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[摘 要]低空突防是现代雷达防空系统的一大威胁,严重威胁着国家安全防御系统。本文根据巡航导弹低空突防的技术特点及发展历程,结合导弹低空突防所面临的实际情况,特别分析讨论了低空突防技术对雷达防空技术的威胁和影响。并结合实际战场情况做出一些应对措施,对研究巡航导弹低空突防和发展雷达防空技术有一定的积极作用。
[关键词]低空突防 雷达探测 多径传播
中图分类号:TJ761.6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)38-0297-01
引言:雷达是国家安全防御系统的最基础设施,是探测敌方攻击的利器,国家安全的保障。相反,想要通过敌方的雷达防御系统,实现对敌方的打击,就必须突破敌方雷达这一道防线,也就是所谓的反雷达技术。现代科技日新月异,武器发展同样一日千里,目前的反雷达技术主要包括“低空/超低空突防、电子干扰、隐身技术和反辐射导弹为主的技术,称为雷达探测系统的“四大威胁”。而其中威胁最大,灵活性最高,防御难度越大的就是低空/超低空突防技术。这也是世界各国对于低空/超低空突防技术如此重视的原因。本文将从低空/超低空突防技术的历史、发展、主要战役和武器等方面分析其战术及特点,从而分析出相对应的应对措施。
一 巡航导弹的特征
巡航导弹是一种具有突防能力强,速度快,射程远等特点的无人航空器,其巡航高度通常在10~150m,由于低空飞行时受到地球曲率的影响不易被预警雷达检测到,且雷达探测波的回波之中包含许多地杂波,所以探测难度较高,因此常用于低空突防。
二 低空突防
低空突防,指航空兵器据地面/水面1000米内的高度飞行,是一种航空兵作战常用的一种基本模式。由于航空兵器在较低空中行驶工作,可以有效地利用地球曲率和地形优势,迅速隐蔽的深入地方并进行快速打击,可以有效地降低被检测并击落的几率。
2.1 低空突防的发展
如何突破对方雷达检测和防御火力自导弹诞生以来就是一个重要的战略问题。随着科技的发展,突防技术也在不断发展。最早的突防技术只需要充分提高飞行器的高度和速度就能完成任务,但是随着雷达技术的发展和地面防空导弹的加强,这种方式已经不适合用于实战。突防的主要目的是隐蔽的突破敌方防御实施打击,由于低空突防具有隐蔽、快速、灵活多变等特点,渐渐成为战术主流。
2.2 低空突防武器
低空突防在多年的战争中产生了一系列高性能兵器,以巡航导弹为例,巡航导弹的特点是造价低,精度高,突防能力强。作为现代战争中的主要武器,巡航导弹射程极远,最大射程可以达到2000千米,飞行高度低,路径隐蔽,不易被雷达监测到,近年来已成为现代化战场上的主角。此外,战斗机和轰炸机也是一种常用航空武器,战斗机在低空的实际战斗中,较巡航导弹拥有灵活性更强、有飞行员可以随时应对突发情况等优点,如美国的A-10 B1-B 。
2.3 低空突防的技术性
(1) 隐身技术
隐身技术是近年来科学技术提高以后增强航空器突防能力的新途径。早期由于各国雷达技术和防御系统有限,隐身技术并没有得到广泛应用,但是随着各种先进的高性能雷达的诞生,传统的依靠高速、高空的航空突防已不再适用,隐身技术就显得尤为重要,就此登上历史舞台。例如美国的B1-B和俄罗斯的“战斧”式巡航导弹都采用了隐身技术,降低被检测到的几率和增强突防能力有很大提升。
(2) 航空兵器制导技术。
考虑到低空突防的战斗特点,航空器必须有先进的制导技术作为保证,以此来达到打击远距离目标的目的,此外由于航空器在突防过程中处于低空状态,更需要制导精确的突防路线来规避障碍物例如山丘等复杂地形,避免发生意外的碰撞事故造成突防任务的失败。
(3)突防训练。
尽管科学技术的发展对航空器的突防能力提供了质的提升,但在实战中,飞行员的飞行技巧和战斗素质更为重要。紧张危险的突防过程对飞行员的技术和心理素质都提出了极高要求。因此,即使在科技的支持下,如果平时训练不到位,飞行员素质不过硬,在实战中往往达不到作战目的。
三 低空突防对雷达探测的影响。
低空目标探测同样也是雷达技术研究者一直努力的目标之一,例如巡航导弹,低空突防能力强,不易被发现,杀伤力大。因此,提升雷达对于低空目标的探测能力,对于现在和未来的防空工作都具有重大的意义。雷达探测低空巡航导弹时会有很多阻碍,例如低空大气的不均匀性引起的电波折射效应。此外在追踪低空导弹时,地面或海面产生的镜面反射和漫散射会对追踪产生极大影响,导致雷达失去目标。
3.1 多径效应
雷达在探测低空目标时常遇到以下困难。
(1)地球曲率对雷达视距的影响;
(2)复杂地形的影响;
(3)地反射/海反射;
(4)波束在传播途中的多径传播。多路回波叠加的幅度会随机产生变化,极大地增加了雷达监测的难度。
由于前两点是不可控的自然现象,因此我们主要来研究后两点来解决雷达技术上的难题。多径指的是雷达回波信号的多路径传播,在低空和超低空的条件下,雷达可以接收到的回波有:
(1)直接入射到目标后直接射回接收机的直达波。
(2)直接入射到目标,经过反射之后再在地面/海面反射回接收器的一次反射回波。
(3)入射波先通过地面/海面反射到目标再反射回接收器的一次回波。
(4)入射波先通过地面/海面反射到目标再通过地面/海面反射回到接收器的二次反射。
由于这四路回波的幅度和相位是随机变化的,所以它们在接收器上可能相互叠加或者抵消,导致回波的信号不稳定,大大增加了雷达跟踪的难度。这就是多径效应。低空目标的多径效应一般由漫反射和镜面反射两部分组成,漫反射在海面或起伏较大的地面占主导地位,而镜面反射在平坦的地面占主要地位。
3.2 多径效应对雷达的影响
上文我们讲过多径效应分为漫反射和镜面反射两部分。而漫反射和镜面反射对于雷达监测结果的影响各不相同,由于漫反射经过地形等复杂的环境反射,随机性比较大,一般将其当做随机噪声处理;而镜面反射的各种几何关系比较容易确定,严重影响了低空监测结果的准确性,所以如何减少和抑制多径镜面反射分量是我们研究的重中之重。
3.3 低空突防的防御措施。
低空突防由于其快速、隐蔽等一系列优势对防空系统造成了极大地威胁,严重威胁了国家安全,因此,怎么針对低空突防的优势和劣势,利用现有的雷达监测系统来对抗低空突防非常重要。
(1)采用雷达组网技术。
空中目标及机动范围较大,机动性较强,如果用单个雷达探测会有比较大的困难,然而采用雷达组网可以极大的提高监测和跟踪率,雷达组网通过各个雷达之间的信息有效传递,可以产生类似于接力赛的效果,实现对空中目标的连续跟踪。
(2)增强防空系统的火力配置,提高对低空突防目标的快速打击能力。
(3)升级雷达监测系统技术,例如多阵列天线、对称单脉冲、非对称单脉冲等技术,尽量克服多径传播的影响,实现对低空突防目标的有效追踪。
四 结束语。
现代战争是在高科技的基础上进行的信息化战争,在技术上的突破往往有着重大意义。而在众多现代化武器之中,雷达依然是不可或缺的信息获取工具。低空/超低空突防作为雷达防空系统的一大威胁,对当前雷达防空系统提出了更严苛的要求。雷达技术必须继续发展多种探测手段,建立更加完善的雷达防空系统,应对未来更严峻的考验。
参考文献
[1]王华力,李兴国。高距离分辨率脉间频率步进系统的探讨[J]现代雷达。 1995.17[1]90-100
[2]叶文,朱爱红,刘博,等。飞机低空突防技术研究[J]。电光与控制,2007,14(4):85-91
[3]朱华邦,杜娟。“四大威胁”雷达生存与对抗技术浅析[J]。飞航导弹,2005(1):58-64
[4]杨亚波,陈欣。超低空突防对雷达的影响分析[J]。机电信息,2010(12):45-47,60
[关键词]低空突防 雷达探测 多径传播
中图分类号:TJ761.6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)38-0297-01
引言:雷达是国家安全防御系统的最基础设施,是探测敌方攻击的利器,国家安全的保障。相反,想要通过敌方的雷达防御系统,实现对敌方的打击,就必须突破敌方雷达这一道防线,也就是所谓的反雷达技术。现代科技日新月异,武器发展同样一日千里,目前的反雷达技术主要包括“低空/超低空突防、电子干扰、隐身技术和反辐射导弹为主的技术,称为雷达探测系统的“四大威胁”。而其中威胁最大,灵活性最高,防御难度越大的就是低空/超低空突防技术。这也是世界各国对于低空/超低空突防技术如此重视的原因。本文将从低空/超低空突防技术的历史、发展、主要战役和武器等方面分析其战术及特点,从而分析出相对应的应对措施。
一 巡航导弹的特征
巡航导弹是一种具有突防能力强,速度快,射程远等特点的无人航空器,其巡航高度通常在10~150m,由于低空飞行时受到地球曲率的影响不易被预警雷达检测到,且雷达探测波的回波之中包含许多地杂波,所以探测难度较高,因此常用于低空突防。
二 低空突防
低空突防,指航空兵器据地面/水面1000米内的高度飞行,是一种航空兵作战常用的一种基本模式。由于航空兵器在较低空中行驶工作,可以有效地利用地球曲率和地形优势,迅速隐蔽的深入地方并进行快速打击,可以有效地降低被检测并击落的几率。
2.1 低空突防的发展
如何突破对方雷达检测和防御火力自导弹诞生以来就是一个重要的战略问题。随着科技的发展,突防技术也在不断发展。最早的突防技术只需要充分提高飞行器的高度和速度就能完成任务,但是随着雷达技术的发展和地面防空导弹的加强,这种方式已经不适合用于实战。突防的主要目的是隐蔽的突破敌方防御实施打击,由于低空突防具有隐蔽、快速、灵活多变等特点,渐渐成为战术主流。
2.2 低空突防武器
低空突防在多年的战争中产生了一系列高性能兵器,以巡航导弹为例,巡航导弹的特点是造价低,精度高,突防能力强。作为现代战争中的主要武器,巡航导弹射程极远,最大射程可以达到2000千米,飞行高度低,路径隐蔽,不易被雷达监测到,近年来已成为现代化战场上的主角。此外,战斗机和轰炸机也是一种常用航空武器,战斗机在低空的实际战斗中,较巡航导弹拥有灵活性更强、有飞行员可以随时应对突发情况等优点,如美国的A-10 B1-B 。
2.3 低空突防的技术性
(1) 隐身技术
隐身技术是近年来科学技术提高以后增强航空器突防能力的新途径。早期由于各国雷达技术和防御系统有限,隐身技术并没有得到广泛应用,但是随着各种先进的高性能雷达的诞生,传统的依靠高速、高空的航空突防已不再适用,隐身技术就显得尤为重要,就此登上历史舞台。例如美国的B1-B和俄罗斯的“战斧”式巡航导弹都采用了隐身技术,降低被检测到的几率和增强突防能力有很大提升。
(2) 航空兵器制导技术。
考虑到低空突防的战斗特点,航空器必须有先进的制导技术作为保证,以此来达到打击远距离目标的目的,此外由于航空器在突防过程中处于低空状态,更需要制导精确的突防路线来规避障碍物例如山丘等复杂地形,避免发生意外的碰撞事故造成突防任务的失败。
(3)突防训练。
尽管科学技术的发展对航空器的突防能力提供了质的提升,但在实战中,飞行员的飞行技巧和战斗素质更为重要。紧张危险的突防过程对飞行员的技术和心理素质都提出了极高要求。因此,即使在科技的支持下,如果平时训练不到位,飞行员素质不过硬,在实战中往往达不到作战目的。
三 低空突防对雷达探测的影响。
低空目标探测同样也是雷达技术研究者一直努力的目标之一,例如巡航导弹,低空突防能力强,不易被发现,杀伤力大。因此,提升雷达对于低空目标的探测能力,对于现在和未来的防空工作都具有重大的意义。雷达探测低空巡航导弹时会有很多阻碍,例如低空大气的不均匀性引起的电波折射效应。此外在追踪低空导弹时,地面或海面产生的镜面反射和漫散射会对追踪产生极大影响,导致雷达失去目标。
3.1 多径效应
雷达在探测低空目标时常遇到以下困难。
(1)地球曲率对雷达视距的影响;
(2)复杂地形的影响;
(3)地反射/海反射;
(4)波束在传播途中的多径传播。多路回波叠加的幅度会随机产生变化,极大地增加了雷达监测的难度。
由于前两点是不可控的自然现象,因此我们主要来研究后两点来解决雷达技术上的难题。多径指的是雷达回波信号的多路径传播,在低空和超低空的条件下,雷达可以接收到的回波有:
(1)直接入射到目标后直接射回接收机的直达波。
(2)直接入射到目标,经过反射之后再在地面/海面反射回接收器的一次反射回波。
(3)入射波先通过地面/海面反射到目标再反射回接收器的一次回波。
(4)入射波先通过地面/海面反射到目标再通过地面/海面反射回到接收器的二次反射。
由于这四路回波的幅度和相位是随机变化的,所以它们在接收器上可能相互叠加或者抵消,导致回波的信号不稳定,大大增加了雷达跟踪的难度。这就是多径效应。低空目标的多径效应一般由漫反射和镜面反射两部分组成,漫反射在海面或起伏较大的地面占主导地位,而镜面反射在平坦的地面占主要地位。
3.2 多径效应对雷达的影响
上文我们讲过多径效应分为漫反射和镜面反射两部分。而漫反射和镜面反射对于雷达监测结果的影响各不相同,由于漫反射经过地形等复杂的环境反射,随机性比较大,一般将其当做随机噪声处理;而镜面反射的各种几何关系比较容易确定,严重影响了低空监测结果的准确性,所以如何减少和抑制多径镜面反射分量是我们研究的重中之重。
3.3 低空突防的防御措施。
低空突防由于其快速、隐蔽等一系列优势对防空系统造成了极大地威胁,严重威胁了国家安全,因此,怎么針对低空突防的优势和劣势,利用现有的雷达监测系统来对抗低空突防非常重要。
(1)采用雷达组网技术。
空中目标及机动范围较大,机动性较强,如果用单个雷达探测会有比较大的困难,然而采用雷达组网可以极大的提高监测和跟踪率,雷达组网通过各个雷达之间的信息有效传递,可以产生类似于接力赛的效果,实现对空中目标的连续跟踪。
(2)增强防空系统的火力配置,提高对低空突防目标的快速打击能力。
(3)升级雷达监测系统技术,例如多阵列天线、对称单脉冲、非对称单脉冲等技术,尽量克服多径传播的影响,实现对低空突防目标的有效追踪。
四 结束语。
现代战争是在高科技的基础上进行的信息化战争,在技术上的突破往往有着重大意义。而在众多现代化武器之中,雷达依然是不可或缺的信息获取工具。低空/超低空突防作为雷达防空系统的一大威胁,对当前雷达防空系统提出了更严苛的要求。雷达技术必须继续发展多种探测手段,建立更加完善的雷达防空系统,应对未来更严峻的考验。
参考文献
[1]王华力,李兴国。高距离分辨率脉间频率步进系统的探讨[J]现代雷达。 1995.17[1]90-100
[2]叶文,朱爱红,刘博,等。飞机低空突防技术研究[J]。电光与控制,2007,14(4):85-91
[3]朱华邦,杜娟。“四大威胁”雷达生存与对抗技术浅析[J]。飞航导弹,2005(1):58-64
[4]杨亚波,陈欣。超低空突防对雷达的影响分析[J]。机电信息,2010(12):45-47,60