外軍一次性有源射頻誘餌應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展分析

石 榮，包金晨，王學(xué)華，張 偉

(電子信息控制重點實驗室，四川 成都 610036)

0 引 言

《現(xiàn)代漢語詞典》對“誘餌”一詞的解釋是：捕捉動物時用來引誘它的食物。雷達電子戰(zhàn)中的“誘餌”一詞實際上是一種“比擬”手法，是指雷達對抗過程中用來引誘雷達去主動發(fā)現(xiàn)的假目標(biāo)[1-2]。雷達對抗中的誘餌分為有源誘餌與無源誘餌2類，有源誘餌自身會主動對外輻射電磁波，而無源誘餌不主動輻射電磁波，僅僅是被動反射、散射電磁波[3]。有源誘餌根據(jù)輻射電磁波的頻段不同，又可分為：可見光誘餌、激光誘餌、紅外誘餌、有源射頻誘餌等。根據(jù)誘餌是否可以回收再利用，可分為一次性誘餌與可回收式誘餌。一次性有源射頻誘餌主要是指對外輻射從米波至毫米波頻段電磁波的一次性誘餌，這也是本文研究的主要目標(biāo)對象。

從本質(zhì)上講，一次性有源射頻誘餌是一種小型化有源欺騙式干擾機，通過應(yīng)答調(diào)制、存儲轉(zhuǎn)發(fā)等干擾方式以形成假目標(biāo)干擾效果，用于破壞和擾亂雷達目標(biāo)檢測與識別環(huán)節(jié)，對敵方雷達進行誘騙，廣泛用于目標(biāo)偽裝和重要目標(biāo)的自衛(wèi)保護等[4-5]。在上個世紀(jì)70～80年代，蘇聯(lián)的地對空和空對空雷達制導(dǎo)系統(tǒng)開始普遍采用單脈沖雷達，這種跟蹤體制不受當(dāng)時大量使用的反錐掃、逆增益、破壞鎖定的轉(zhuǎn)發(fā)式干擾系統(tǒng)的影響，給美軍的飛機、艦船等目標(biāo)防護帶來了巨大威脅。針對這一情況，美國的桑德斯公司研制了“波特”一次性使用的有源干擾機，其體積很小，可握在手中，采用飛機上的ALE-39箔條/紅外誘餌彈投射器發(fā)射，以誘騙導(dǎo)彈來保護飛機，這就是較早的一次性機載有源射頻誘餌[6]。由于該類誘餌在保護飛機、艦船等目標(biāo)免遭雷達制導(dǎo)的導(dǎo)彈的攻擊中發(fā)揮了巨大作用，受到了世界各國軍事界的高度關(guān)注，大量產(chǎn)品被研制出來裝備部隊。

本文以公開文獻中對外軍一次性有源射頻誘餌的報道資料為信息來源，在簡要介紹一次性有源射頻誘餌的工作原理之后，從機載平臺和艦載平臺這2個方面對外軍的一次性有源射頻誘餌的應(yīng)用現(xiàn)狀進行了歸納總結(jié)，對其未來發(fā)展趨勢進行了分析與預(yù)測，為該類誘餌的新技術(shù)研發(fā)與新產(chǎn)品研制提供了重要參考。

1 一次性有源射頻誘餌的工作原理

一次性有源射頻誘餌一般由飛機或艦船等運動平臺發(fā)射，根據(jù)其與被保護目標(biāo)之間的空間位置和相對運動關(guān)系，又可分為拖曳式、滑翔式、隨行式等幾種形式。無論哪一種形式，一次性有源射頻誘餌的組成及工作原理如圖1所示。

圖1 一次性有源射頻誘餌的組成及工作原理圖

由圖1可見，有源射頻誘餌對雷達信號的截獲有2種形式：第1種是依靠自己攜帶的天線與接收前端對預(yù)設(shè)頻段的雷達信號進行截獲與處理；第2種是借助于飛機、艦艇等被保護平臺上的電子支援接收機來截獲雷達信號。第1種方式常用于獨立運行的滑翔式和隨行式誘餌；第2種方式常用于拖曳式誘餌。在對雷達信號截獲、下變頻和數(shù)字化的基礎(chǔ)上，一般采用數(shù)字射頻存儲器(DRFM)對雷達脈沖信號進行采集存儲，同時按照設(shè)計的干擾策略，對存儲的波形進行幅度、相位、多普勒頻偏等附加參數(shù)的二次調(diào)制，然后將調(diào)制后產(chǎn)生的波形通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)輸出，上變頻與功率放大后向指定空域進行輻射，從而產(chǎn)生逼真的假目標(biāo)欺騙干擾效果，誘騙雷達鎖定假目標(biāo)，從而達到保護真目標(biāo)的最終目的。

一次性有源射頻誘餌屬于電子對抗武器裝備系列，對世界各國武器裝備進行公開報道的權(quán)威性文獻為簡氏防務(wù)系列資料[7]，而且部分公開文獻也會對一些電子戰(zhàn)裝備的性能進行披露[8]。除此之外，世界各國對出口型武器裝備的功能與性能參數(shù)也是主動公開的?；谏鲜龉_材料，可對外軍的一次性使用有源射頻誘餌的產(chǎn)品系列進行歸納總結(jié)，以反映其主要功能、性能與特點，詳細(xì)介紹如下。

2 外軍有源射頻誘餌的應(yīng)用現(xiàn)狀

如前所述，有源射頻誘餌主要用于保護目標(biāo)平臺免遭雷達制導(dǎo)的導(dǎo)彈攻擊，按照平臺歸屬的不同作戰(zhàn)域，可分為兩大類：機載有源射頻誘餌和艦載有源射頻誘餌。對外軍裝備的上述2類有源射頻誘餌的應(yīng)用現(xiàn)狀分別歸納總結(jié)如下。

2.1 機載有源射頻誘餌

按照不同的準(zhǔn)則可將機載有源射頻誘餌細(xì)分為不同的子類。以誘餌自身是否具有動力為標(biāo)準(zhǔn)可分為如下2個子類：

(1) 機載有源射頻誘餌的第1個子類是自身無動力的誘餌，其特點是體積小、重量輕，一般由飛機上的誘餌投放器發(fā)射。該類誘餌按照投放之后與載機之間的相對位置關(guān)系還可細(xì)分為兩小類：一類是拖曳式，投放之后依靠一條拖繩與飛機連接，被飛機拖曳著一起飛行，與平臺之間保持固定的距離；另一類是滑翔式，投放之后依靠自身所帶的翼片在空氣中滑翔飛行。拖曳式誘餌一般由載機通過拖繩來供電，而滑翔式誘餌只能依靠自身所帶的電池實施供電。外軍裝備的該類誘餌中的主要產(chǎn)品如表1所示，表1中列出了各個誘餌的國別和生產(chǎn)廠家，以及主要功能及指標(biāo)等。

下面對表1中的部分產(chǎn)品進行概要介紹。

“瞪羚”誘餌是世界上第1個投入作戰(zhàn)使用的機載拖曳式雷達誘餌，能夠?qū)蚊}沖雷達導(dǎo)引頭產(chǎn)生角度欺騙的干擾效果。該干擾技術(shù)比錐掃欺騙和交叉眼干擾更好，能比箔條和其它干擾措施持續(xù)更長的時間。該誘餌的拖曳電纜是多層結(jié)構(gòu)，包括光纖、電導(dǎo)體和強力包層。拖曳體如圖2所示，包括前置放大器和末端行波管放大器、發(fā)射天線和功率調(diào)節(jié)單元。誘餌使用飛機的雷達告警接收機和機上電子干擾信號產(chǎn)生器合成各種類型的干擾信號，誘餌接口模塊通過拖曳電纜中的光纖把信號從載機傳遞給誘餌中的光電轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過功率放大之后對外輻射。

表1 外軍的自身無動力機載有源射頻誘餌主要產(chǎn)品列表

圖2 “瞪羚”機載拖曳式雷達誘餌

AN/ALE-50是一種拖曳式一次使用干擾物投放系統(tǒng)和機載一次使用誘餌的組合體，如圖3所示。該系統(tǒng)的電源和誘餌監(jiān)視器/控制電路安裝在發(fā)射控制器內(nèi)，投放時飛機拖曳著誘餌，誘餌通過轉(zhuǎn)發(fā)欺騙干擾信號將雷達尋的導(dǎo)彈引離飛機。

圖3 AN/ALE-50的發(fā)射控制器、發(fā)射器和誘餌

GEN-X是一種小型有源一次性使用干擾彈，從飛機上投擲出去，輻射雷達回波信號，以迷惑雷達制導(dǎo)的導(dǎo)彈，是“波特”干擾機的后續(xù)改進型，如圖4所示。GEN-X誘餌覆蓋頻率范圍寬，使用砷化鎵單片微波集成電路，可通過軟件重編程來適應(yīng)不同的威脅。在投放之后，誘餌上的接收機鎖定威脅雷達信號，通過誘餌自帶的干擾信號發(fā)生器對該雷達實施欺騙干擾。

圖4 GEN-X一次使用式干擾機

“亮云”218誘餌的干擾樣式由最新的電子戰(zhàn)欺騙技術(shù)機載計算機提供，通過緊湊型高功率數(shù)字儲頻干擾機釋放電磁干擾，在飛機面臨雷達制導(dǎo)的導(dǎo)彈時由飛行員控制發(fā)射，釋放假目標(biāo)干擾誘使敵方導(dǎo)彈偏離真實的飛機目標(biāo)，如圖5所示。該型誘餌可直接安裝于F-15/16戰(zhàn)斗機的標(biāo)準(zhǔn)曳光彈投放器中，無需集成工作。

(2) 機載有源射頻誘餌的第2個子類是自身有動力的誘餌，其特點是體積和重量相對較大，外形酷似一枚小型導(dǎo)彈或無人機，由載機投放之后依靠自身所攜帶的發(fā)動機按照預(yù)定航線和速度獨立飛行。外軍裝備的該類誘餌中的主要產(chǎn)品如表2所示，表2中列出了各個誘餌的國別和生產(chǎn)廠家，以及主要功能及指標(biāo)等。

圖5 “亮云”218誘餌

表2 自身有動力機載有源射頻誘餌主要產(chǎn)品列表

下面對表2中的部分產(chǎn)品進行概要介紹。

“塔爾德”誘餌系統(tǒng)可用來模擬1架攻擊機，安裝在載機的機翼或機體下方的普通武器吊架上，在投放之后，成30°后掠角的伸展翼可產(chǎn)生一個升力，借助尾部翼面控制滑翔飛行，如圖6所示。美國海軍使用的改進型戰(zhàn)術(shù)空射誘餌(ITALD)采用泰里達因公司的CAE312發(fā)動機，具有較高的飛行速度，飛行航程較遠(yuǎn)，可更好地模擬攻擊機或高性能作戰(zhàn)武器，其上的射頻有效載荷通過轉(zhuǎn)發(fā)雷達信號可提供更加逼真的假目標(biāo)模擬能力。“塔爾德”誘餌系統(tǒng)已經(jīng)在上世紀(jì)90年代海灣戰(zhàn)爭的沙漠風(fēng)暴行動中廣泛應(yīng)用，截止到1993年時美國海軍就接收了4 000多套該類誘餌系統(tǒng)。

圖6 “塔爾德”誘餌系統(tǒng)

ADM-160B小型空射誘餌(MALD)能夠模仿一枚巡航導(dǎo)彈、一架戰(zhàn)斗機或一架轟炸機，最大飛行距離約為500 nmile(如圖7所示)，主要用于刺激敵方先進綜合防空系統(tǒng)，并使其飽和，所以需要具有足夠逼真的雷達響應(yīng)。

圖7 ADM-160B小型空射誘餌

隨著技術(shù)的發(fā)展，MALD的改進型上也開始搭載雷聲公司空間和機載系統(tǒng)部研制的防區(qū)內(nèi)干擾機，用于干擾地面預(yù)警和截?fù)衾走_，被稱為干擾型MALD-J，除此之外，其它型號還在繼續(xù)改進。

2.2 艦載有源射頻誘餌

外軍裝備的艦載有源射頻誘餌如表3所示，表3中列出了各個誘餌的國別和生產(chǎn)廠家，以及主要功能及指標(biāo)等。

表3 外軍艦載有源射頻誘餌主要產(chǎn)品列表

下面對表3中的部分產(chǎn)品進行概要介紹。

“納爾卡”誘餌用于誘騙各種雷達制導(dǎo)的反艦導(dǎo)彈，這些導(dǎo)彈的雷達導(dǎo)引頭發(fā)射的信號由艦艇上的電子戰(zhàn)系統(tǒng)截獲與分析，然后“納爾卡”系統(tǒng)利用上述信息計算出誘餌發(fā)射的最佳時間和航跡，并將這些數(shù)據(jù)下載到飛行控制單元后，立即啟動誘餌發(fā)射。誘餌通過火箭飛行控制在空中盤旋，并按預(yù)定的編程高度和速度飛離艦艇，同時輻射電磁信號來吸引來襲導(dǎo)彈偏離目標(biāo)艦艇，如圖8所示。

圖8 “納爾卡”誘餌系統(tǒng)

英國GEC-馬可尼防務(wù)系統(tǒng)有限公司研制了2種類型的誘餌，一種是“海妖”誘餌系統(tǒng)，由智能電子誘餌彈、標(biāo)準(zhǔn)多管發(fā)射裝置與基于微處理機的火控裝置組成，如圖9(a)所示。誘餌一旦發(fā)射出去，將依靠降落傘來確保較長的留空時間，同時誘餌發(fā)射大功率干擾信號，誘騙雷達制導(dǎo)的導(dǎo)彈脫離目標(biāo)艦艇。該誘餌彈可由多種發(fā)射裝置進行發(fā)射，通過微處理器選擇最佳發(fā)射裝置，并對相應(yīng)的干擾模式進行編程設(shè)置。該系統(tǒng)可安裝于海軍的各型艦艇，包括輔助保障船只和商船上。

圖9 英國GEC-馬可尼防務(wù)系統(tǒng)有限公司研制的誘餌

英國GEC-馬可尼防務(wù)系統(tǒng)有限公司研制的第2種誘餌是“托德”誘餌系統(tǒng)，其安裝于小船上，采用艦外拖曳方式工作，如圖9(b)所示。該誘餌通過預(yù)先編程以探測預(yù)定雷達信號，然后立即產(chǎn)生欺騙干擾信號，誘騙雷達制導(dǎo)的反艦導(dǎo)彈飛向誘餌，從而中斷導(dǎo)彈對目標(biāo)艦艇的鎖定。整個系統(tǒng)由電池供電，而且該電池可由太陽能和風(fēng)力發(fā)電機充電，通過顯示燈可監(jiān)視系統(tǒng)的工作狀態(tài)，同時還配置有手持式測試源用于誘餌的測試等。

“弗利特”飛行雷達靶標(biāo)實際上是一種艦載一次性使用的射頻干擾誘餌，采用流線型機身，機翼的雷諾數(shù)很小，即使在模擬一艘艦船時，按要求慢速飛行也具有很長的巡航時間。圖10所示的4幅小圖分別為：“弗利特”飛行雷達靶標(biāo)填充于Mk36發(fā)射器內(nèi)，點火后1.5 s助推發(fā)動機分離，彈簧驅(qū)動碳纖維機翼旋轉(zhuǎn)展開，螺旋槳驅(qū)動無人機按預(yù)定航線與速度飛行。

圖10 “弗利特”飛行雷達靶標(biāo)發(fā)射及展開過程

美國利頓應(yīng)用技術(shù)公司曾經(jīng)開發(fā)過2種有源射頻誘餌，其中一種是AN/SSQ-95(V)有源電子浮標(biāo)，如圖11(a)所示，該電子浮標(biāo)包含接收機、行波管發(fā)射機、可編程數(shù)字信號處理器(DSP)、可展開的收發(fā)天線、海水激活的電池和其它附屬部件，由艦艇或飛機發(fā)射，借助于聲吶浮標(biāo)的外殼可長時間漂浮于海上對敵方雷達實施欺騙干擾，發(fā)揮誘餌的作用。利頓應(yīng)用技術(shù)公司開發(fā)的另一種是利頓有源電子誘餌，如圖11(b)所示，這是一種獨立可運輸?shù)脑O(shè)備，包括接收機、行波管發(fā)射機、內(nèi)部天線、電池、可編程DSP、遙控接口和可充電電池等，可安裝于無人艇、直升機和小型船只上，用于對敵方雷達實施誘騙干擾。上述2種由利頓公司生產(chǎn)的誘餌在組成與性能上比較類似，主要用于不同的環(huán)境之中。

圖11 利頓應(yīng)用技術(shù)公司生產(chǎn)的2種有源射頻誘餌

3 有源射頻誘餌的未來發(fā)展趨勢

從上述外軍一次性有源射頻誘餌的應(yīng)用現(xiàn)狀與特點的分析，可對其未來發(fā)展趨勢做如下判斷：

(1) 高集成、芯片化、可編程將成為未來一次性有源射頻誘餌的共同特點。

隨著單片微波集成電路和大規(guī)模數(shù)字集成電路的發(fā)展，目前在微波頻段已經(jīng)出現(xiàn)了集成有上下變頻與基帶I/Q模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換功能的射頻數(shù)字一體化收發(fā)芯片，并逐漸開始在電子對抗領(lǐng)域進行應(yīng)用[9-10]，在商用領(lǐng)域中AD9361、AD9371、AD9375等就是其典型代表。再加上軟件無線電技術(shù)的迅猛發(fā)展，硬件通用化、功能軟件化已經(jīng)逐漸成為大部分電子產(chǎn)品所共同具有的特征。未來一次性有源射頻誘餌要求體積小，重量輕，而且其性能指標(biāo)要求更高。要達到上述產(chǎn)品要求，只能沿著高集成、芯片化、可編程的方向前行，這也將成為未來一次性有源射頻誘餌的主要共同特征。

(2) 有源射頻誘餌與其它誘餌(如：無源誘餌、紅外誘餌等)的綜合集成將成為對抗具有復(fù)合制導(dǎo)導(dǎo)引頭導(dǎo)彈的重要手段。

為了進一步提升導(dǎo)彈的命中率，信息融合的多模復(fù)合制導(dǎo)技術(shù)被廣泛采用，即一枚導(dǎo)彈的導(dǎo)引頭上不僅安裝有小型雷達，還安裝有紅外等其它傳感器[11]。通過各種傳感器輸出的目標(biāo)信息的融合來識別誘餌等假目標(biāo)，從而最終引導(dǎo)導(dǎo)彈飛向飛機或艦艇等真實目標(biāo)，所以傳統(tǒng)的單功能有源射頻誘餌的有效欺騙概率大幅度降低。針對這一問題，復(fù)合型誘餌成為未來必然的發(fā)展趨勢，無論是拖曳式誘餌，還是滑翔式和隨行式誘餌，該誘餌需要具有射頻、紅外等多種信號特征，而這些特征都要與被保護的飛機、艦艇等所具有的特征相近，這樣才能難辨真假，李代桃僵。所以面對未來威脅的變化，必須將有源射頻誘餌與其它誘餌進行綜合集成使用。

(3) 同時發(fā)射多枚誘餌實施協(xié)同欺騙，將成為一種新的電子對抗作戰(zhàn)手段。

隨著導(dǎo)彈攻防技術(shù)的發(fā)展，多枚導(dǎo)彈齊射攻擊、協(xié)同攻擊的戰(zhàn)術(shù)也被各種公開文獻所廣泛研究與探討[12]，這也必然成為未來導(dǎo)彈攻擊的一種重要作戰(zhàn)形式。在傳統(tǒng)的飛機、艦艇等防護中，大多只涉及到對付單枚導(dǎo)彈的攻擊，或者是順序依次對付多枚導(dǎo)彈的接力攻擊，但是對于多枚導(dǎo)彈的同時攻擊考慮甚少。一對多，即用一枚有源射頻誘餌來對付多枚導(dǎo)彈，顯然是力不從心的，只有同時發(fā)射多枚誘餌實施協(xié)同干擾與協(xié)同欺騙，以多對多的方式才能減小平臺面臨的威脅。在這一過程中需要研究多枚誘餌的發(fā)射時機、發(fā)射方向，以及發(fā)射之后的欺騙干擾資源的優(yōu)化分配與控制，提升欺騙干擾的效能，從而最終達到同時誘騙多枚導(dǎo)彈、保護平臺目標(biāo)的目的。

(4) 小型空射誘餌將具備防區(qū)內(nèi)干擾、反輻射攻擊等附加功能，除誘騙之外，還具備了一定的對敵防空壓制能力。

如前所述，小型空射誘餌是一種帶有動力裝置的可自主飛行的誘餌，它除了可以模擬巡航導(dǎo)彈和飛機等目標(biāo)的電磁信號特征，以迷惑地面雷達、制造假目標(biāo)之外，其自身運載體還具有強大的飛行控制能力，這就為突入敵防空區(qū)域內(nèi)實施防區(qū)內(nèi)干擾，甚至是攜帶戰(zhàn)斗部實施反輻射攻擊創(chuàng)造了條件。這樣一來，通過對小型空射誘餌所攜帶的有效載荷進行可更換式模塊化設(shè)計，針對具體的作戰(zhàn)場景與要求，加載不同功能的有效載荷，不僅能執(zhí)行對敵雷達的欺騙任務(wù)，而且還可以對敵雷達實施防區(qū)內(nèi)干擾甚至是反輻射攻擊的作戰(zhàn)任務(wù)，從而極大地提升小型空射誘餌的作戰(zhàn)效能。

(5) 一次性有源射頻誘餌執(zhí)行的平臺外欺騙與平臺內(nèi)的自衛(wèi)干擾有機結(jié)合，提升綜合防御能力將成為后續(xù)的主要研究方向。

在飛機與艦艇自衛(wèi)中使用誘餌的最終目的是保護平臺自身的安全，在達到這一最終目的的過程中，一次性有源射頻誘餌所發(fā)揮的作用主要是讓攻擊平臺的導(dǎo)彈導(dǎo)引頭雷達將誘餌識別為目標(biāo)，從而飛向誘餌假目標(biāo)。但是要達到隱真示假的目的，誘餌僅僅發(fā)揮了示假的功能，而隱真的功能還需要飛機與艦船上的自衛(wèi)干擾機來實現(xiàn)，通過平臺內(nèi)的壓制性干擾使導(dǎo)引頭雷達難以截獲到真目標(biāo)，通過平臺外的射頻誘餌使導(dǎo)引頭雷達高概率地去跟蹤假目標(biāo)，二者的高效結(jié)合才能提升平臺的綜合防御能力，免遭導(dǎo)彈的攻擊。在這一過程中，需要進一步研究平臺內(nèi)干擾與平臺外干擾之間協(xié)同的控制策略與方法，以達到最優(yōu)的防護效果。

4 結(jié)束語

在20世紀(jì)末至21世紀(jì)初的多次局部戰(zhàn)爭中，一次性有源射頻誘餌在保護飛機和艦艇等大型平臺免遭雷達制導(dǎo)的導(dǎo)彈攻擊中發(fā)揮了重要作用，也得到了世界各國軍隊的廣泛使用。通過對外軍一次性有源射頻誘餌應(yīng)用現(xiàn)狀的分析，可以更加準(zhǔn)確地掌握該類誘餌的主要功能、性能和顯著特點。在此基礎(chǔ)上結(jié)合欺騙干擾、協(xié)同干擾和多功能一體化等技術(shù)的應(yīng)用，可對一次性有源射頻誘餌的未來發(fā)展趨勢進行預(yù)判，從而為該類誘餌未來的新技術(shù)研發(fā)與新產(chǎn)品研制提供重要參考。