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光電對抗技術的應用分析

2020-01-08 03:50林雪
中國電氣工程學報 2020年20期
關鍵詞:技術分析應用

林雪

摘要:光電對抗是指敵對雙方在紫外、可見光和紅外波段范圍內,利用光電設備或器材通過光波的作用,對敵方光電制導武器和光電偵測設備等光電武器裝備進行光電偵察告警和干擾,削弱以致破壞其使用效能,以保護己方武器裝備和重要目標免遭敵方的偵察、干擾和攻擊所采取的各種技術措施。隨著光電對抗技術的發展,光電對抗裝備早已大量裝備世界各軍事大國的軍隊,各種光電對抗裝備已經在戰場上發揮了重要作用,光電對抗已成為現代戰爭不可缺少的一種重要作戰手段。本文對光電對抗技術的應用進行分析。

關鍵詞:光電對抗;技術分析;應用

1光電對抗的內涵

所謂的光電對抗,是指在軍事方面運用專業的技術手段干擾敵方的光電設備,使之無法正常發揮功用,同時確保我方設備能夠繼續保持良好的工作狀態,此類技術手段和實施方式的總稱為光電對抗。具體實施時,作戰雙方可相互使用相應的光電設備和干擾措施,擾亂對方的設備頻率,使對方的設備在運行時訊號減弱,甚至喪失功能。同時我方還可運用光電設備對敵方發出的信號干擾進行屏蔽,從而保證我方光電設施能夠持續發揮效能。一般情況下,光電按照頻譜劃分,可分為激光、紅外線、電磁等波段,按照技術的承載設施劃分,則分為中小型、機載或艦載大型設備。

2光電對抗技術的應用研究

2.1光電偵察和反光電偵察

運用光電設備實施偵察只要是完成目標搜索、信息截獲、分析及定位對方設備發出信號的具體位置,從而推測敵方使用的設備類型、具體指標、功能特征等信息,及時生成情報,為我方領導者提供決策依據。光電偵察方式有主動與被動之分,被動方式主要指借助各類專業的探測設備對敵方的設備信號進行跟蹤,并加以分析,從而獲得對方情報信息的一種方式,如激光警告等。主動偵察是針對敵方的光電設備的特性進行偵察的方式,即先向對方發光,并對反射信號進行辨識和確認,從而獲取敵方的目標信息,制定適當的作戰策略。激光雷達便是主動偵察的代表。反偵察手段主要是利用對方光電系統中出現的薄弱點,巧妙地對自身進行遮蓋或隱藏,使對方無法掌握我方的信息。反偵察手段主要有虛假目標、隱身、改變原有的編碼特征或光信號的傳播方式等。

2.2光電干擾和抗光電干擾

2.2.1光電干擾

運用相應的軍事技術干擾或者毀壞對方的光電設備,使之無法正常發揮功能,這種方式叫做光電干擾,在干擾對方的同時也可以對我方目標發揮保護作用。根據信號源的特征劃分干擾方式,可將其分為有源與無源兩種干擾方式。有源干擾即用我方的設備發出光波,或轉發對方設備發出的光波來干擾對方的判斷,從而實現擾亂視聽的目的。該類方式主要有紅外干擾機、激光欺騙干擾等種類。無源干擾則運用特制的設備人為制造光波,或更改已形成的光波特征來擾亂地方的判斷,使敵方的光電設備無法獲取準確的信息,判斷不出我方的真實情況,這種方式的代表為煙幕、光電假目標等。

2.2.2無源干擾

這種干擾方式也叫做被動干擾。主要是借助特殊的設備變更對方武器在傳輸電磁信號時的特征,從而對我方的光學特征進行相應的變化,使對方武器無法發揮正常的作用。這種干擾方式的代表之一是煙幕,其廣泛應用于應對成像制導導彈。煙幕可形成較好的遮掩效果,同時借助自身發出的輻射掩蓋目標物或者周圍的信息源,從而使導彈無法準確獲取目標的圖像信息,順利完成遮掩目標物的任務。這種方式也被叫做主動遮蔽。第二種是光電隱身。這種方式是借助紅外線、可見光或者激光實現隱身處理,具體實施途徑有偽裝等。當前,我國軍事方面已經研制出將各類可用于隱身的光源進行整合的涂料物質,大幅提高了我方實施隱身的效果。第三種是光電假目標。這種方式主要是根據真目標的外形特征制作形似的假目標,從而擾亂敵方的判斷,讓敵方無法準確鎖定真目標的位置和信息,從而達到保護真目標的目的。

2.2.3有源干擾

這種干擾方式主要通過自行發送或轉發敵方相同波段的信號,從而對敵方形成判斷干擾。主要的干擾手段為紅外干擾彈、紅外干擾機等。干擾彈主要針對紅外制導設備實施干擾,在其鎖定真實目標前,先搜索到的是欺騙性的誘餌,從而達到干擾的目的。當前,紅外探測技術日益提升,制導設備都以成像方式探測目標。因此點源式的誘餌難以較好地實現干擾效果,而面源紅外干擾設備能夠制造更大面積的虛擬目標,從而相較于以往的干擾手段來說,能夠發揮更大的干擾作用。

2.2.4抗光電干擾

這種方式主要對我方的光譜起到持續的保護作用。通過使用適當的防護原料、制定專門的抗干擾電路等方式,減輕或抵御敵方發出的干擾信號,從而保護我方作戰武器或者人員不受破壞和損傷。這種方式主要應用的技術有反多光譜技術及隱身技術等,借助專業的軍事技術手段為我方軍事戰略的實施提供保障。

2.2.5光電對抗方法和手段

當前,常用的光電對抗的方式主要有弱化目標的特點、引導導彈形成較大的瞄準誤差,以及造成光電設備核心原件損壞等。其中,弱化目標的特點可通過降低目標物的光譜輻射來實現,對目標物實施有效的偽裝措施,弱化能夠被偵察出的特征,或者破壞目標的反射特征,從而使導彈無法勘察到目標物的準確位置。

3國外光電對抗技術發展動向

軍用飛機面臨著紅外制導武器的巨大威脅。據美國空軍統計,過去,90%的美國空戰傷亡都歸咎于紅外制導導彈。許多戰斗機普遍都攜帶曳光彈和紅外干擾器消除或者降低紅外制導導彈威脅,但紅外定向對抗系統(DIRCM)得到更普遍的使用。美國陸軍已裝備了BAE系統公司的AN/ALQ-212高級威脅紅外對抗(ATIRCM)系統,并取得了一些成功。AN/ALQ-212系統利用紫外基AN/AAR-57通用導彈告警系統(CMWS)探測逼近導彈并提示紅外干擾頭,一旦干擾頭用紅外跟蹤系統發現導彈,它就發射紅外能束來摧毀導彈導引頭,一個或多個干擾頭可用來摧毀多個導彈。軍用戰斗機除面臨的空-空導彈和威脅外,還要關注便攜防空系統(MANPADS)的威脅,許多軍機都配備了金屬條/曳光彈復式發射系統,作為其防御輔助子系統的一部分來對抗地-空導彈。由于金屬條和曳光彈的最大弱點是不能保護飛機免遭來自前方的導彈的襲擊,所以,紅外干擾器是對傳統紅外誘餌彈的有效補充。紅外干擾器采用一個由調制屏包圍的大角度熱閃光燈,使能量指向導彈尋的器。但是,紅外干擾器不能在所有方向都輻射足夠的能量,因此不能進行全方位干擾,且其輻射經常受到飛機機身的阻擋。因此,紅外定向對抗系統(DIRCM)由于全方位防護能力比紅外誘餌彈和紅外干擾器更有效而逐漸普及。

泰勒斯公司和ITTExelis公司等很多公司目前都在研發DIRCM系統。2017年2月,Selex公司的MIYSISDIRCM系統投放市場,旨在用于小型飛機和直升機——它采用小于500W的功率,重量小于50kg。MIYSIS可作為設備的獨立項(可以裝在吊艙內)單獨工作,或作為大型防御輔助組件的一部分。在歐洲,Cassidian公司、DiehlBGT防御公司、泰勒斯光電公司和薩吉瑪公司協作研發閉環DIR?CM系統,它采用兩個激光器來同時干擾和操作導彈導引頭——照明激光探測導引頭的掃描特性,使干擾更加有效。作為這個過程的一部分,這些公司在直升機和固定翼飛機上進行了飛行激光自防御系統對抗導引頭導彈(FLASH)的試驗研究。以色列Rafael公司為直升機和輕型機研發了Jam-AirDIRCM系統,該系統重量27kg,采用雙軸萬向支架、弧光燈和控制裝置。當導彈逼近告警系統(如GUITAR350)探測導彈發射時,Jam-AirDIRCM系統對準來襲威脅發射一束調制紅外光束,解除其對目標熱源的鎖定。這種干擾方式將導彈欺騙到一個不存在的目標上。Jam-AirDIRCM系統已安裝在以色列軍用飛機(如AH-1)上,在戰區工作的飛機不裝備某些自防御系統就難以飛行。由于硬件設備的緊湊性增強和每架飛機上DIRCM系統價格的下降,DIRCM系統變得更加可行,全球市場上DIRCM系統的需求數量不斷增長。

4光電對抗技術的發展趨勢

4.1光電對抗手段從單一功能向多功能方向發展

光電技術的革新能夠全面帶動作戰裝備的技術水平,使裝備的性能不再在單一層面發揮功用,而是向全方位發展。從干擾波段方面來說,以傳統煙幕彈的方式實施對抗干擾,只能在可見光和紅外波段實施。近年來該項技術已拓展到處理遠程和毫米波波段,只在微米波波段還未能實現突破。但行業研究人員提出可使用氣溶膠型物質進行遮擋,上述方式只是理論層面的研究結果,還需通過實踐對其有效性進行驗證。就干擾類型來說,有源紅外干擾設備出現的時間較早,最初應用時只能對調幅式導彈實施干擾,但經過該項技術的不斷深化研究,其不僅能夠對調幅式設備形成干擾作用,也可以對調頻式進行干擾,進一步提升其干擾作用的發揮。此后,紅外定向干擾設備產生,這種設備能夠對各類導彈形成干擾作用,并且不受物理距離的限制。在具體使用時,前蘇聯實現了技術方面的突破,其將坦克上的照明設備與紅外干擾設備進行有機結合,坦克功率維持在較高水平時,可成為紅外干擾裝置,在功率較低時,也在夜晚行駛,進一步擴大了裝備的應用性能。

4.2光電對抗的綜合一體化和自動化

當前,光學技術的發展方向趨于一體化,傾向于將數據整合處理,即將各類信息、數據和調控合成在同一系統中,運用專業的智能化技術手段、系統的途徑使光電對抗成為一個有機的整體,從而促使對抗系統的整體化發展。將各類相關信息和資源進行有機整合并不是一蹴而就的,而需要一個過渡過程,按照普遍的合成規律,即為由低到高、由部分到全面的實施過程。首先要完成的是光電偵察預警的整合,之后再推進光電偵察和瞄準等方面的整合,最后將各途徑的信息進行統一匯總,從而發揮對抗作用。為了滿足當前的作戰要求,與設備技術水平相適應,將光電對抗向一體化發展是必然的趨勢。理想的光電對抗能夠自動對獲取的信號數據進行分析和處理,根據事先預定的等級對各類信息進行劃分,同時能夠自行調節設備運行的功率,并根據實際需要選擇適合的功率數值實施干擾活動。此外還可對自身的干擾效果進行評估和檢測,根據實際效果靈活調整相關指標,從而達到更為理想的對抗效果。

結束語

總之,隨著光電技術的不斷發展,其在各個領域得到了廣泛應用,為了加強對于光電對抗技術的研究能力,要重視結合實際應用,有效的進行技術創新研究,從而才能為國家光電對抗技術發展提供有效助力。

參考文獻

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