石 榮,劉 江
(電子信息控制重點實驗室,四川 成都 610036)
雷達干擾的分類方法有多種,如果按照干擾能量的來源可將其劃分為無源干擾和有源干擾兩大類型。無源干擾是指利用物體對雷達信號的散射、反射、折射或吸收等現(xiàn)象產(chǎn)生的干擾,例如使用箔條、角反射器等器材散射或反射雷達信號而產(chǎn)生干擾。有源干擾是指有意發(fā)射或轉(zhuǎn)發(fā)電磁波信號對雷達接收機所產(chǎn)生的干擾,例如采用各式干擾機向雷達輻射特定電磁信號而產(chǎn)生的干擾[1-2]。在此將雷達有源誘餌看成是一種特殊的有源干擾,它使雷達將誘餌當成真實目標而加以檢測與跟蹤,從而起到保護特定目標的作用。在當前雷達對抗的實際應(yīng)用中有源干擾比無源干擾使用更加廣泛與靈活,所以也得到了相對更多的關(guān)注與研究。
在整個電子對抗發(fā)展歷史上,雷達有源干擾的應(yīng)用占據(jù)了很大的篇幅,在雷達干擾技術(shù)研究與應(yīng)用方面美軍一直處于相對領(lǐng)先的地位。鑒于此,本文以公開發(fā)表的電子戰(zhàn)歷史文獻為基礎(chǔ)[3-5],對美軍在20世紀中的雷達有源干擾技術(shù)的發(fā)展歷程進行了簡要回顧。分別從雷達壓制干擾、雷達欺騙干擾和一些特殊的雷達干擾這3個方面,對相關(guān)技術(shù)的需求背景、研究結(jié)果與裝備應(yīng)用等進行了歸納分析,對其意義與啟示進行了總結(jié),詳細闡述如下。
雷達壓制干擾又稱為遮蔽式干擾,是指發(fā)射強干擾信號使雷達接收端的信噪比嚴重降低,使得真實目標回波信號模糊不清或完全淹沒于干擾信號之中而難以發(fā)現(xiàn)與判別的電子干擾措施。
(1) 電子戰(zhàn)歷史上首次成功的雷達壓制干擾與雷達噪聲壓制干擾理論方法的首次提出
雖然這2個首次與美軍無直接關(guān)聯(lián),但由于其在歷史上的重要地位,在此也簡要概述一下。1942年2月12日二戰(zhàn)中的德軍使用地面雷達干擾機對英吉利海峽對岸的英軍“本土鏈”監(jiān)視雷達實施了有效的壓制干擾,成功掩護其戰(zhàn)斗巡洋艦“沙恩霍斯特”號和“格奈森諾”號逃過英軍嚴密的海峽監(jiān)視,從法國西北部的布雷斯特港快速穿越英吉利海峽到達了德國,成為雷達壓制干擾成功實施的首次戰(zhàn)例。1942年英國的科伯恩博士首次提出在雷達壓制干擾中采用隨機噪聲調(diào)制信號,從而奠定了后續(xù)雷達噪聲壓制干擾理論的重要基礎(chǔ)。
(2) 采用多部干擾機頻段拼接的阻塞式壓制干擾
二戰(zhàn)中單部干擾機的瞬時工作帶寬很窄,一般只有2~3 MHz,雖然雷達的瞬時工作帶寬也很窄,但雷達可使用的工作頻率范圍卻有幾十MHz,以德軍的“維爾茨堡”高炮引導(dǎo)雷達為例,其初期的工作頻段范圍是553~566 MHz。為了對此雷達進行阻塞式壓制干擾,美軍將一次任務(wù)中所派遣的轟炸機編隊的各架飛機上攜帶的“地毯”干擾機的干擾頻率進行統(tǒng)籌設(shè)置,根據(jù)前期偵察獲得的德軍雷達用頻統(tǒng)計直方圖,將干擾機的工作頻點設(shè)置得與之匹配。這樣一來,1個編隊中大約有幾十架轟炸機,按照每架轟炸機攜帶1部干擾機計算,綜合在一起,也足夠覆蓋整個工作頻段了。以阻塞干擾553~566 MHz頻段為例,其干擾機頻率設(shè)置如圖1所示,在雷達用頻頻度高的頻點分配的干擾機數(shù)量也更多,通過11部干擾機就可覆蓋整個頻段。這就是電子對抗歷史上美軍最早使用的阻塞式壓制干擾技術(shù)。
圖1 阻塞式壓制干擾頻率設(shè)置示意圖
(3) 采用人工手動頻率引導(dǎo)的瞄頻壓制干擾
二戰(zhàn)后期德軍對“維爾茨堡”雷達進行了頻率擴展,其可工作在3個頻段上,分別是430~470 MHz,517~529 MHz,553~566 MHz。此時如果再使用阻塞式壓制干擾所需要的干擾機數(shù)量實在太大。于是為轟炸機配備了人工調(diào)諧的APR-1偵察接收機,機上操作員手動調(diào)諧操作,偵察照射本架飛機的雷達信號頻率,然后手動設(shè)置“地毯”干擾機的工作頻率,使其能夠調(diào)諧瞄準到“維爾茨堡”雷達當前的工作頻點上,使得二者頻率保持一致,實施瞄頻壓制干擾。在干擾一段時間之后,操作員會短暫關(guān)掉干擾機,再次對雷達信號實施偵察,如果發(fā)現(xiàn)雷達改變了工作頻率,則立即調(diào)諧干擾機工作在新的頻點上實施瞄頻干擾。這也可算是雷達干擾中最原始的開窗偵察引導(dǎo)技術(shù)的雛形。
(4) 自動頻率引導(dǎo)的壓制干擾
20世紀50年代,美國海軍開始研發(fā)自動搜索與頻率跟蹤的壓制干擾技術(shù),其中使用了1部APR-9偵察接收機在目標工作頻段范圍內(nèi)自動搜索掃描,當它截獲到雷達信號時立即停止掃描,進行脈沖信號的分析,判定雷達類型特征,如果分析結(jié)果不滿足事先設(shè)定的脈沖寬度和脈沖重復(fù)頻率,則重新恢復(fù)到搜索掃描狀態(tài);如果結(jié)果滿足要求,則在該頻點上接通噪聲調(diào)制器對雷達實施瞄頻壓制干擾。顯然該方式相對于二戰(zhàn)中的人工頻率調(diào)諧來講,速度更快,效率更高,也能及時跟上雷達快速更換工作頻率的要求。隨著后來晶體管、集成電路和行波管等新部件的出現(xiàn),自動頻率引導(dǎo)的速度與精度也得到進一步的改善,使得這一技術(shù)至今仍在應(yīng)用。
(5) 多部干擾機實施的協(xié)同壓制干擾
20世紀60至70年代的越南戰(zhàn)爭期間,為了對SA-2的“扇歌”雷達進行干擾,美軍設(shè)計并驗證了采用4架飛機編隊實施的協(xié)同壓制干擾技術(shù)。該技術(shù)中每架飛機在空間上占據(jù)1個相鄰的雷達角度分辨單元,以“扇歌”雷達為例,在空間上相鄰2架飛機在水平與垂直方向的間距都為548.64 m,如果4架飛機都發(fā)射噪聲壓制干擾信號,則雷達操作員在方位顯示器與高度顯示器上會觀察到4個距離很近又相互交疊的干擾脈沖,從而在攻擊編隊周圍形成一個大約4.17 km3的不確定空域,此時發(fā)射導(dǎo)彈擊中1架飛機的概率將變得很低。上述技術(shù)的干擾效果在美軍電子戰(zhàn)靶場中經(jīng)過了定量的分析評估后開始應(yīng)用,并在越南針對“扇歌”雷達的干擾實戰(zhàn)中得到了成功檢驗,極大地降低了SA-2導(dǎo)彈對美軍戰(zhàn)斗機的命中率。
越戰(zhàn)結(jié)束之后,噪聲壓制干擾技術(shù)基本定型,從此時一直到20世紀末,噪聲壓制干擾已成為美軍各型雷達干擾裝備中最基本的標配干擾樣式。
雷達欺騙干擾主要針對雷達接收機的信號處理過程,通過調(diào)制假信號等手段,使雷達不能正確檢測出真實目標,或不能正確測量真實目標的參數(shù),從而迷惑和擾亂雷達對真實目標的檢測與跟蹤。
(1) 電子戰(zhàn)歷史上首次成功的雷達欺騙干擾
雖然這個首次仍然與美軍無直接關(guān)聯(lián),但由于其在歷史上的重要地位,在此也簡要概述一下。二戰(zhàn)中期英國針對德軍125 MHz工作頻率的“弗雷亞”警戒雷達研發(fā)了應(yīng)答式欺騙干擾技術(shù),并研制了“月光”干擾機,該干擾機在接收到德軍雷達發(fā)射的脈沖信號觸發(fā)之后,回答一個50多微秒帶有幅度調(diào)制的寬脈沖信號,波形有節(jié)拍地跳動,內(nèi)部還有交織狀的花紋,雷達接收顯示之后,該信號類似于一個長達8.045 km的密集編隊飛行的多架飛機的回波。英軍利用“月光”干擾機在1942年夏天成功欺騙德軍預(yù)警雷達,掩護轟炸機編隊轟炸了魯昂的鐵路調(diào)車場,而無一損傷。在1944年6月諾曼底登陸的“霸王”行動中也使用了“月光”應(yīng)答式欺騙干擾機,成功欺騙了德軍偵察飛機上的機載偵察雷達,讓德軍雷達操作員誤認為有一只“龐大的艦隊”正向敦刻爾克附近海域前進,為掩護真正的諾曼底登陸發(fā)揮了重要作用。
(2) 對跟蹤雷達的距離欺騙干擾與對錐掃跟蹤雷達的角度欺騙干擾
在20世紀中期幾乎所有的高炮炮瞄雷達都采用圓錐掃描角度跟蹤體制,例如二戰(zhàn)中的“維爾茨堡”雷達等。雖然在二戰(zhàn)中采用噪聲壓制干擾技術(shù)能夠?qū)Α熬S爾茨堡”等火控雷達實施有效干擾,但隨著技術(shù)的發(fā)展,新的錐掃火控雷達具有更強的抗干擾能力,噪聲壓制干擾效能急劇下降,急需研究新的干擾技術(shù)。
在二戰(zhàn)結(jié)束后的40年代后期,美國航空儀表實驗室就開始設(shè)計并制造了第一個重復(fù)循環(huán)回路轉(zhuǎn)發(fā)器系統(tǒng),該系統(tǒng)可用于中斷錐掃火控雷達的距離門鎖定跟蹤,這實際上就是最早的距離門拖引欺騙干擾技術(shù)。
到了50年代初,斯坦福大學(xué)在此基礎(chǔ)上,針對火控雷達天線的圓錐掃描體制的缺陷,提出了“反比例增益”干擾方法(逆增益干擾方法),即干擾機發(fā)射干擾信號的幅度增益是偵察接收信號幅度的一個特定函數(shù),它的幅度正比于截獲到的雷達信號功率的倒數(shù),這樣可使錐掃雷達的天線波束指向目標所在角度的相反方向,如圖2所示。這就是歷史上最早的專門針對圓錐掃描火控雷達的角度欺騙干擾技術(shù)。
圖2 圓錐掃描雷達及逆增益干擾控制示意圖
(3) 對跟蹤雷達的速度欺騙干擾
20世紀50年代初美國桑德斯公司承擔了海軍預(yù)研項目對導(dǎo)彈的雷達導(dǎo)引頭實施干擾,他們將電子調(diào)諧的速調(diào)管振蕩信號的相位鎖定在雷達信號的相位上,使它和輸入信號相參,有規(guī)律地改變速調(diào)管的發(fā)射頻率,對多普勒頻率進行牽引,然后突然停止,使雷達失去目標鎖定。這就是最早的針對跟蹤雷達的速度門拖引欺騙干擾技術(shù)。桑德斯公司在完成該技術(shù)研發(fā)之后,研制了原理樣機,并在1953~1954年針對“麻雀”空空導(dǎo)彈的導(dǎo)引頭雷達開展了技術(shù)驗證并獲得成功。后來桑德斯公司的原理樣機同時針對2部車載高炮控制的SCR-584火控跟蹤雷達進行了干擾試驗,同樣使這2部雷達失去了目標鎖定跟蹤能力。
從1957年開始,美國海軍就以上述突破的技術(shù)為基礎(chǔ)提出型號研制需求,針對圓錐掃描跟蹤雷達集成研制了具有距離門拖引、速度門拖引和逆增益角度欺騙的應(yīng)答式欺騙干擾機ALQ-19,ALQ-32,ALQ-35,ULQ-6等,并開始逐步列裝部隊。
(4) 對監(jiān)視雷達的假目標欺騙干擾
同樣在20世紀50年代,美軍針對監(jiān)視雷達研發(fā)了假目標干擾技術(shù),通過信號轉(zhuǎn)發(fā)方式,將接收到的監(jiān)視雷達信號進行復(fù)制放大后再發(fā)射,從而在雷達顯示器上產(chǎn)生許多假目標的干擾效果。該技術(shù)后續(xù)應(yīng)用在了ALQ-15假目標產(chǎn)生器中,并大量使用至今。
(5) 對邊掃描邊跟蹤雷達的角度欺騙干擾
1965年越南戰(zhàn)爭中,美軍針對越南SA-2的邊掃描邊跟蹤的“扇歌”雷達研發(fā)了角度門拖引欺騙干擾技術(shù)。干擾機在截獲雷達信號之后,對雷達天線的副瓣而不是主瓣發(fā)射應(yīng)答脈沖,這樣就使要保護的目標與其真實位置之間出現(xiàn)一段距離,從而將誤差信號引入到“扇歌”雷達的角度跟蹤系統(tǒng)中,如圖3所示。在完成技術(shù)研究與原理樣機研制后,在海軍的梅里馬克試驗場針對1部名叫“打火石”的“扇歌”雷達仿制品進行了飛行演示驗證試驗,達到了較好的干擾效果。之后該技術(shù)迅速應(yīng)用在了ALQ-51 A干擾機中,裝備A-4“天鷹”艦載機參加了越南戰(zhàn)爭,作為對付SA-2“扇歌”雷達的自衛(wèi)干擾手段,經(jīng)過長期的實戰(zhàn)檢驗證明:該干擾技術(shù)大大降低了飛機的戰(zhàn)損率。
圖3 雷達波束掃描及角度門拖引示意圖
(6) 采用重頻跟蹤技術(shù)對機載火控雷達實施干擾
20世紀70年代,最新的蘇聯(lián)機載火控雷達采用了脈沖前沿跟蹤技術(shù),對其實施距離門拖引干擾時,雷達操作員通過A顯可觀察到飛機目標自身的回波與干擾回波的疊加,由于轉(zhuǎn)發(fā)干擾存在時間延遲,所以干擾回波在時間軸上總是落后于真實目標的回波。通過脈沖前沿跟蹤技術(shù),雷達操作員可迅速判斷出哪一個是真實目標,哪一個是虛假目標。為了解決該問題,美國工程師艾爾·埃文斯提出了雷達脈沖重頻跟蹤技術(shù),通過軟件編程對脈沖串參數(shù)測量分析與預(yù)測,跟蹤雷達的脈沖重頻,然后發(fā)射欺騙脈沖信號,其中一部分脈沖剛好在每個真實回波之前到達雷達,這樣就能夠破壞雷達的脈沖前沿跟蹤環(huán)路,將距離門再次拖出目標所在的距離單元,達到距離欺騙的目的。該技術(shù)迅速應(yīng)用在了ALQ-126干擾機中,并從1976底開始正式服役。該技術(shù)至今仍在廣泛使用。
(7) 采用有源誘餌對單脈沖跟蹤雷達進行欺騙
從20世紀70年代開始,蘇聯(lián)的地空導(dǎo)彈和空空導(dǎo)彈雷達制導(dǎo)系統(tǒng)逐步采用單脈沖跟蹤技術(shù),這一 跟蹤體制不受當時大量應(yīng)用的反錐掃逆增益控制、破壞鎖定的轉(zhuǎn)發(fā)式干擾的影響。雖然當時美軍有一些對抗單脈沖跟蹤雷達的理論方法,并研制過一次使用式干擾機,但經(jīng)過試驗之后表明:當時沒有一種設(shè)備能達到必要的技術(shù)有效性和戰(zhàn)術(shù)靈活性的程度,即都不滿足實際作戰(zhàn)的使用要求。
針對此問題,1980年美國海軍研究實驗室開始研究機載有源拖曳式誘餌技術(shù),并于1984年在目標機上進行技術(shù)驗證。當飛機上的電子支援系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)自己被單脈沖雷達鎖定跟蹤時便立即施放誘餌,同時飛機將截獲到的雷達脈沖信號通過電纜傳輸給誘餌,再由其轉(zhuǎn)發(fā)出去,從而使得單脈沖雷達去跟蹤誘餌或誘餌與飛機之間的中心合成點。由于誘餌與飛機之間的距離大于91.44 m,可以確保飛機處于導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部的殺傷半徑之外,從而起到保護飛機的作用。1986年美軍用多架F-15戰(zhàn)斗機發(fā)射了多枚AIM-7空空導(dǎo)彈對攜帶拖曳式誘餌的F-100無人靶機進行攻擊,導(dǎo)彈均沒有擊中無人機,從而實際驗證了拖曳式誘餌的欺騙干擾效果。隨后該誘餌被定型為ALE-50,從1988年開始大量生產(chǎn)并裝備部隊,并在后續(xù)的海灣戰(zhàn)爭與科索沃戰(zhàn)爭中廣泛應(yīng)用。
20世紀90年代有源誘餌技術(shù)由機載向艦載發(fā)展,美國海軍研制了直徑15.24 cm、長2.1 m、重約45.36 kg的“納爾卡”誘餌彈,并裝備各型艦艇。該誘餌彈采用固體火箭推動,并由彈體上的3塊金屬片進行運動方向的控制,同時采用陀螺穩(wěn)定,自動校正定向天線對準反艦導(dǎo)彈方向。當艦載SLQ-32電子戰(zhàn)系統(tǒng)接收到威脅信號之后,在適當時機發(fā)射誘餌彈,在誘餌飛行到預(yù)定高度與位置時,一邊輻射欺騙干擾信號,一邊離開戰(zhàn)艦,根據(jù)其飛行路徑選擇各種速度與角度,使反艦導(dǎo)彈的雷達導(dǎo)引頭鎖定到誘餌上,從而誘偏導(dǎo)彈,起到保護戰(zhàn)艦的作用。
在雷達有源干擾實施過程中,除了噪聲壓制與假目標欺騙之外,美軍還研發(fā)了一些特殊的干擾技術(shù),例如針對無線電近炸引信的干擾、干擾資源管理、對雷達自動增益控制環(huán)路的干擾、地面反射干擾等,其在電子戰(zhàn)歷史上的出現(xiàn)過程簡要概述如下:
(1) 針對無線電近炸引信的干擾
無線電近炸引信可看成是一種特殊的近距離工作的雷達,通常在炮彈、導(dǎo)彈離目標幾百米的距離上才會開機工作,實時測量彈目距離至幾米范圍而觸發(fā)引信,使彈藥爆炸從而增大殺傷效果。二戰(zhàn)后期以美國為首的盟軍在高射炮和地炮的炮彈中就已經(jīng)開始采用無線電近炸引信了。二戰(zhàn)結(jié)束之后,美軍擔心未來的敵人也可能采用類似的技術(shù)來攻擊美國,于是提前開展技術(shù)預(yù)研,授予航空儀表實驗室一份合同,研究使無線電近炸引信炮彈提前引爆的技術(shù)。當時試驗了2種方法:一種是噪聲壓制干擾,但所需的功率巨大;另一種是信號轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù),該技術(shù)的干擾效果較好。于是在20世紀40年代后期,航空儀表實驗室設(shè)計并制造了第一個重復(fù)循環(huán)回路轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)來干擾無線電近炸引信,并將其擴展應(yīng)用于中斷錐掃火控雷達鎖定的欺騙式轉(zhuǎn)發(fā)器中,后來該技術(shù)轉(zhuǎn)化為ALQ-11干擾機的型號裝備。
(2) 對雷達接收機自動增益控制環(huán)路的干擾
在20世紀60年代末,針對雷達接收機接收動態(tài)范圍調(diào)整上的弱點,美軍設(shè)計了一種特殊的干擾樣式,干擾發(fā)射機發(fā)射的能量從極高到極低劇烈變化,迫使雷達的自動增益控制電路在這2個極端之間不斷反復(fù)調(diào)整。由于干擾變化迅速,而雷達控制環(huán)路受響應(yīng)時間的限制恢復(fù)起來沒有那么快,從而使得接收到的目標信號強度也發(fā)生劇烈波動,造成部分小目標的丟失。美軍針對某些雷達開展了實際的技術(shù)驗證,試驗結(jié)果證實了該干擾方法的有效性。
(3) 干擾功率管理
從20世紀70年代初開始,美軍針對一部干擾機干擾多部雷達的問題啟動了干擾功率管理技術(shù)的研究。一方面要求干擾機能夠識別目標雷達,并選擇最合適的干擾樣式去實施干擾;另一方面在多部威脅雷達存在時,對截獲到的信號進行分類識別,然后通過程序控制去干擾最具威脅的雷達,同時還需要跟蹤威脅雷達的脈沖重頻和掃描模式,為干擾機提供脈沖到達時間的預(yù)測。從而做到將可利用的干擾功率在時間、頻率和空間維度進行優(yōu)化分配,以達到最佳干擾效能。該項技術(shù)后續(xù)應(yīng)用于美國空軍的ALQ-131干擾吊艙型號裝備中。1976年夏美國空軍開始列裝F-15“鷹”式戰(zhàn)斗機,該空中優(yōu)勢戰(zhàn)斗機的綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)中就全面采用了干擾功率管理技術(shù),極大地提升了F-15的自衛(wèi)干擾能力。
(4) “地面反射”干擾
該干擾技術(shù)主要用于保護低空飛行的飛機不會受到其上方逼近的雷達尋的導(dǎo)彈的攻擊。其工作原理為:當機載ESM系統(tǒng)檢測到本機遭到導(dǎo)彈的導(dǎo)引頭雷達鎖定之后,干擾機將截獲到的雷達脈沖信號放大,并高功率向飛機前方地面某位置上進行發(fā)射,在此處地面產(chǎn)生的反射回波信號能量比飛機回波能量強得多,于是導(dǎo)彈上的雷達導(dǎo)引頭將鎖定到地面照射點上,從而使得飛機免遭導(dǎo)彈的攻擊。該技術(shù)不僅可以干擾導(dǎo)彈的雷達導(dǎo)引頭,同樣可以干擾從上方照射的戰(zhàn)斗機機載截擊雷達。它可以使戰(zhàn)斗機雷達瞄準到飛機前面的地面上。
在20世紀70年代,美軍在白沙導(dǎo)彈靶場開展了試驗,驗證目標機在低空飛行時對付下視攻擊的雷達尋的導(dǎo)彈,即導(dǎo)彈從目標機上方以俯沖方式發(fā)起攻擊,試驗結(jié)果表明:導(dǎo)彈的脫靶距離比其戰(zhàn)斗部的殺傷半徑要大得多。從而說明了該干擾技術(shù)的有效性。隨后該技術(shù)在多種現(xiàn)役飛機上推廣應(yīng)用。
(5) 其它沒有得到成功驗證的干擾技術(shù)
前面對美軍20世紀中后期大量已經(jīng)實際應(yīng)用的雷達有源干擾技術(shù)做了概要性的歸納總結(jié),實際上除此之外還有一些在20世紀末期美軍就曾經(jīng)提出過,但一直沒有得到成功驗證的技術(shù),例如:雷達回波抵消技術(shù)、等離子屏蔽保護技術(shù)等。
雷達回波抵消技術(shù)即是利用一種專用的干擾發(fā)射機輻射與雷達回波相位恰好相反的信號,從而抵消雷達接收機中的目標回波信號,或至少可顯著降低目標回波信號的強度。該技術(shù)原理實際上與飛機和汽車內(nèi)的噪聲抵消系統(tǒng)非常類似,雖然在理論上具有可行性,但在工程上一直沒有得到成功的驗證。
等離子屏蔽保護技術(shù)主要是模仿空間飛行器再入地球大氣層時產(chǎn)生的等離子效應(yīng)造成的無線電通信中斷現(xiàn)象。設(shè)想利用受控等離子場將飛機等飛行器屏蔽起來,從而使雷達不能發(fā)現(xiàn)該飛機目標。雖然在物理學(xué)上能夠進行理論解釋,但同樣在工程上一直沒有得到成功的驗證。上述兩項技術(shù)主要是因為所要求的工程實現(xiàn)條件非常苛刻,雖然技術(shù)設(shè)想在20世紀末就已提出,并廣昭天下,但至今20多年過去了,也沒有得到實際應(yīng)用。不過在這兩個方向上至今仍然吸引著一批科研工作者在繼續(xù)研究。
前面從雷達壓制干擾、雷達欺騙干擾和一些特殊的雷達干擾等3個方面,對20世紀中美軍的雷達有源干擾技術(shù)的發(fā)展歷程進行了全面的總結(jié),上述過程充分展現(xiàn)了美軍在雷達有源干擾技術(shù)研發(fā)上的開創(chuàng)性,以及注重技術(shù)在作戰(zhàn)中的實用性。上述回顧的意義和給予我們的啟示總結(jié)如下:
(1) 從歷史中我們能夠更加深刻地理解各種雷達有源干擾技術(shù)的需求背景、應(yīng)用場景與演化過程。
實際上前面講述的所有的壓制干擾、欺騙干擾以及各種特殊干擾的數(shù)學(xué)模型與技術(shù)原理在現(xiàn)今有關(guān)“雷達對抗原理”的教科書中都有詳細的闡釋[6-8],并且應(yīng)用了大量數(shù)學(xué)公式來進行理論上的分析與推導(dǎo),所以本文沒有重復(fù)這些內(nèi)容。雖然教科書中的公式表述便于數(shù)據(jù)分析,但書中并沒有對干擾技術(shù)的產(chǎn)生由來、歷史背景與應(yīng)用場景進行過分析講解,而本文從歷史的視角對上述內(nèi)容進行了補充闡釋,即與現(xiàn)有教科書上的內(nèi)容形成互補,這樣可以使大家了解到這些技術(shù)的演進歷程與相互關(guān)系,從而能夠更加深刻地理解雷達有源干擾技術(shù)的內(nèi)涵與工程應(yīng)用條件,為后續(xù)技術(shù)發(fā)展趨勢的預(yù)測與研判提供了歷史素材。
(2) 經(jīng)典的雷達有源干擾技術(shù)是后續(xù)新技術(shù)研發(fā)的基礎(chǔ)與前提。
前面對美軍20世紀中主要的雷達有源干擾技術(shù)進行了歸納總結(jié),包括:噪聲壓制干擾、阻塞壓制干擾、瞄頻壓制干擾、協(xié)同壓制干擾、假目標欺騙干擾、拖距拖速欺騙干擾、逆增益控制角度欺騙干擾、副瓣應(yīng)答角度欺騙干擾、脈沖重頻跟蹤、干擾功率管理、轉(zhuǎn)發(fā)式欺騙干擾、對自動增益控制的干擾、地面反彈干擾等。這些技術(shù)幾乎全部囊括了現(xiàn)今有關(guān)“雷達對抗原理”教科書上所講述的雷達有源干擾技術(shù),而且這些技術(shù)早在上世紀80年代及以前就已經(jīng)提出并廣泛應(yīng)用了。雖然這些技術(shù)誕生距今至少已有30~40年的時長,但技術(shù)發(fā)展就如搭建樓房一樣是一層一層壘起來的,這些歷史上經(jīng)典的雷達有源干擾技術(shù)是后續(xù)新技術(shù)研發(fā)的基礎(chǔ),所以我們不僅要繼承學(xué)習(xí)教科書上的經(jīng)典內(nèi)容,深刻領(lǐng)會其中的技術(shù)要點,而且還要從歷史的視角來認識該項技術(shù)曾經(jīng)在電子戰(zhàn)歷史上所發(fā)揮的作用,這樣才能認識到該經(jīng)典技術(shù)在實際工程應(yīng)用中的不足與缺陷,針對這些新的需求來開展新技術(shù)的預(yù)研。這樣才能知其然,并知其所以然。
(3) 雷達有源干擾技術(shù)的發(fā)展歷程也間接地反映了雷達抗干擾技術(shù)的演化過程。
使用雷達的最終目的是為了探測到目標,但雷達干擾的最終目的卻是讓雷達探測不到目標,二者之間相互矛盾、相互對立,干擾與抗干擾的博弈在歷史上從來就沒有停息過?!皼]有干擾不掉的雷達,也沒有抗不了的干擾”,這句經(jīng)典名言充分反映了二者之間對立統(tǒng)一的關(guān)系,雷達干擾技術(shù)的演進牽引著新的雷達探測技術(shù)的發(fā)展,同樣新的雷達探測技術(shù)的應(yīng)用也牽引著新的雷達干擾技術(shù)的進步。雖然本文重點回顧了20世紀美軍雷達有源干擾技術(shù)的發(fā)展歷程,但從中間接反映了這一時期雷達技術(shù)的演進與發(fā)展過程,也看到了各種雷達抗干擾技術(shù)措施的有效應(yīng)用,所以雷達干擾技術(shù)與雷達技術(shù)的發(fā)展是相互牽引、相互促進的。
(4) 雷達壓制干擾與雷達欺騙干擾將相互融合。
在20世紀美軍有源雷達干擾技術(shù)發(fā)展歷程回顧中,雷達壓制干擾技術(shù)與雷達欺騙干擾技術(shù)在早期是2條獨立的發(fā)展主線,相互之間少有交叉,各自具有獨立的型號裝備;但是在后期,壓制干擾與欺騙干擾都集成在了同一型號的干擾機中,根據(jù)不同的應(yīng)用場景進行靈活調(diào)度。實際上,壓制干擾與欺騙干擾不僅在應(yīng)用上在逐漸融合,而且在技術(shù)本身上也在融合,這發(fā)展過程一直持續(xù)演進至今,現(xiàn)在各類公開文獻中廣泛報道的“密集假目標壓制干擾技術(shù)”就是典型代表[9-10],該技術(shù)既具有欺騙干擾的特點,又具有壓制干擾的效果。在未來的雷達干擾技術(shù)中,壓制干擾與欺騙干擾之間的界限也會模糊,二者之間相互融合,實際上最終目的都是為了更加高效地讓雷達檢測不到真正的目標。
(5) 新的雷達有源干擾技術(shù)探索仍具有吸引力
在前面的回顧中特別提到了部分“沒有得到成功驗證的干擾技術(shù)”,這些技術(shù)時至今日仍然還會被時常提及。實際上各個學(xué)科的發(fā)展歷程中都存在類似的情況,以數(shù)學(xué)學(xué)科為例,在19~20世紀中提出過大量的數(shù)學(xué)猜想,如大家所熟知的哥德巴赫猜想等,對這些數(shù)學(xué)猜想的證明吸引了一代又一代的數(shù)學(xué)家為之奉獻終生,無論這一數(shù)學(xué)猜想證明是成功還是失敗,都從客觀上推動了數(shù)學(xué)這一學(xué)科的進步。同樣在雷達有源干擾技術(shù)方向上,仍然有大量的“猜想性”前沿技術(shù)需要去驗證,無論最終驗證的結(jié)果是可行還是不可行,但都會從客觀上促進雷達有源干擾技術(shù)方向上的探索創(chuàng)新與持續(xù)進步。
“他山之石,可以攻玉”,正確認識歷史才能更好地面對未來。正是基于此,本文對20世紀美軍的雷達有源干擾技術(shù)發(fā)展歷程進行了簡要回顧,全面總結(jié)了其在壓制干擾技術(shù)、欺騙干擾技術(shù)、以及其它的幾種特殊干擾技術(shù)等方面的發(fā)展歷程,對各項技術(shù)產(chǎn)生的歷史背景、軍事應(yīng)用與演進過程進行了概要講解,并從多個層次對意義與啟示進行了總結(jié)。這一方面為電子戰(zhàn)的歷史發(fā)展研究展現(xiàn)了新的視角;另一方面,也為更加深刻地理解雷達有源干擾技術(shù)的需求背景與應(yīng)用條件提供了新的參考。