機動雷達抗反輻射導彈研究

劉萬祥，張永剛，肉孜麥麥提·阿布都嘎依提

(解放軍93986部隊，新疆 和田 848000)

0 引 言

反輻射導彈是一種利用對方雷達系統(tǒng)輻射的電磁波，發(fā)現(xiàn)、跟蹤并摧毀對方雷達的導彈。這類導彈美軍1965年在越南戰(zhàn)場首次應用，此后在敘利亞戰(zhàn)爭、兩伊戰(zhàn)爭和海灣戰(zhàn)爭中多次使用并大獲成功[1-2]。因對雷達威脅大、命中精度高，反輻射導彈己成為雷達的天敵，是實戰(zhàn)中雷達必然面對的敵人。因此，雷達部隊研究克制反輻射導彈的戰(zhàn)法就顯得尤為關鍵。

1 反輻射導彈對雷達的威脅

隨著反輻射導彈技術的迅速發(fā)展，防空雷達面臨的威脅將越來越嚴重。為了適應未來防空作戰(zhàn)的需要，針對反輻射導彈的特點，立足現(xiàn)有的技術和保障能力，加強抗反輻射導彈戰(zhàn)法的研究。在20世紀60年代和70年代初，反輻射導彈的爆炸范圍分別為15 m(AGM-45)、20 m(Ch-58)、50 m(Ch-28和Ch-28M)和150 m(AGM-78)，然而定位精度比較有限，僅為15～20 m(AGM-78)。在20世紀70年代末至90年代，反輻射導彈的精度提升到5～8 m(Ch-15P、Ch-32P、Ch-58U)[3-4]。在本世紀初，由于在反輻射導彈(德國Armiger、英國Alarm、美國AGM-88D)制導系統(tǒng)中應用了GPS全球定位系統(tǒng)，反輻射導彈的定位精度得到了根本性提高，定位精度小于1 m。

從各國典型的反輻射導彈速度、射程、飛行時間、精度和爆炸范圍等數(shù)據(jù)分析來看，反輻射導彈的精度和爆炸范圍對雷達在戰(zhàn)場上的生存至關重要，如表1所示。

表1 各種反輻射導彈參數(shù)

假設攜帶反輻射導彈AGM-88D的敵機從坐標(25，75)起飛(如圖1、圖2所示)，飛行速度約800 km/h，在坐標(31，77.5)處，即距離我方雷達約300 km被雷達發(fā)現(xiàn)，再經過540 s后到達坐標(33.4，78.5)，開始發(fā)射反輻射導彈，反輻射導彈速度為680 m/s，約265 s后擊中目標。可見我方雷達最長反應時間不超過265 s。根據(jù)得出的雷達反應時間，我們將多方面分析影響雷達反應時間的因素，從而提出加強雷達抗反輻射導彈的一些戰(zhàn)法。

圖1 三維顯示

圖2 二維顯示

2 被反輻射導彈擊中前雷達的可操作時間

被反輻射導彈擊中前,雷達的可操作時間主要包括雷達的發(fā)射時間、撤收時間和雷達移動到安全位置所需的時間。為了防止被反輻射導彈擊中，處于雷達警戒線上的雷達發(fā)射時間應限制在最小時間內。例如，在南斯拉夫沖突中，雷達的發(fā)射時間限制在10 s以內[5]。這是為了探測并跟蹤空中目標，雷達天線必須至少旋轉一整圈(360°)，而天線旋轉一圈所需時間大約在2.5～10 s范圍內，所以為了安全起見，雷達發(fā)射機的發(fā)射時間必須小于10 s。

雷達的撤收時間由下面幾個部分組成：折疊天線、提升穩(wěn)定支架、斷開并回收電纜和波導。為了從根本上縮短雷達撤收時間，可以將每部機動雷達裝載在車輛平臺上，并具備以下自動化能力：快速折疊天線、自動提升穩(wěn)定支架，自動斷開并回收電纜和光管。因此，即使被反輻射導彈爆炸產生的碎片擊中，雷達仍然可以快速移動，從而在戰(zhàn)場中生存下來[6-7]。

對于雷達移動到安全位置所需的時間，將雷達移動100 m以上就可以大大減小被反輻射導彈攻擊的危險。假設平均車速10 km/h，則將雷達移到安全位置大概需要36 s。綜上所述，基于現(xiàn)有條件，可以將雷達被反輻射導彈擊中前的可操作時間縮短到66 s以下，即雷達發(fā)射時間大約需要10 s，雷達撤收時間大約需要20 s，行駛到安全距離大約需要36 s。

3 機動性和雷達參數(shù)分析

此時，雷達的機動能力與電磁波波長、發(fā)射機功率、雷達的尺寸和重量等參數(shù)有關，其中天線的尺寸和重量越大，機動能力越差。而天線的尺寸和重量又取決于輻射的電磁波波長和發(fā)射功率，該關系可以用下面的公式表示：

F(d,w)=f(λ,Pt)

(1)

式中:d,w分別表示天線的尺寸和重量；λ表示輻射的電磁波波長；Pt表示發(fā)射機的發(fā)射功率。

為了進行直觀分析，用圖3(天線的尺寸和重量與輻射的電磁波波長和發(fā)射功率關系)來表示它們之間的關系。

圖3 天線的尺寸和重量與輻射的電磁波波長和發(fā)射功率關系

從圖3可以看出，天線的尺寸和重量與輻射的電磁波波長和發(fā)射功率成正相關關系，即發(fā)射的電磁波波長越長，天線尺寸越大，重量越重；發(fā)射機功率越大，天線尺寸越大，重量越重。所以為了讓雷達在戰(zhàn)時保持較高的生存能力，每部雷達除了具備快速撤收能力，還應該考慮其輻射的電磁波波長和發(fā)射功率因素。

現(xiàn)代化戰(zhàn)爭中，進攻方為了打擊作戰(zhàn)目標，主要完成2個階段——探測和攻擊，即傳感器將探測到的敵方目標信息上傳到指揮所，指揮所根據(jù)信息優(yōu)先級排序，發(fā)送給主動作戰(zhàn)系統(tǒng)，主動作戰(zhàn)系統(tǒng)接收到作戰(zhàn)命令后，裝彈填充進行攻擊，摧毀目標；而對于防御一方(即雷達)來說，可以分為3個階段——工作、撤收、機動。

考慮到進攻方和防御方所花費的時間，可以得到下面的公式：

(2)

式中：M為機動系數(shù)；TD為反輻射導彈對雷達的探測時間；TA為反輻射導彈對雷達的攻擊時間；TW為雷達的工作時間；T′D為雷達的撤收時間，TM為雷達的移動時間。

機動系數(shù)M應大于等于1(即M≥1)，否則有被摧毀的危險。

4 提高有源雷達和無源雷達抗反輻射導彈能力的措施

4.1 有源雷達

有源雷達包括發(fā)射機、接收機、信號處理和終端等設備，價值很高，為了在戰(zhàn)場上生存，一般會加裝輕型裝甲用于保護。裝甲不僅必須安裝在雷達的主要部件上，還需要安裝在天線、液壓和穩(wěn)定支架等部位，使得天線在轉動過程中受到保護。同時，該輕型裝甲應盡可能輕巧，并位于天線的后側，在工作中與天線一起旋轉和舉升。

當雷達探測到反輻射導彈后，天線應自動轉向，使裝甲朝向來襲導彈的一側。在爆炸的瞬間，導彈碎片會在離地面幾米高的地方爆炸，從而擊中裝甲保護天線。該裝甲可以采用一些較輕的材料，例如，凱夫拉帶有陶瓷防彈層的復合材料或者反應裝甲。還可以將天線隱藏在裝甲車內，這樣天線就可以得到全方位的保護。

4.2 無源雷達

無源雷達是不用發(fā)射機發(fā)射電磁波而靠接收其他物體輻射的電磁波從而實現(xiàn)目標探測的一種雷達。無源雷達由于系統(tǒng)簡單，尺寸小，成本低，不易偵測干擾和易于部署等特點，非常適合作為機動雷達使用。但是無源雷達依賴于敵方發(fā)射機發(fā)射的電磁波，在發(fā)現(xiàn)目標過程中受制于人，因此要裝配自己的雷達發(fā)射機。這種情況下，可以將發(fā)射機和接收機分別布置在2個獨立的平臺上，對于接收機部分，由于其不輻射電磁波，因此只需要進行簡單偽裝，就可以大大降低被反輻射導彈攻擊的危險。對于發(fā)射機部分，考慮到其作為一種電磁輻射有源裝置，容易成為敵人攻擊的目標。因此，可以將發(fā)射器置于一個高速移動平臺上?？紤]到發(fā)射機移動過程中信號被遮擋，可以布置多個移動發(fā)射機平臺，保證接收信號的連續(xù)性，以滿足防空系統(tǒng)的需要。

5 結束語

以往的軍事沖突表明，現(xiàn)有的地面防空雷達在戰(zhàn)爭爆發(fā)的第一階段往往生存機會很小，更不用說戰(zhàn)爭的全過程。這些沖突和戰(zhàn)爭迫使人們在這一領域尋求新的解決方案，以抵抗反輻射導彈的破壞性影響。

為了提高戰(zhàn)時機動雷達的生存能力，構建滿足防空系統(tǒng)需求的現(xiàn)代雷達探測系統(tǒng)，充分滿足機動雷達作戰(zhàn)需求，可以將無源和有源雷達結合成一個系統(tǒng)，在設計時滿足以下幾點要求：為了在使用無源雷達的情況下保持對空中目標探測的連續(xù)性，無源雷達建造自己的發(fā)射機，該發(fā)射機要位于快速移動的獨立平臺上；考慮到有源雷達機動性差的特點，可以為有源雷達加裝輕型裝甲；按照第2節(jié)分析可知，戰(zhàn)時雷達快速撤收對雷達生存能力具有重要的意義。因此，控制戰(zhàn)時機動雷達的發(fā)射機工作時間,發(fā)射機開機盡量控制在10 s以內，同時采用自動化設備縮短天線折疊和線纜撤收的時間。