羅軍 姬新陽 李成杰
(中國人民解放軍63889部隊,河南孟州 454750)
地面雷達作為現(xiàn)代戰(zhàn)爭的“千里眼”,能給敵方空襲武器帶來直接威脅,同時也是敵方重點打擊的對象。在作戰(zhàn)行動中,雷達通常面臨著敵方反輻射武器的硬摧毀以及電子干擾的軟殺傷,這些威脅對雷達而言精確高效,如果沒有足夠的防御體系支持,雷達就是“瞎子”“擺設(shè)”。針對雷達面臨的威脅要做到“眼不花”“盯得緊”,在技術(shù)上可以采用雷達組網(wǎng)和裝備低截獲概率雷達等措施降低反輻射武器的截獲概率,在戰(zhàn)術(shù)上可以采用設(shè)置雷達誘餌和構(gòu)筑工事防護等保護雷達陣地。為有效保護我方雷達,有必要對雷達電子防御進行研究,從而為防空反導(dǎo)作戰(zhàn)行動中如何對雷達實施靈活高效的防護、提高實戰(zhàn)環(huán)境下我方雷達的生存能力提供參考。
雷達防御是保護己方電子信息設(shè)備、系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)以及相關(guān)武器系統(tǒng)或人員作戰(zhàn)效能的正常發(fā)揮而采取的措施及其行動的統(tǒng)稱,包括雷達反干擾、雷達反隱身、抗電子摧毀和組織戰(zhàn)場電磁兼容等, 雷達電子防御已成為電子信息系統(tǒng)、設(shè)備能否正常發(fā)揮效能的關(guān)鍵與先決條件,是信息化作戰(zhàn)條件下電子信息系統(tǒng)防御和地面重要目標綜合防護的主要內(nèi)容。
現(xiàn)代戰(zhàn)爭中,進攻方在發(fā)起攻擊前,首先需要通過各種偵察手段,獲取對手的雷達及陣地位置信息、電磁輻射、可見光、光電偵察監(jiān)視裝置(EO)、CCD拍照、合成孔徑雷達(SAR)、紅外以及熱源探測等特征,然后將這些特征裝訂入武器系統(tǒng)中。其中,電磁特征可以裝訂到干擾系統(tǒng)或是反輻射武器系統(tǒng)中,可見光、光電偵察監(jiān)視、CCD拍照、合成孔徑雷達、紅外以及熱源探測等特征可以裝訂到制導(dǎo)武器系統(tǒng)中。作戰(zhàn)行動開始后,進攻方將根據(jù)戰(zhàn)場態(tài)勢,選擇不同的攻擊方式對防守方進行“軟”殺傷或是“硬”摧毀。
為了取得雷達對抗所需情報而進行的電子對抗偵察,通常來說,雷達偵察就是要截獲雷達輻射的電磁波信號并分析雷達輻射信號。使用各種體制的電子對抗偵察設(shè)備,對戰(zhàn)場的各種信息進行偵察、記錄、分析、處理、傳遞和利用,查明各種雷達裝備與武器系統(tǒng)部署的位置、數(shù)量、類型、技術(shù)性能參數(shù)等,嚴密監(jiān)視敵方的軍事行動和企圖,以獲取重要軍事情報,并保障作戰(zhàn)時能夠準確地實施電子干擾或硬摧毀[1]。
雷達干擾是利用雷達干擾設(shè)備或器材輻射、反射(散射)或吸收電磁能,削弱或破壞雷達對目標的探測和跟蹤能力的各種戰(zhàn)術(shù)技術(shù)措施,使其不能正常工作或完全失效,起到軟殺傷的作用。在現(xiàn)代雷達工作環(huán)境中,不僅存在來自有意釋放的各種電子干擾,而且還存在著各種來自工業(yè)和日常生活中無意的電子干擾,它們都會對雷達的工作造成不同程度的影響。尤其是戰(zhàn)場環(huán)境下敵方釋放的有意干擾,更是影響雷達作戰(zhàn)效能發(fā)揮的主要威脅。
雷達部隊面臨的摧毀威脅包括反輻射武器、激光制導(dǎo)武器、電視制導(dǎo)武器、紅外制導(dǎo)武器等,是一種以火控、制導(dǎo)以及其它雷達為主要目標,利用電磁輻射信號進行被動制導(dǎo),開機即遭到精確打擊。從而直接摧毀輻射源的武器,主要有反輻射導(dǎo)彈和反輻射無人機等。相比電子干擾的“軟殺傷”,反輻射武器的“硬摧毀”威脅程度更加嚴峻,不但摧毀雷達裝備,而且危及雷達操作手的生命安全,對雷達操作手的心理造成強大壓力,是電子對抗斗爭中非常重要的作戰(zhàn)手段。作戰(zhàn)中,電子干擾和反輻射摧毀一起形成軟硬一體的作戰(zhàn)能力。
隱身技術(shù)是以電磁波散射理論為基礎(chǔ),使目標在雷達探測波束照射范圍內(nèi)具有極小的雷達截面積(RCS),大幅度減小被雷達接收機截獲的電磁回波能量,使雷達對目標的探測距離縮短的各種技術(shù)措施[2]。
雷達反干擾,主要做到反偵察、知干擾、抗干擾。雷達反偵察,包括隱匿行動、避敵偵察,控制輻射、防敵偵察,藏騙結(jié)合、抗敵偵察??狗摧椛涔?,包括波段轉(zhuǎn)換、迅速關(guān)機或閃爍、接力開機或投放專用介質(zhì)。雷達反隱身,主要體現(xiàn)在頻域、能域和空域以及新體制反隱身等方面。對于雷達分隊來說,開展雷達電子防御訓(xùn)練,即是訓(xùn)練的重點、也是訓(xùn)練的難點。
2.1.1 背景設(shè)置
干擾雷達的方式主要分為壓制干擾和欺騙干擾。在實兵演練中,構(gòu)建干擾飛機、偵察飛機—-突防飛機(無人機)—-突擊目標(地面雷達)“三點一線”的典型戰(zhàn)術(shù)場景。干擾機采取多頻密集假目標干擾、梳妝譜噪聲(瞄準阻塞式干擾)+轉(zhuǎn)發(fā)式密集假目標干擾兩種主要干擾樣式用來模擬敵方對我方雷達進行干擾,其中干擾飛機盡可能保持對被干擾雷達的主瓣以及近旁瓣干擾。如圖1所示。
圖1 演練背景圖
當(dāng)雷達受到干擾機干擾時,雷達通過反干擾措施,能夠及時發(fā)現(xiàn)對其副瓣和主瓣實施干擾的干擾飛機。當(dāng)探測突防飛機(無人機)時,雷達就會和干擾飛機的主瓣形成三點一線,從而形成主瓣干擾,且無人機RCS小,機動性能強,使得在主瓣干擾條件下的無人機探測難度較大。而雷達特有的暴露特性,如外形、電磁輻射、熱輻射、反射、陣地的配屬等,使雷達在搜索跟蹤目標的同時,又要保證不被對手偵察打擊,這給雷達帶來嚴峻的生存威脅。
2.1.2 應(yīng)對方法
在演練中,以某警戒雷達為例,利用單裝備現(xiàn)有技術(shù)措施,當(dāng)副瓣干擾時,比較有效的是“副瓣對消+點跡過濾”抗副瓣干擾措施組合。由于該雷達沒有抗主瓣干擾的針對性措施,那么就要靈活運用現(xiàn)有的抗干擾手段。當(dāng)主瓣干擾或近旁瓣干擾時,因此采用“間歇改頻”的方式,在雷達天線轉(zhuǎn)動時,對非主瓣干擾區(qū)采用“脈組捷變頻”,主瓣干擾區(qū)“脈間捷變頻”,這兩種方式在干擾環(huán)境中發(fā)現(xiàn)目標效果較好。“間歇改頻”在干擾偵察區(qū)頻繁、快速的改頻,既給干擾機偵察帶來困難,又牽制和稀釋了干擾資源。
此外,把握雷達搜索目標的時機,也是在干擾環(huán)境下發(fā)現(xiàn)目標的有效方法。當(dāng)干擾機轉(zhuǎn)彎時,輻射天線不能完全的對準雷達,這個時候它無法對雷達造成干擾,是搜索發(fā)現(xiàn)目標的重要時機,采取取消反干擾措施來提升信號的能量,降低雷達對信號處理的損失,增加發(fā)現(xiàn)概率。
雷達要進行反干擾,首先需要判斷受到干擾的類型,而后有針對性地實施抗干擾措施。因此,如何判斷受到干擾類型至關(guān)重要。要準確判斷干擾類型需用多種手段綜合研判。傳統(tǒng)的判斷干擾情況只是看P顯上的回波和虛警數(shù),但P顯在采取了反干擾手段后,畫面比較干凈,當(dāng)干擾減弱時,難以察覺。此時就要用到A顯的原始回波的信號,通過A顯信號的噪底來進行輔助判斷,進行干擾的動態(tài)變化觀察,以便及時調(diào)整反干擾手段。
2.1.3 方法總結(jié)
對于雷達來說,提高抗干擾能力,可以從空域、頻域、功率域、時域和極化域等多方面采取措施。
在空域上,盡量減少雷達在空間中受到敵方偵察、干擾的機會,以便更好的發(fā)揮雷達性能。空間選擇抗干擾措施主要提高雷達的空間選擇性,重點抑制來自雷達旁瓣的干擾,針對旁瓣噪聲抑制干擾和假目標欺騙干擾,可采用的空間抗干擾技術(shù)主要包括窄波束、旁瓣對消、旁瓣匿影技術(shù)等。
在頻域上,利用雷達信號與干擾信號頻域特征的差別來濾除干擾。當(dāng)雷達迅速改變工作頻率跳出干擾范圍時,就可以避開干擾,常用的頻率選擇抗干擾方法包括靠近敵雷達載頻的頻率工作、頻率捷變、頻率分集等。
功率抗干擾是抗有源干擾特別是抗主瓣干擾的一個重要措施,通過增大雷達的發(fā)射功率、延長在目標上的波束駐留時間或增加天線增益,提高雷達的抗干擾能力[3]。
接收機內(nèi)抗干擾技術(shù),根據(jù)干擾和目標型號某些特性的差異,通過優(yōu)化接收機內(nèi)部電路、優(yōu)化信號處理方法等手段,最大限度地抑制干擾,同時輸出目標信號。主要包括:寬-限-窄電路、抗波門拖引電路、脈沖串匹配濾波器、恒虛警處理電路、雷達雜波圖控制技術(shù)等。
2.1.4 經(jīng)驗總結(jié)
首先加強對電子威脅和對手的研究,不斷積累實戰(zhàn)化電子戰(zhàn)經(jīng)驗。比如,對干擾機的工作機理干擾流程不了解,認為單一的頻率捷變就可以抗干擾,導(dǎo)致過早的采用了頻率捷變,提前暴露了雷達頻率資源。被對手的偵察機接收,再用這種措施的時候效果不佳。
其次,要破解反干擾就是屏幕上干凈,只留目標的認識,使得盲目的采用多種抗干擾措施,反干擾的最終目的是全面掌握、發(fā)現(xiàn)目標,而不是一味的追求畫面的整潔,一直采用反干擾手段,導(dǎo)致過度的反干擾使真目標的信號損失過大。
基于上述的暴露特性,首先介紹對手常用的偵察識別手段和判別途徑。主要包括:通過可見光、光電偵察監(jiān)視裝置(EO)、CCD拍照、合成孔徑雷達(SAR)、紅外以及熱源探測對我方雷達進行偵察。綜合考慮上述手段的作用機理,我們可以有針對性地經(jīng)行雷達反偵察。例如:采取設(shè)備遮罩、迷彩偽裝、改變目標外形輻射及熱源特征、布設(shè)假目標等迷惑對手,達到隱真失假偽裝防護的主要目的。
在防光電偵察上,利用偽裝網(wǎng)、收集或進行變色處理的植物來隱蔽雷達,結(jié)合地物地貌等天然遮障,降低目標顯著性和改變目標外形。另外,還可以利用煙霧偽裝來反光學(xué)偵察,通過使用隔熱材料對電站的排氣管進行隔熱處理來減少紅外熱源輻射。如圖2所示。
圖2 雷達偽裝
在防SAR成像上,由于雷達裝備都是金屬面,反射面積大,反射特性比較明顯,因此為了消除這個影響,采取裝配假目標來模擬雷達陣地目標。還可以改變真實目標電磁反射外形,在真實目標方艙周圍拋灑角反射器,達到改變敵方SAR成像中的目標外形的目的。如圖3所示。
圖3 裝配式假目標
在偽裝防護上把握原則:(1)避免同一性,同一類目標聚集容易造成特征群;(2)避免規(guī)律性,整齊劃一,富有規(guī)律的布陣特征明顯;(3)注重真實性,與戰(zhàn)場環(huán)境不符的偽裝,差異性明顯;(4)注重環(huán)境融合度,注意漸變、反斜面,最好是天然偽裝;(5)注重特征消除,如影子、痕跡、人員活動。
雷達抗摧毀通常采用兩種手段來進行:(1)采取各種雷達反偵察手段,隱蔽雷達的重要設(shè)施和電子信息系統(tǒng),使敵方難以發(fā)現(xiàn)目標,同時部署假目標,做到隱真示假;(2)采用戰(zhàn)術(shù)和技術(shù)措施加強防護措施,使敵方難以瞄準目標,如采用雷達誘餌。
例如在某任務(wù)中,雷達分隊在對抗反輻射武器攻擊過程中布設(shè)雷達誘餌,成功誘騙四架反輻射無人機和一枚反輻射導(dǎo)彈攻擊。
在此任務(wù)中,我方采用了3部誘餌按照菱形布陣,且分別采用了“閃爍”工作模式,3部誘餌信號的脈沖前沿在時序上“交替”超前雷達信號(如圖4所示),致使敵方無人機導(dǎo)引頭誤斷只有1部誘餌在工作,并且3部誘餌工作的位置不斷變化,使得反輻射無人機在俯沖過程中導(dǎo)引頭隨著誘餌的閃爍而不斷的變化側(cè)向結(jié)果,使無人機不斷地調(diào)整攻擊目標。而隨著俯沖高度的不斷降低,導(dǎo)引頭視場角會逐漸區(qū)分開3個誘餌,此時,即使導(dǎo)引頭鎖定了1個誘餌,但由于反輻射無人機離地面的距離過近,機身沒有時間再來校準飛行軌跡,最終導(dǎo)致反輻射無人機無法擊中雷達。
圖4 誘餌信號“閃爍”“交替”示意圖
隨著裝備技術(shù)的不斷發(fā)展,雷達面臨新的威脅將不斷涌現(xiàn),雷達裝備的戰(zhàn)場生存能力和作戰(zhàn)效能的發(fā)揮與雷達電子防御的關(guān)系也必將越來越密切,雷達兵面臨的挑戰(zhàn)也必將越來越嚴峻。本文從雷達電子防御概念入手,分析了當(dāng)前雷達主要面臨的威脅,并針對這些威脅重點闡述了如何進行電子防御,以實際軍事任務(wù)為案例,闡述了相關(guān)電子防御方法十五實施經(jīng)驗及需要把握的原則。