳干擾時間，選擇最佳干擾資源。

誘餌彈資源

（1）33枚箔條彈，34枚紅外彈。A、B型大型艦艇用箔條彈，D型小型艦艇箔條彈，C型近程紅外彈。

（2）箔條散開尺寸：80m×150m，距海面20m～50m。

（3）C型紅外10枚瞬時激活，24枚帶傘延時，1s激活。

2）“防柵”系列無源干擾系統(tǒng)

“防柵”系列無源干擾系統(tǒng)是由英國瓦洛普工業(yè)公司研制，現(xiàn)已裝備了英國、美國、意大利、南非、澳大利亞、印度、馬來西亞、阿爾及利亞、安曼、肯尼亞等國海軍，主要裝備快速攻擊艇、掃雷艇、隱身護衛(wèi)艦等。用于對抗雷達、紅外系統(tǒng)。

系統(tǒng)性能：

（1）發(fā)射系統(tǒng)：18管分6管束（超級防柵12管4管束，口徑102mm），下三層固定，上三層方位可調。

（2）控制系統(tǒng)：控制發(fā)射、提示規(guī)避。超級防柵可計算最佳規(guī)避、最佳干擾方式。

誘餌彈資源：

（1）中程：中程箔條/紅外干擾彈，射程800m～1000m（箔條），100m～1500m（紅外）。

（2）近程：射程60m～100m，三枚齊射。

（3）超級防柵干擾資源有“超級柵欄”，“超級圍欄”兩種。前者近程紅外/箔條彈，后者為中遠程箔條/紅外。

3）“西萊納”多模軟殺傷系統(tǒng)

由法國Etienne Lacroix公司研制的“西萊納”多模軟殺傷系統(tǒng)［9］主要用于保護中、小型艦艇，用于從小型到中型艦船的防護?？捎糜趯估走_導引頭、紅外導引頭、雷達紅外復合導引頭、激光導引頭。現(xiàn)已裝備德國5艘K130護衛(wèi)艦、挪威6艘“盾牌”級導彈攻擊艦、瑞典5艘“納斯比”級快速攻擊艇和2艘“哥德堡”級導彈艇、芬蘭“哈米那”快速攻擊艇和布雷艇。阿聯(lián)酋6艘多用途彈道護衛(wèi)艦。

系統(tǒng)性能：

（1）系統(tǒng)一次裝載可對付6～12枚威脅，可計算施放位置，根據(jù)威脅的不同可使現(xiàn)有資源達到最佳的利用。

（2）發(fā)射器：發(fā)射器易于集成到任意的艦船，具有低特征信號，在電磁兼容性方面做了特別處理，以滿足安全性需求。

（3）控制器：完全集成與CMS（Combat Management System）、ESM（Electronic Support Measures）在面臨ESM威脅時可自動做出反應。

干擾彈資源：

（1）SEALEM 08-01：structural RF decoy運用先進的雷達反射器，具有大的雷達散射截面積，有效的極化、與艦船相似的波譜可有效模擬艦船的雷達反射。雷達誘餌施放效果見圖4。

圖4 雷達誘餌施放干擾效果示意圖

（2）SEALIR 08-01 spectral infrared decoy采用與被保護艦船不同結果部位紅外輻射光譜匹配的誘餌為艦船提供有效的保護。誘餌材料使用的低溫燃燒材料，具有形狀、和時間穩(wěn)定性，可用于干擾雙色導引頭。紅外誘餌施放效果示意圖見圖5。

圖5 紅外誘餌施放干擾效果示意圖

2.3 目前組合式干擾方式存在的缺陷

采用組合式干擾對抗多模復合制導導引頭的綜合系統(tǒng)，存在以下不足：

1）材料性能

組合式干擾的載荷材料多為傳統(tǒng)的箔條絲/點源藥柱等，僅具備單一的雷達或紅外特性。

2）干擾效能

采用組合式干擾，紅外彈、箔條彈等分別裝填，彈種多、體積重量大，在裝備干擾資源一定的情況下，相當減少于艦船的干擾資源，降低了干擾效能。

3）作戰(zhàn)使用

采用組合式干擾，箔條彈和紅外彈分別發(fā)射，由于沒有動力措施，導致誘餌彈發(fā)射后由于空氣阻力迅速與目標分離，很快消失在導引頭視場中；同時，由于速度差異和風速影響，使得箔條與紅外誘餌迅速分離，不能達到有效干擾。

3 發(fā)展趨勢

針對雷達/紅外復合制導的技術特點和組合式無源干擾方式的不足，為有效提高水面艦艇在面對雷達/紅外復合制導反艦導彈時的生存能力，需要開展新型雷達/紅外復合干擾技術研究，開發(fā)新型復合干擾材料，具體有以下幾種趨勢：

1）單波段干擾材料混合

該方法是將紅外波段與雷達波段對應的干擾材料按照一定的比例進行混合，由其中的紅外干擾材料對抗紅外制導，雷達干擾材料對抗雷達制導，從而實現(xiàn)對雷達/紅外復合制導的有效干擾。

本方法干擾原理簡單，材料易于獲取，但存在著各組分材料之間相容性不一致、使用時組分之間交叉影響的問題。有人曾利用此法研制了以赤磷、銅粉和箔條的混合物作為載荷的誘餌彈［10］，發(fā)射后產生的氣懸體可以對 3μm～5μm、8μm～14μm 和3mm、8mm波段產生干擾效果，是一種較好的寬波段干擾材料。

2）紅外/雷達干擾一體化材料

在一體化復合干擾材料的研究中，主要是利用石墨層間化合物來達到多波段復合干擾的效果，典型的是膨脹石墨。膨脹石墨的突出優(yōu)點是其密度很小，膨脹體積一般可以達到100ml/g～300ml/g，其漂浮性能較以前的一些干擾材料有了顯著改善。膨脹石墨對毫米波的衰減主要表現(xiàn)為吸收；它對紅外波段的衰減主要緣于其內部大最類似黑體腔的孔隙的吸收作用，以及C軸方向上許多厚度很小的薄片的散射作用［11］。可膨脹石墨可通過化學氧化法和電化學氧化法制備，制備的可膨脹石墨在無源干擾研究中通常爆炸分散法或燃燒發(fā)煙法進行擴散，但爆炸分散法中由于膨脹石墨所占比例限制，需要的裝藥量比較大；而燃燒發(fā)煙法成煙速度相對緩慢，難以實現(xiàn)大面域干擾。

3）導電型可燃燒的金屬纖維基復合體

本方法是通過在可燃纖維基上涂鍍一層對雷達有干擾作用的金屬層而形成的。美國曾經開展研究過對抗雷達/紅外復合制導導彈的合金骨架金屬材料，金屬骨架經過特殊處理，得到較大比表面積，暴露在空氣中能夠氧化自燃形成紅外輻射信號，且本身的金屬骨架結構也具有一定的雷達散射特性。德國發(fā)明過能產生高強度紅外輻射的可燃箔條，在空中爆炸后形成緩慢下落的燃燒微粒紅外輻射云，其輻射強度大于目標強度，燃燒持續(xù)大約1min。投放大量此種箔條形成“熱云”，既可誘騙紅外制導導彈也可構成射頻雷達的假目標或陷阱［12］。

4 結語

目前，各國海軍依然主要采用組合式干擾方式來對抗雷達/紅外復合制導的反艦導彈，對抗效果差強人意。面對復合制導技術的飛速發(fā)展，復合干擾技術發(fā)展緩慢，干擾材料相對傳統(tǒng)，缺乏新型的復合干擾材料。對此，亟需開展新型復合型雷達/紅外復合材料的研究及應用，提出以下幾點建議：

1）加強新型復合材料的研發(fā)，豐富復合干擾手段；

2）開展新型復合對抗材料施放技術的研究及應用，改善材料的分散性能，提高復合干擾效果；

3）開展仿真對抗效果的研究，加強新技術及新機理探究，增加復合干擾手段。