第9章對雷達的反輻射攻擊9.1概述9.2反輻射導引技術

9.1概述

9.1.1反輻射攻擊的作用與主要技術要求

反輻射攻擊的作用就是利用敵方威脅雷達的輻射信號，引導反輻射武器戰(zhàn)斗部摧毀該輻射源，使其喪失作戰(zhàn)能力。由于它對敵方裝備和人員構成了嚴重的威脅，殺傷效果突出，已經(jīng)成為近年來電子戰(zhàn)武器裝備和技術發(fā)展的熱點。

反輻射攻擊武器的主要戰(zhàn)術技術指標有下面五組。

1．最大作用距離RKmax、飛行速度vK、引導精度δRK與殺傷半徑rK

RKmax取決于動力系統(tǒng)的能力和綜合導引的能力。典型的反輻射攻擊武器RKmax為數(shù)十千米，但隨著近年來遠程、精確打擊武器的發(fā)展需求，RKmax逐漸延伸到了數(shù)百甚至數(shù)千千米。在遠距離上，反輻射攻擊武器并不一定采用反輻射導引，而可以采用慣導、導航引導、指令引導等多種方式。vK主要取決于反輻射攻擊平臺和被攻擊對象的類型，一般近程對地/海攻擊的導彈速度為1~3馬赫，無人機航速為300km/h~500km/h。但為了突破反導武器的攔截，反輻射無人機的vK正在迅速提高。在正常情況下，一般δRK不大于數(shù)米。rK取決于戰(zhàn)斗部的殺傷能力，一般為數(shù)十米至數(shù)百米。

2．工作頻段ΩRF、瞬時帶寬ΔΩRF、測頻精度δf和頻率分辨力Δf

盡管人們希望一種反輻射武器能夠具有盡可能寬的工作頻段ΩRF，有利于減少配置的種類，提高反輻射武器的適用范圍，但由于受到空間尺寸和安裝位置等對天線的限制，每一種反輻射武器導引設備的ΩRF都是有限的。特別是在頻率較低的頻段，對天線尺寸的限制更加突出。目前大部分反輻射武器的ΩRF都在0.8GHz以上，具有4~5個倍頻程，并且正在努力向低頻段延伸。如果導引設備的ΔΩRF能夠覆蓋雷達的工作帶寬，就可能捕獲它的全部發(fā)射信號。但現(xiàn)代雷達為了抗干擾，工作帶寬在不斷加寬，無休止地展寬ΔΩRF不但會影響系統(tǒng)靈敏度，而且會給后續(xù)的信號處理造成很大的負擔，因此ΔΩRF是諸多因素的折衷。目前典型的ΔΩRF有20MHz和200MHz兩種，前者用于處理固定頻率信號，后者用于處理捷變頻信號，兩種帶寬可選。隨著近年來信道化處理，特別是數(shù)字信道化處理技術的發(fā)展，ΔΩRF有進一步展寬的趨勢，以便順應威脅雷達工作帶寬的擴展，并保持較高的靈敏度、測頻精度δf和頻率分辨力Δf。

3．角度工作范圍ΩAOA、瞬時視野ΔΩAOA、測角精度δθ和角度分辨力Δθ

較大的ΩAOA和ΔΩAOA既有利于捕獲雷達輻射源信號，也有利于采用復雜、機動的反輻射攻擊飛行航路，但也會帶來多輻射源信號分選、識別和處理的困難。目前ΩAOA的典型值為30°×30°~60°×60°，ΔΩAOA的典型值為10°×10°~30°×30°。較大的ΔΩAOA不利于提高測角精度和分辨力。反輻射武器的測角精度δθ一般為1°，采用干涉儀或比幅加干涉儀測向體制，由比幅粗測向解干涉儀測向的模糊,由干涉儀測向保證精度,因此它的Δθ與ΔΩAOA相同。

4．接收機靈敏度simin、工作動態(tài)范圍DOP和瞬時動態(tài)范圍DI

反輻射武器的接收信號一般來自雷達天線的旁瓣輻射，接收天線孔徑小、增益低，因此需要有較高的接收機靈敏度simin，并且會對接收系統(tǒng)的組成和工作流程產(chǎn)生重要的影響。DOP受輻射源功率、天線掃描、距離遠近等因素影響，一般為80dB~100dB。提高DOP的主要措施是采用程控衰減器、對數(shù)放大器和較高位數(shù)的ADC。由于在加載的輻射源參數(shù)中可以具有其輻射功率信息，可以此作為程控衰減器的控制依據(jù)。DI主要適應同一輻射源主、旁瓣信號的功率變化30dB~50dB，一般在進行輻射源信號處理時采用較高位數(shù)(10bit~14bit)的ADC。

5．可攻擊的雷達輻射源類型、參數(shù)范圍、加載數(shù)量

需要進行反輻射攻擊的雷達幾乎可以囊括各種類型的敵方威脅雷達，如常規(guī)脈沖雷達、捷變頻雷達、相控陣雷達、連續(xù)波雷達等等。因此一般反輻射攻擊導引設備基本都可以攻擊其所在工作頻段內的各種雷達信號，具有很大的參數(shù)適應范圍。加載威脅輻射源的數(shù)量與加載數(shù)據(jù)的來源有關，在大部分情況下，加載數(shù)據(jù)來源于當前戰(zhàn)場的實時偵察設備，數(shù)據(jù)可靠性高，時效性強，數(shù)量可以少一些；如果數(shù)據(jù)來源于長期的情報積累和非實時的偵察設備，雖然數(shù)據(jù)可靠性較高，但與當前戰(zhàn)場環(huán)境匹配的準確性和時效性不夠，需要加載的數(shù)量也會較多，從而影響信號處理的時間。

典型的加載參數(shù)有：輻射源信號的種類，每種信號的頻率范圍、脈寬范圍、脈沖重復間隔(PRI)范圍，相對功率等。圖9-1反輻射武器系統(tǒng)的基本組成9.1.2反輻射攻擊的系統(tǒng)組成與分類

對雷達的反輻射攻擊系統(tǒng)包括：若干反輻射武器(含導引裝置、飛行控制、動力裝置和戰(zhàn)斗部等)，若干運輸、裝載和發(fā)射平臺，雷達輻射源情報和戰(zhàn)場信息探測傳感器網(wǎng)絡，作戰(zhàn)任務規(guī)劃、決策和指揮控制網(wǎng)絡等，如圖9-1所示。雷達輻射源情報和戰(zhàn)場信息探測傳感器網(wǎng)絡負責提供當前戰(zhàn)場環(huán)境中敵方雷達的情報信息，包括敵方雷達的功能和性能、位置部署、發(fā)射信號參數(shù)等。作戰(zhàn)任務規(guī)劃、決策和指揮控制網(wǎng)絡根據(jù)上述情報，確定各反輻射武器運輸、裝載和發(fā)射平臺的部署配置，制定作戰(zhàn)預案，將各攻擊對象的信號參數(shù)分配到每一個平臺。反輻射武器運輸、裝載和發(fā)射平臺根據(jù)指揮控制命令，為每一個反輻射武器資源加載攻擊對象的威脅等級和輻射信號參數(shù)，在適當?shù)臅r間發(fā)射反輻射武器，并對部分武器提供飛行控制和導引。反輻射武器發(fā)出后，按照加載的威脅等級和威脅雷達信號參數(shù)，從最高威脅等級雷達信號開始，逐一搜索威脅雷達輻射源，一旦捕獲，立即轉入對該雷達輻射源的跟蹤，為飛行控制部件提供截獲和角度誤差信息，引導反輻射武器按照預定的攻擊飛行航路接近威脅輻射源，并在適當?shù)臅r候啟動戰(zhàn)斗部，摧毀威脅雷達輻射源。

9.2反輻射導引技術

9.2.1反輻射導引設備的基本組成

反輻射導引設備的功能是：按照加載的威脅輻射源列表逐一搜索和捕獲威脅雷達輻射源信號，一旦捕獲，立即轉入對該輻射源的連續(xù)跟蹤，向反輻射武器飛行控制設備輸出捕獲指示信號和角度跟蹤誤差信號。典型的反輻射導引設備組成如圖9-2所示。

測向天線陣列一般由3~5個天線陣元組成，常用陣型有L陣、十字陣等。如圖9-3所示，以三單元L陣為例，0、1陣元天線在水平方向的振幅方向圖指向張角為Δθ，相位中心的間距為d；0、2陣元天線在垂直方向的振幅方向圖指向張角也為Δθ，相位中心的間距為d；每個波束的寬度θ0.5>>Δθ，使它們都能夠覆蓋要求的瞬時視野，形成比幅和比相測向的基本條件。圖9-2典型反輻射武器導引設備組成圖9-3典型測向天線陣列組成每個天線陣元的輸出信號經(jīng)過低噪聲放大、帶通濾波器、程控衰減器，與調諧本振信號混頻，輸出固定中頻的信號，其中程控衰減器的衰減和調諧本振的頻率均由信號處理機根據(jù)當前需要搜索或已經(jīng)捕獲的威脅雷達相對功率和頻率范圍進行設置。

混頻后輸出的各通道中頻信號可以經(jīng)過信號處理機的控制，通過各自的窄帶中放和寬帶中放，通常窄帶中放(典型帶寬為20MHz)可以滿足系統(tǒng)靈敏度的要求，它的某一個通道輸出(如天線陣元0對應的通道)經(jīng)過檢波/對數(shù)視放(DLVA)、門限檢測，可以用作信號存在的指示，該信號可以啟動ADC采集各窄帶中放此時輸出的中頻信號波形，測量信號的到達時間tTOA和脈沖寬度τPW，結果提交信號處理機。如果寬帶中放(典型帶寬為200MHz)能夠滿足系統(tǒng)靈敏度的要求，也可以采用與窄帶中放相同的處理方式，即取某一個寬帶中放通道輸出信號做DLVA、門限檢測、參數(shù)測量等處理，并啟動ADC采集各寬帶中放此時輸出的中頻信號波形。9.2.2反輻射導引的信號處理

反輻射導引的信號處理是在加載輻射源數(shù)據(jù)庫引導下的信號處理，典型工作流程如圖9-4所示。圖中采用的基本信號處理準則如下：

1．威脅排序

加載輻射源參數(shù)按照威脅等級從小至大排序。

2．捕獲準則

搜索時間為輻射源最低PRI的若干倍，若在搜索時間里未能夠捕獲到足夠的輻射源脈沖數(shù)，則認為對該雷達輻射源的搜索失敗，并順序轉入對下一個雷達輻射源的搜索，并依此循環(huán)。若在搜索時間內捕獲到足夠的輻射源脈沖數(shù)，則轉入對該輻射源的跟蹤。