未來信息化戰(zhàn)爭的“火眼金睛”

朱和平　謝　京

記者(以下簡稱記)：雷達(dá)探測技術(shù)是一項復(fù)雜的綜合性電子技術(shù)，反映了現(xiàn)代電子技術(shù)的水平，它在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中起到了哪些重要作用?

朱和平院長(以下簡稱朱)：雷達(dá)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的作用主要表現(xiàn)在三個方面；首先它是現(xiàn)代作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)中能夠主動、實時、全天候獲取信息的探測手段，是收集各種軍事情報的傳感器，被稱為“千里眼”，其主要作用是預(yù)警、引導(dǎo)保障、航空管制，其次雷達(dá)已是各類作戰(zhàn)平臺(如飛機、艦船、戰(zhàn)車、導(dǎo)彈等)武器系統(tǒng)不可缺少的組成部分，是實現(xiàn)精確打擊的必要手段，是發(fā)揮其作戰(zhàn)效能的倍增器；第三，雷達(dá)是發(fā)展各類先進(jìn)武器系統(tǒng)過程中的重要測試評估手段。

記：雷達(dá)有四大克星，即綜合電子干擾、低空／超低空突防，高速反輻射導(dǎo)彈，隱身飛機。這些被稱為生死攸關(guān)的致命威脅。您認(rèn)為保證雷達(dá)發(fā)揮更好效能的關(guān)鍵是什么?

朱：隨著戰(zhàn)爭形態(tài)的變化，雷達(dá)的作用面臨的威脅遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過這四大威脅，我在我的一本書中提出現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)面臨十大挑戰(zhàn)，除上述四個方面外，還有：

1戰(zhàn)場空間不斷擴大

在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，高技術(shù)武器裝備的效用范圍可從水下、地(海)面，超低空、低空、中高空、高空至外層空間，并且其航程和射程大大增加，雷達(dá)面臨的威脅已不僅局限于空中。

2目標(biāo)種類復(fù)雜多樣

作戰(zhàn)模式包括高空有各種戰(zhàn)斗機、轟炸機、隱身飛機、彈道導(dǎo)彈，以及電子戰(zhàn)飛機、無人駕駛飛機等目標(biāo)，低空有巡航導(dǎo)彈、武裝直升機等：地面有各種火炮、坦克、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈裝置-海面有各種艦船，水下有各種潛艇、潛射導(dǎo)彈和魚雷等；外層空間有各種衛(wèi)星和航天飛機等。這些種類復(fù)雜、多樣的目標(biāo)極大地增加了預(yù)警雷達(dá)的探測難度，必須由多種傳感器組成多平臺、多手段復(fù)合探測系統(tǒng)才能應(yīng)對這種挑戰(zhàn)。

3戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈和巡航導(dǎo)彈大量應(yīng)用

戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈的射程一般在800千米以內(nèi)，彈道最大離地高度可達(dá)200千米以上，且速度很快，常規(guī)雷達(dá)的數(shù)據(jù)率難以滿足對彈道導(dǎo)彈的跟蹤要求。巡航導(dǎo)彈通常在幾米至幾十米高度沿地形匹配飛行，常規(guī)雷達(dá)難以發(fā)現(xiàn)。近幾場局部戰(zhàn)爭表明，這兩種武器已逐步取代飛機，成為現(xiàn)代空襲的主要手段。

4電磁脈沖炸彈和碳素纖維炸彈成為新的威脅

電磁脈沖炸彈爆炸時能發(fā)出一種類似于核爆炸時的強大電磁波，碳素纖維炸彈爆炸時散布出大量的導(dǎo)電纖維。前者會對被轟炸地區(qū)中的預(yù)警探測與監(jiān)視系統(tǒng)電子設(shè)備造成臨時或永久性破壞；后者爆炸后產(chǎn)生類似于蜘蛛網(wǎng)一樣的導(dǎo)電纖維，一旦纏繞在雷達(dá)的天線上，就會對雷達(dá)的工作狀態(tài)產(chǎn)生巨大的影響。

5高功率微波武器攻擊雷達(dá)系統(tǒng)的手段增多

高功率微波武器又稱微波射束武器或射頻武器，其功能是發(fā)射高功率電磁能量，干擾或破壞高技術(shù)兵器系統(tǒng)中關(guān)鍵電子設(shè)備，毀傷其微電子器件和電路，或直接燒毀目標(biāo)。美國正在研制的高功率微波武器有兩種：一是殺傷性防空壓制武器，這種武器通過爆炸產(chǎn)生窄帶高功率射頻脈沖，燒毀敵防空系統(tǒng)雷達(dá)接收機敏感器件，使防空兵器失去效能；二是針對指揮控制系統(tǒng)的射頻武器，它通過釋放高功率超寬帶脈沖信號燒毀敵作戰(zhàn)平臺的電子設(shè)備，或長時間連續(xù)發(fā)射超寬帶信號，破壞和干擾敵方的指揮控制系統(tǒng)。

6民用航空器數(shù)量激增

無論戰(zhàn)時還是平時，空域管理和航空管制的任務(wù)都非常繁重，情況復(fù)雜多變。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，各種各樣的民用航空器數(shù)量激增，因此必須考慮到民用航空的運行問題。

而應(yīng)對這些威脅和挑戰(zhàn)，不能僅靠提高雷達(dá)自身的技術(shù)水平，還需要發(fā)展如激光、紅外、光學(xué)探測等新的領(lǐng)域和無源雷達(dá)、天(地)波超視距雷達(dá)以及預(yù)警衛(wèi)星、天基雷達(dá)等特殊探測手段。

記：在獲取實時信息時，雷達(dá)面臨的突出問題是要能發(fā)現(xiàn)隱身飛機和其它小目標(biāo)，能觀測低高度目標(biāo)，并在反輻射導(dǎo)彈和激光制導(dǎo)炸彈等硬打擊下仍具有生存能力，在電子干擾下仍能正常工作，在這些方面我們與世界先進(jìn)雷達(dá)技術(shù)的差距有多遠(yuǎn)?

朱：雷達(dá)在發(fā)現(xiàn)隱身飛機等小目標(biāo)以及低空探測能力、抗干擾能力、生存能力等問題是世界性難題。近年來，國外正在加緊開發(fā)雷達(dá)新技術(shù)來提高雷達(dá)的抗干擾能力，其中包括正在開發(fā)的新型機載相控陣天線技術(shù)，如美國的橫列定向型相控陣和“靈巧蒙皮”拱形相控陣天線和瑞典正在研究的“相似平衡木”雙面相控陣天線。此外，還正在開發(fā)雙波段(s和UHF波段)技術(shù)和數(shù)字波束形成技術(shù)，從頻域上提高雷達(dá)抗干擾能力。而性能更為先進(jìn)的新一代對空情報雷達(dá)則從體制、參數(shù)選擇和附加措施三方面來進(jìn)一步提高電子防御能力，典型的有美國的ARSR-4和ASTAR雷達(dá)系統(tǒng)，法國的TRS-2140(Flair)以及西班牙的“倫塞”三坐標(biāo)監(jiān)視雷達(dá)。

我國在常規(guī)體制地面雷達(dá)領(lǐng)域，基本實現(xiàn)了與世界水平同步發(fā)展。但在綜合電子戰(zhàn)能力方面尚有差距。一是抗欺騙性干擾能力弱?，F(xiàn)有的雷達(dá)抗干擾方法主要是針對各種壓制性噪聲干擾，而針對抗欺騙性干擾的方法較少；二是抗復(fù)合干擾能力不足。月前，只是針對單一干擾環(huán)境的，若干擾方式事先未知或多種干擾并存，則這些抗干擾方法很難適用。對同時包括壓制性干擾和欺騙性干擾的復(fù)合干擾，雷達(dá)抗干擾效果很不理想。從技術(shù)上講，雷達(dá)變頻、變波形能力終歸是有限的：就變頻來說其頻率變化不會超過中心頻率的10％～20％，而且頻率點有限，因而在戰(zhàn)場環(huán)境中容易被敵方偵察到。

記：雷達(dá)抗干擾技術(shù)具有哪些發(fā)展前景和研究潛力?

朱：縱觀近年來雷達(dá)抗干擾的新方法與新技術(shù)，抗干擾技術(shù)未來的發(fā)展主要在以下幾個方面。

現(xiàn)代信號處理方法的應(yīng)用。在提高雷達(dá)系統(tǒng)抗干擾性方面，信號處理是最有可能突破、最有潛力可挖、費效比最高因而最值得研究的領(lǐng)域?，F(xiàn)代信號處理方法有高階譜分析、功率譜估計、時頻分析和小波分析等。高階譜分析可用于提取目標(biāo)和干擾的高階統(tǒng)計特性。功率譜估計可以對目標(biāo)和干擾的功率譜進(jìn)行分析，它們分別對與目標(biāo)有相似特征的欺騙性干擾和類似白噪聲的大功率壓制性干擾有效。時頻分析用時間一頻率表示來描述信號，將一維時域信號映射到二維時頻，在時頻聯(lián)合特征。

多種智能方法的綜合應(yīng)用。這些方法包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法、模式識別方法、遺傳算法等。其中，因神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有“黑箱”功能，可以自學(xué)習(xí)、自組織、非線性、大規(guī)模和并行分布處理等特性，已在眾多領(lǐng)域取得了引人注目的成果。值得指出的是，它在雷達(dá)信號處理中也得到了一定的應(yīng)用，如用主元分析(PCA)和多層感知器(MLP)網(wǎng)絡(luò)對海面上的冰川，冰塊進(jìn)行檢測，將Kohonen網(wǎng)絡(luò)用作分類器對海雜波中的低速目標(biāo)進(jìn)行檢測等，都取得了比較好的效果。模式識別方法是將目標(biāo)和干擾看作空間不

同的模式類，運用模式識別技術(shù)定義其特征因子并進(jìn)行分類識別。它與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法相結(jié)合則是智能模式識別方法，用于雷達(dá)抗干擾中就更有研究價值。在這方面進(jìn)行的研究主要有運用模式識別方法提取目標(biāo)與干擾的特征，然后設(shè)計神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器進(jìn)行分類，最終實現(xiàn)雷達(dá)抗干擾。遺傳算法是一類借鑒生物界自然選擇和自然遺傳機制的隨機化搜索算法，它在抗干擾中的應(yīng)用主要是與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法相結(jié)合，對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化以提高抗干擾性能，比如有遺傳算法一徑向基函數(shù)(GA-RBF)網(wǎng)絡(luò)對海雜波進(jìn)行建模并實現(xiàn)小目標(biāo)檢測?？梢灶A(yù)見，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模式識別、遺傳算法、模糊理論等方法有機結(jié)合、綜合應(yīng)用，將進(jìn)一步提高雷達(dá)的抗干擾性能。

新體制雷達(dá)的開發(fā)與應(yīng)用。新的雷達(dá)抗干擾方法會對雷達(dá)體制提出新的要求，而新的雷達(dá)體制的發(fā)展反過來又會為新的雷達(dá)抗干擾方法的應(yīng)用提供平臺。近年來開發(fā)的新體制雷達(dá)，比如相控陣?yán)走_(dá)、超視距雷達(dá)、雙(多)基地雷達(dá)、無源雷達(dá)等，它們的抗干擾性能都有不同程度的提高。

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷成熟，雷達(dá)組網(wǎng)成為新的發(fā)展方向。雷達(dá)組網(wǎng)一旦形成，其整體抗干擾水平將有相當(dāng)大的改善。我們在這方面進(jìn)行了大量的研究，已取得了可喜的成果。

記：據(jù)我所知，激光技術(shù)和相關(guān)器件及其技術(shù)逐漸成熟，世界上先進(jìn)國家對激光雷達(dá)的研究已取得了長足進(jìn)展。比如美國國防關(guān)鍵技術(shù)計劃，將激光雷達(dá)與先進(jìn)的單基地雷達(dá)、多基地雷達(dá)，自動目標(biāo)識別雷達(dá)等作為重點研究項目。對此，請談?wù)勀目捶?

朱：在日益復(fù)雜的戰(zhàn)場電磁環(huán)境中，激光雷達(dá)以其極高的時域、空域、頻域分辨率和抗干擾能力，在火力控制、精確制導(dǎo)、目標(biāo)識別、飛行器測控等軍事領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。隨著需求的增加以及激光器件水平的不斷提高，激光雷達(dá)的作用距離和目標(biāo)識別能力從現(xiàn)在的幾十千米延伸至數(shù)百千米。美國的激光雷達(dá)試驗已達(dá)到了1000千米的作用距離和對800千米再入模擬彈頭的跟蹤成像識別，并在發(fā)展空基、天基預(yù)警監(jiān)視等激光雷達(dá)系統(tǒng)。

記：目前，各國都希望能在本國的戰(zhàn)斗機上加裝有源電掃描陣列(AESA)雷達(dá)，這種雷達(dá)已經(jīng)成為許多先進(jìn)國家戰(zhàn)斗機的標(biāo)準(zhǔn)裝備。在此領(lǐng)域，我國的發(fā)展有些滯后，首要解決的環(huán)節(jié)是什么?

朱；從2000年起，美國首先成功地研制出AN／APG-63(V)2有源電掃描陣列(AESA)雷達(dá)(配裝F-15C)，并小批量投產(chǎn)。爾后，又相繼研制出AN／APG-77和AN／APG-79等。到目前為止，世界上只有美國能夠批量生產(chǎn)和裝備。歐洲、俄羅斯、以色列等國家雖已開始了研制工作，但還都沒有真正形成裝備。

我國要實現(xiàn)跨越式發(fā)展，必須明確發(fā)展思路，以非常規(guī)手段加以解決。我認(rèn)為，發(fā)展AESA雷達(dá)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，首先要搞好一體化設(shè)計，優(yōu)化架構(gòu)，要下決心加大關(guān)鍵基礎(chǔ)材料和器件上的投入力度，研制開發(fā)出先進(jìn)高效的T／R(發(fā)射／接收)組件，并搞好軟件開發(fā)等。

記：目前各類機載火控雷達(dá)已成為飛機武器系統(tǒng)的重要組成部分，在某種意義上，它的性能決定了飛機武器綜合作戰(zhàn)能力與先進(jìn)性。機載雷達(dá)未來會采用哪些新技術(shù)?

朱：各類機載火控雷達(dá)是飛機武器系統(tǒng)的重要組成部分，作戰(zhàn)飛機的綜合作戰(zhàn)能力及先進(jìn)性在很大程度上取決于機載火控雷達(dá)的性能。由于受到飛行平臺的限制，與地面雷達(dá)相比，各類機載火控雷達(dá)對體積、重量和環(huán)境條件的要求均較嚴(yán)格。平臺運動及強地海面雜波的影響，對雷達(dá)的技術(shù)性能(如天線副瓣電平、信號頻譜純度和信號處理機的能力等)也提出了更高的要求?，F(xiàn)代戰(zhàn)爭的特點及電子戰(zhàn)環(huán)境還對機載火控雷達(dá)提出了許多新問題。

過去，機載火控雷達(dá)與火控系統(tǒng)、飛控系統(tǒng)、電子戰(zhàn)系統(tǒng)等都是各自相對獨立的系統(tǒng)，隨著計算機技術(shù)和電子器件水平的發(fā)展，這幾個系統(tǒng)已逐步合并為一個系統(tǒng)，進(jìn)行一體化設(shè)計。就機載雷達(dá)部分而言，未來將向有源電掃多功能一體化發(fā)展，如電磁孔徑綜合、多輸入多輸出(MIMO)、有源相控陣、寬帶超寬帶、多頻多極化、空，時自適應(yīng)處理等技術(shù)將得到應(yīng)用。

責(zé)任編輯京勉