上海航天信息研究所

宋振亞 華 春 唐 敏 圣冬冬

雷神（Raytheon）公司是美國(guó)反輻射導(dǎo)彈的主要研制和生廠商，自1985 年起已經(jīng)生產(chǎn)了22800 枚高速反輻射導(dǎo)彈。雷神公司長(zhǎng)期從事反輻射導(dǎo)彈研制工作，生產(chǎn)了大量反輻射導(dǎo)彈，具有領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。持續(xù)進(jìn)行技術(shù)研發(fā)是雷神公司反輻射導(dǎo)彈技術(shù)不斷取得突破的基礎(chǔ)，專(zhuān)利布局是雷神公司技術(shù)發(fā)展的保障。本文基于專(zhuān)利文獻(xiàn)分析了雷神公司反輻射導(dǎo)彈的專(zhuān)利布局策略，梳理了雷神公司技術(shù)發(fā)展路線，形成對(duì)我國(guó)反輻射導(dǎo)彈發(fā)展方向與技術(shù)攻關(guān)等方面的啟示和建議，支撐我軍反輻射導(dǎo)彈裝備建設(shè)創(chuàng)新發(fā)展。

一、專(zhuān)利布局現(xiàn)狀分析

雷神公司研制了美國(guó)第一代AGM-45“百舌鳥(niǎo)”反輻射導(dǎo)彈并參與研制了第三代AGM-88“哈姆”高速反輻射導(dǎo)彈。2022 年的俄烏沖突中，烏克蘭用“米格”-29 飛機(jī)發(fā)射了美國(guó)援助的AGM-88 反輻射導(dǎo)彈，來(lái)打擊俄羅斯的雷達(dá)或迫使其關(guān)機(jī)。

雷神公司在反輻射導(dǎo)彈技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行了長(zhǎng)期研究，不斷出現(xiàn)新的研究成果，技術(shù)能力居于世界前列。1964 年，雷神公司率先在反輻射導(dǎo)彈技術(shù)領(lǐng)域申請(qǐng)相關(guān)專(zhuān)利，至今已經(jīng)申請(qǐng)了122 件專(zhuān)利，具有顯著技術(shù)優(yōu)勢(shì)。從專(zhuān)利申請(qǐng)的技術(shù)分布來(lái)看，雷神公司反輻射導(dǎo)彈專(zhuān)利申請(qǐng)以反輻射導(dǎo)引頭技術(shù)領(lǐng)域和多模復(fù)合制導(dǎo)技術(shù)領(lǐng)域?yàn)橹?，分別有45 件專(zhuān)利申請(qǐng)和43 件專(zhuān)利申請(qǐng)，如圖1 所示，此外還涵蓋了數(shù)據(jù)融合與實(shí)時(shí)處理技術(shù)以及仿真與電磁毀傷效能評(píng)估技術(shù)。

圖1 雷神公司專(zhuān)利申請(qǐng)技術(shù)分布

二、技術(shù)發(fā)展路線分析

雷神公司技術(shù)發(fā)展路線，采用多模復(fù)合制導(dǎo)技術(shù)和數(shù)據(jù)融合與實(shí)時(shí)處理技術(shù)2 條發(fā)展路線并行發(fā)展的策略，如圖2 所示。

圖2 雷神公司技術(shù)發(fā)展路線

雷神公司研制的AGM-45“百舌鳥(niǎo)”第一代反輻射導(dǎo)彈在實(shí)戰(zhàn)中暴露出一些嚴(yán)重問(wèn)題，最嚴(yán)重的是其導(dǎo)引頭所搜尋的頻率被調(diào)整到了一個(gè)固定的范圍，一旦敵方部署一臺(tái)采用不同頻率的雷達(dá)，就需要研發(fā)一種安裝不同導(dǎo)引頭的新型“百舌鳥(niǎo)”反輻射導(dǎo)彈。另外，當(dāng)敵方地空導(dǎo)彈系統(tǒng)雷達(dá)關(guān)閉之后，已經(jīng)發(fā)射出去的“百舌鳥(niǎo)”反輻射導(dǎo)彈就會(huì)立刻脫扣，進(jìn)入無(wú)目標(biāo)彈道運(yùn)動(dòng)狀態(tài)[1]。針對(duì)這種問(wèn)題，雷神公司于1964 年申請(qǐng)了專(zhuān)利US3832711A，主要用于解決反輻射導(dǎo)彈面對(duì)不同頻段的雷達(dá)如何進(jìn)行打擊的技術(shù)問(wèn)題。該專(zhuān)利提供了一種導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)，能夠感測(cè)正在發(fā)射的一個(gè)頻段的基波，例如，X 波段，正在發(fā)射的多個(gè)剩余頻帶的諧波，以及C 波段和S 波段。與已知的反輻射導(dǎo)彈相比，采用調(diào)諧技術(shù)的同一導(dǎo)引頭對(duì)所有預(yù)期的輻射頻段都有效。

通過(guò)采用調(diào)諧專(zhuān)利技術(shù)，改進(jìn)后的“百舌鳥(niǎo)”反輻射導(dǎo)彈具有以下優(yōu)點(diǎn)：一是因?yàn)閮H接收所選基頻內(nèi)的輻射信號(hào)，所以相同的導(dǎo)引頭對(duì)于所有預(yù)期輻射頻帶都是有效的；二是在非基帶中傳輸?shù)脑吹闹C波含量中存在基帶中足夠的功率，實(shí)現(xiàn)了敵方頻帶的有效壓縮，這允許導(dǎo)彈導(dǎo)引頭中的傳感器設(shè)備，如接收天線，針對(duì)基帶進(jìn)行優(yōu)化，從而有助于提高多目標(biāo)分辨率。三是在輻射源工作在基帶以外的情況下，導(dǎo)彈導(dǎo)引頭對(duì)諧波的接收有效地展寬了輻射源的通常的高方向性模式。

“百舌鳥(niǎo)”被出口到不少國(guó)家，有些在軍事行動(dòng)中使用，如以色列用其攻擊埃及的SA-2“導(dǎo)線”和SA-3“果阿”地空導(dǎo)彈系統(tǒng)。在1982 年停產(chǎn)之前，各種變型的AGM-45 生產(chǎn)了大約18500 枚。1992 年AGM-45 反輻射導(dǎo)彈最終退役，隨后被性能更好的AGM-88“哈姆”反輻射導(dǎo)彈代替[2]。

AGM-45 導(dǎo)引頭調(diào)諧技術(shù)雖然滿足了一定的作戰(zhàn)需求，但是本質(zhì)上仍然是單模制導(dǎo)技術(shù)，無(wú)法應(yīng)用于復(fù)雜電磁環(huán)境，且抗干擾能力較弱。為了提高反輻射導(dǎo)彈的抗干擾能力，增強(qiáng)作戰(zhàn)效果，雷神公司開(kāi)始研究多模復(fù)合制導(dǎo)技術(shù)。雷神公司1976 年申請(qǐng)的專(zhuān)利US10488157B1 公開(kāi)了一種雙模導(dǎo)引頭反輻射導(dǎo)彈，采用被動(dòng)雷達(dá)/紅外雙模導(dǎo)引頭，如圖3 所示，紅外傳感器對(duì)4.0~4.8μm 頻帶內(nèi)的輻射作出響應(yīng)，射頻傳感器對(duì)6.5~16.5GHz 頻帶內(nèi)的射頻信號(hào)作出響應(yīng)，紅外和射頻傳感器共用一個(gè)光圈和光軸。值得注意的是，美國(guó)對(duì)其長(zhǎng)期采取了保密措施，該專(zhuān)利直到2020 年1月21 日才公開(kāi)，保密時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了一般專(zhuān)利的保密時(shí)間。

圖3 被動(dòng)?雷達(dá)/紅外雙模導(dǎo)引頭

在該專(zhuān)利保密期間，雷神公司開(kāi)始研制試驗(yàn)美國(guó)第三代反輻射導(dǎo)彈AGM-88“哈姆”高速反輻射導(dǎo)彈。AGM-88 反輻射導(dǎo)彈已經(jīng)發(fā)展了多種型號(hào)，包括AGM-88A、AGM-88B、AGM-88C、AGM-88D、AGM-88E 等多種型號(hào)。AGM-88 反輻射導(dǎo)彈具有3 個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)：一是導(dǎo)引頭覆蓋頻段寬；二是導(dǎo)引頭靈敏度很高，AGM-88 反輻射導(dǎo)彈可以從輻射最弱的尾部進(jìn)行攻擊，大大提高了導(dǎo)彈抗誘騙的能力和戰(zhàn)場(chǎng)生存能力；三是采用專(zhuān)利US10488157B1 中的多模復(fù)合制導(dǎo)技術(shù)，具有真正對(duì)抗雷達(dá)關(guān)機(jī)的能力[3]。

AGM-88D 在第6 批次反輻射導(dǎo)彈研制過(guò)程中采用了GPS 衛(wèi)星組合導(dǎo)航。雷神公司申請(qǐng)的專(zhuān)利EP747657B1 公開(kāi)了相關(guān)技術(shù)方案，該專(zhuān)利提供了一種 采用GPS 進(jìn)行導(dǎo)航的武器系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一系列GPS 衛(wèi)星，每個(gè)衛(wèi)星都可用于傳輸GPS 數(shù)據(jù)。一種便攜式傳感器包括用于接收GPS 數(shù)據(jù)，并確定便攜式傳感器的第二位置的GPS 接收器設(shè)備。自測(cè)裝置確定可移動(dòng)無(wú)人值守地面?zhèn)鞲衅鞯牡谝换鶞?zhǔn)位置。第一個(gè)基準(zhǔn)位置比第二個(gè)位置更準(zhǔn)確。誤差裝置確定第一基準(zhǔn)位置和第二位置之間的GPS 誤差，通過(guò)利用GPS 誤差來(lái)顯著提高制導(dǎo)武器的投送精度[4]。

三、美國(guó)現(xiàn)役反輻射導(dǎo)彈專(zhuān)利分析

AGM-88E 是美國(guó)現(xiàn)役反輻射導(dǎo)彈，美國(guó)海軍對(duì)該反輻射導(dǎo)彈進(jìn)行了升級(jí)，這也是美國(guó)目前最先進(jìn)的反輻射導(dǎo)彈。AGM-88E 反輻射導(dǎo)彈是從AGM-88C 升級(jí)而來(lái)，在2003 年開(kāi)始研制，2008 年投入小批量生產(chǎn)，2012 年開(kāi)始批量生產(chǎn)。AGM-88E 主要裝備在F/A-18戰(zhàn)斗機(jī)和EA-18G 電子戰(zhàn)機(jī)，以及“狂風(fēng)”戰(zhàn)斗機(jī)等[5]。

AGM-88E 反輻射導(dǎo)彈對(duì)制導(dǎo)控制系統(tǒng)和導(dǎo)引頭進(jìn)行了改進(jìn)。AGM-88E 裝備了雙模導(dǎo)引頭，采用主動(dòng)毫米波雷達(dá)和寬頻帶被動(dòng)雷達(dá)，導(dǎo)航系統(tǒng)采用GPS 和慣性導(dǎo)航（INS）。此外，AGM-88E 反輻射導(dǎo)彈裝備了電視制導(dǎo)裝置，借助于通信網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)鏈可將導(dǎo)彈攻擊前的圖像回傳，用以評(píng)估導(dǎo)彈對(duì)目標(biāo)的打擊效果，確定是否需要對(duì)目標(biāo)進(jìn)行多次打擊。

雷神公司在反輻射導(dǎo)彈多模復(fù)合制導(dǎo)技術(shù)領(lǐng)域不斷進(jìn)行技術(shù)迭代，從紅外/被動(dòng)雷達(dá)技術(shù)發(fā)展到紅外/毫米波雷達(dá)技術(shù)、紅外/半主動(dòng)激光雷達(dá)技術(shù)、主動(dòng)毫米波/寬頻被動(dòng)技術(shù)等[6]。2009 年雷神公司申請(qǐng)的專(zhuān)利WO2010059745A1 公開(kāi)了一種多模導(dǎo)引頭，包括紅外導(dǎo)引頭和射頻導(dǎo)引頭，射頻導(dǎo)引頭包括微波導(dǎo)引頭、毫米波導(dǎo)引頭、亞毫米波導(dǎo)引頭等，紅外導(dǎo)引頭和射頻導(dǎo)引頭共享光學(xué)系統(tǒng)，如圖4 所示。2015 年雷神公司在此基礎(chǔ)上申請(qǐng)的專(zhuān)利US9683814B2 公開(kāi)了一種具有主動(dòng)和半主動(dòng)終端制導(dǎo)的導(dǎo)彈。

圖4 多模式復(fù)合導(dǎo)引頭橫截面示意圖

為了提高反輻射導(dǎo)彈的精確導(dǎo)航能力，雷神公司還申請(qǐng)了一種用于在GPS/INS 系統(tǒng)中提高抗干擾能力的系統(tǒng)和方法（US5983160A）。該系統(tǒng)包括一個(gè)信號(hào)處理器，用于接收GPS 信號(hào)并將其下變頻為基帶頻率，以提供I 和Q（正弦和余弦）信號(hào)。雷神公司將該技術(shù)用于升級(jí)AGM-88“哈姆”高速反輻射導(dǎo)彈，已經(jīng)在2012 年4 月和5 月分別使用F-16 戰(zhàn)斗機(jī)完成了改進(jìn)型“哈姆”的兩次飛行測(cè)試（如圖5 所示），導(dǎo)彈成功地?fù)糁辛苏_的目標(biāo)[7]。

圖5 AGM-88“哈姆”飛行測(cè)試

AGM-88E 反輻射導(dǎo)彈加裝了數(shù)據(jù)鏈設(shè)備，能夠?qū)崟r(shí)獲取戰(zhàn)場(chǎng)景象，對(duì)打擊目標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別，以及對(duì)毀傷效果及時(shí)進(jìn)行評(píng)估，提高了打擊的突發(fā)性和命中精度，是AGM-88E 發(fā)揮作戰(zhàn)效能的倍增器。在雷神公司申請(qǐng)的專(zhuān)利US8215237B2 中，公開(kāi)了一種用于導(dǎo)彈數(shù)據(jù)鏈路系統(tǒng)的方法和裝置，雷神公司2012 年申請(qǐng)的專(zhuān)利US9244155B2 又進(jìn)一步公布了導(dǎo)彈在不同頻帶內(nèi)與一個(gè)或多個(gè)通信站保持?jǐn)?shù)據(jù)鏈路的方法。

四、啟示分析

1.多模復(fù)合制導(dǎo)是反輻射導(dǎo)彈發(fā)展的方向

現(xiàn)代信息化戰(zhàn)場(chǎng)面臨著復(fù)雜的電磁環(huán)境，單一制導(dǎo)方式已不適應(yīng)復(fù)雜電磁環(huán)境下的作戰(zhàn)要求。面對(duì)多種反輻射導(dǎo)彈對(duì)抗手段，反輻射導(dǎo)彈導(dǎo)引頭將由單一制導(dǎo)模式向復(fù)合制導(dǎo)模式發(fā)展。AGM-88E 反輻射導(dǎo)彈通過(guò)采用多模復(fù)合制導(dǎo)技術(shù)，大大提高了導(dǎo)彈的抗誘餌和抗關(guān)機(jī)能力，發(fā)揮穩(wěn)定的作戰(zhàn)效能。雷神公司在多模復(fù)合制導(dǎo)技術(shù)領(lǐng)域的專(zhuān)利布局包括紅外/射頻雙模制導(dǎo)、紅外/毫米波雷達(dá)雙模制導(dǎo)、紅外/半主動(dòng)激光雙模制導(dǎo)等模式；另外，雷神公司在光學(xué)探測(cè)器和雷達(dá)天線設(shè)計(jì)方面申請(qǐng)了專(zhuān)利，這種技術(shù)取消了用在機(jī)械掃描雷達(dá)系統(tǒng)中的天線伺服轉(zhuǎn)臺(tái)裝置，優(yōu)化了反輻射導(dǎo)彈導(dǎo)引頭設(shè)計(jì)方案，成為未來(lái)復(fù)合制導(dǎo)技術(shù)發(fā)展的重要方向[8]。

2.反輻射導(dǎo)彈的模塊化、通用化提高效費(fèi)比

美軍AGM-88 系列反輻射導(dǎo)彈的發(fā)展來(lái)源于型號(hào)的不斷迭代，采用模塊化設(shè)計(jì)，可根據(jù)任務(wù)需求和技術(shù)發(fā)展進(jìn)行快速升級(jí)，大大提高了反輻射導(dǎo)彈研制和裝備的效率。采用這種方式能夠確保反輻射導(dǎo)彈的通用性和連貫性，降低武器研制成本，縮短武器研制時(shí)間，提高反輻射導(dǎo)彈研制的效費(fèi)比。反輻射導(dǎo)彈在研制過(guò)程中可采用模塊化設(shè)計(jì)，通過(guò)更換導(dǎo)引頭，可執(zhí)行制空、防空、對(duì)地打擊等不同任務(wù)，簡(jiǎn)化了載機(jī)對(duì)彈藥類(lèi)型的需求量，顯著提高了作戰(zhàn)的靈活性和機(jī)動(dòng)性。

3.提高反輻射導(dǎo)彈的網(wǎng)絡(luò)化和智能化能力

AGM-88E 反輻射導(dǎo)彈裝備了對(duì)作戰(zhàn)效果進(jìn)行評(píng)估的發(fā)射機(jī)以及進(jìn)行廣播服務(wù)的戰(zhàn)術(shù)接收機(jī)，反輻射導(dǎo)彈在擊中目標(biāo)之前通過(guò)發(fā)射機(jī)將戰(zhàn)場(chǎng)信息發(fā)送到美國(guó)國(guó)家安全局，然后通過(guò)美國(guó)國(guó)家安全局向作戰(zhàn)指揮中心進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，能夠?qū)Ψ摧椛鋵?dǎo)彈的打擊效果進(jìn)行快速評(píng)估，還可以通過(guò)戰(zhàn)術(shù)接收機(jī)將作戰(zhàn)信息傳輸給飛行中的反輻射導(dǎo)彈。美軍通過(guò)提高作戰(zhàn)信息實(shí)時(shí)傳輸能力，將反輻射導(dǎo)彈深深嵌入到作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)中，大幅提高了反輻射導(dǎo)彈的作戰(zhàn)效能。我軍在反輻射導(dǎo)彈研制中可以結(jié)合雙向數(shù)據(jù)鏈技術(shù)，建立彈-星-機(jī)-地之間的數(shù)據(jù)通信鏈路，通過(guò)作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，結(jié)合人在回路控制技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)任務(wù)再分配和作戰(zhàn)毀傷評(píng)估能力，進(jìn)一步提高反輻射導(dǎo)彈的智能化水平。

五、結(jié)論

雷神公司研制了美國(guó)第一代AGM-45“百舌鳥(niǎo)”反輻射導(dǎo)彈，此后又深度參與了第三代AGM-88“哈姆”反輻射導(dǎo)彈的研制工作。雷神公司通過(guò)型號(hào)研制工作推進(jìn)專(zhuān)利技術(shù)研發(fā)，同時(shí)將尖端專(zhuān)利技術(shù)快速應(yīng)用到型號(hào)研制工作中，形成了一個(gè)良性循環(huán)。這為國(guó)內(nèi)反輻射導(dǎo)彈相關(guān)研發(fā)企業(yè)提供了一個(gè)很好的啟示，如何促進(jìn)專(zhuān)利和技術(shù)的雙向發(fā)展，將專(zhuān)利技術(shù)快速應(yīng)用到技術(shù)研發(fā)中，推進(jìn)反輻射導(dǎo)彈的研發(fā)工作，這也是通過(guò)專(zhuān)利分析工作促進(jìn)型號(hào)研制的應(yīng)有之義。