光电对抗发展新思路

1、光电对抗发展新思路陈素菊(中国电子科技集团公司第53研究所,北京101601摘要:为在信息化战争中赢得信息优势,面对全球性新军事变革的客观形势,本文提出了今后光电对抗发展的重点,即发展进攻性光电对抗技术和先发制人的光电对抗武器装备,切实加强光电对抗专用关键器件的研制,加速光电对抗新概念武器技术的研究。关键词:信息化战争;进攻;先发制人;关键器件;新概念武器1引言信息化战争是运用信息、信息系统和信息化武器装备进行的战争,它是人类进入信息化社会以后战争的基本形态。信息化战争的内涵是利用飞速发展的信息技术以及人们对信息技术日趋强烈的需求和依赖,将敌方的信息和信息系统作为攻击的目标,利用信息技术阻止、

2、削弱、破坏敌方对信息的获取、传递、处理和使用,同时利用信息技术,确保己方信息资源的完整性、可用性和互操作性所采取的措施和行动。所以,就其军事意义而言,信息化战争的目的是控制信息的处理和使用,以取得军事优势。从本质上讲信息化战争并不局限于战场,它既是进攻性的,也是防御性的,是涉及政治、经济和社会各领域的斗争。我们研究信息化战争,即研究新军事变革,目的是以全新的思维和全新的观念制定今后军事技术的发展规划,力争在这场军事变革中占据主动地位。2光电对抗面临的挑战随着军事光电技术的迅猛发展,光电武器和光电侦测设备的技术飞速发展,使光电对抗技术面临严峻挑战。光电武器是指以光电技术为手段实现自动控制和引导控

3、制,使其按预定方案准确击毁目标的装备,以及以光电技术直接实现武器效能的装备。光电武器包括的主要内容见图1。光电侦测设备是指以光电技术为手段进行军事侦察、测量、观瞄和火控等的装备,所包括的主要内容如图2所示。光电武器光电制导武器激光制导激光驾束制导激光半主动寻的制导红外制导红外成像制导红外点源制导电视制导寻的制导指令制导战术激光武器致盲式武器(人眼、武器传感器摧毁武器(破坏导弹、武器平台光电引信激光引信红外引信图1光电武器的主要内容光电侦测激光系统激光测距激光雷达激光目标指示器激光告警激光瞄准红外系统红外夜视红外侦察红外告警红外探测可见光系统微光夜视可见光观瞄微型电视侦察炮弹综合光电火控系统图2

4、光电侦测设备主要内容从上述情况不难看出,光电对抗需要对付的是多个光波段、庞大而复杂的武器系统。那么按照我国国防建设的发展战略,光电对抗该如何发展?3光电对抗发展新思路长期以来,电子对抗是“软杀伤”的概念一直束缚着12008年第1期中国雷达China Radar我们。以前,在电子对抗领域特别是光电对抗领域,一直重点研究各种武器平台自卫对抗技术及重点军事目标的防护技术。所以,能够提供给军队使用的主要是被动光电信息接收和欺骗式干扰系统。对于进攻性光电对抗技术或攻防兼备、以攻为主的光电对抗技术研究则较少,这种状态远不能满足高技术战争的要求,更不能满足信息化战争的要求。为了使我国在这场新军事变革中的光电

5、对抗领域能占据主动,笔者提出以下想法: 3.1重点发展进攻性光电对抗技术平台自卫系统的造价令人难以承受各种军事平台,包括航天、航空、陆地、水面、水下等装载的电子对抗,目前大多为平台自卫对抗系统,虽然这些系统在未来的信息化战争中也能发挥一定的作用,但距离信息化战争的要求相差甚远,并暴露出许多致命的弱点。以信息技术为核心的一大批高新技术正不断应用到武器装备中,如微电子、光电子、计算机技术大量用于精确制导武器,使得精确制导技术复杂多变,智能水平不断提高,识别干扰并有效抗干扰能力大幅加强,原有的自卫对抗技术难以奏效,势必发展更为复杂的平台自卫对抗手段。然而这些平台自卫系统的造价不断攀升,甚至接近或超过

6、平台本身的造价,使得经济的压力越来越大。信息化战争中的分选识别更加困难未来信息化战争的作战环境将是信息量大且瞬息万变的。为了在这种环境下准确分选识别军事威胁,制定有效的对抗方案,就需要拥有大量的威胁信息、环境信息,即要有强大的数据库支撑。要使数据库满足实战需要,必须花费昂贵的代价收集各种信息,并不断更新和丰富数据库。如果数据库信息缺乏或者不准确,其后果是严重的,会使信息识别越来越困难。欺骗式干扰响应时间难以满足要求这里以激光欺骗干扰对抗敌方激光制导武器为例加以说明。激光制导武器(导弹、炸弹、炮弹在攻击过程中需要激光目标指示器不断发射激光照射目标。激光欺骗干扰即发射的与激光目标指示器相同波长、相

7、同脉宽、相同编码的干扰。这样,首先要侦察告警,获取敌方来袭方位、距离、波长、脉宽、编码等信息,再将复制的干扰照射到布放在被保护目标附近的漫反射体上,来袭激光武器接收到漫反射体反射的激光信号,则被诱偏。从上述对抗过程可以看出,系统响应时间非常关键。现在攻击武器的飞行速度越来越快,末制导系统开机距离越来越近,使欺骗式干扰难以奏效。先发制人才能占据信息优势半个世纪以来,光电技术从紫外、可见光、红外到激光全面迅速发展,应用于光电侦察、光电火控和光电制导等诸多方面,使得光电威胁日趋严重,达到无处不在的程度。防空系统装备了光电/红外探测设备和光电火控及光电寻的器,甚至连高炮都加装了夜视装置。对一架作战飞机

8、而言,从起飞开始就处于敌对势力的监视之下,如侦察卫星、预警飞机、敌方战斗机、各种升空平台及陆地海上平台等。各种平台发射攻击武器,时时处处威胁着飞机的安全。在这种作战环境下,飞机如何生存?如果飞机已经被导弹稳定跟踪,只靠飞机自身投放干扰弹或者利用红外干扰机诱偏导弹,这已是最后一道防线了,仍然是非常危险的。应利用高新技术,重点发展多波段、多功能一体化系统,变末段防御为全程对抗。综合一体化系统具有进攻和防御两种功能。首先是信息获取,主动或被动搜寻对作战飞机构成威胁的光电信息;其次是信息处理与应用,准确定位威胁源并予以致盲或摧毁,对威胁源进行分析、识别,制定最佳对抗方案。该一体化系统包括四个层次:(1

9、作战飞机尚未进入敌方导弹发射范围,用激光主动搜索或雷达等其他探测手段,确定敌方导弹来袭方向和区域,以供飞行员选择飞行路线;(2在敌方导弹发射之前,摧毁敌方搜索与跟踪系统,即不让敌方导弹发射出来;(3在敌方导弹发射之后并且还没有跟踪上作战飞机时,致盲或摧毁敌方激光/红外制导武器的传感器,因为在这种情况下,激光和红外制导武器均需要制导信息。(4当敌方导弹已经跟踪上作战飞机时,投放诱饵干扰弹或者投掷式干扰机。根据以上分析,今后应重点发展进攻性光电对抗系统,例如激光致盲、激光摧毁、红外定向对抗等系统。3.2加大光电对抗专用元器件的研制力度随着光电对抗技术的深入发展,使我们深切感到以前对光电对抗专用元器

10、件的重视不够,投入的财力、人力、物力亦不够,基本上处于“有什么用什么”的状态。例如,光电探测器件、激光器和红外光源等极为有限地引进了国外部分元器件,国内基本不具有规模,器件水平较低。然而,国外器件进口渠道不稳定,受到各种因2陈素菊:光电对抗发展新思路2008年第1期素影响,而且我们购进的均是性能指标较差的产品。为了整机和系统满足使用要求,给系统设计和信号处理带来很大困难,可谓先天不足。用于激光致盲和激光摧毁的激光器,不但要求功率大,在短波、中波、长波红外波段均有可用的激光器,而且光束质量要高。对于光电探测器件,除了各波段红外焦平面阵列器件以外,还要求高灵敏度紫外探测器、雪崩二极管、光学放大器等

11、关键元器件。另外,各种平台特别空天平台对这些激光器或探测器的体积、重量和能量消耗都有苛刻的要求。因此,在光电对抗专用元器件的研制工作上必须加大力度。3.3加速光电对抗新概念武器技术的研究新概念武器是指与传统武器不同的武器系统,其工作原理、杀伤破坏机理以及作战使用方式等与传统武器的也不同。十几年前,我国一位大学教授提出了电子对抗微环境产生技术的研究,虽然该项技术还没有达到实用程度,但是应该肯定这位教授的思路是超前的,现在需要有奇思妙想。当然,研究新概念武器并转化为信息化战争中顶用的装备是非常艰难的,因为那是开创性的工作。下面是几个例子。(1无可见光红外干扰弹从传统概念上讲,金属和化学药剂在燃烧时

12、产生强烈的热辐射,同时产生可见光。而美国在多年前就提出无可见光红外诱饵的新概念。最近又有报导,美国“执法联合体”公司研究出红外战场侦察炮弹。这种炮弹发射后爆炸,产生人眼看不见的红外线,也不会伤人,只在红外谱段产生“照亮”效果,其作用是在夜间夜视装置灵敏度不足以捕捉目标时使红外夜视仪正常工作。(2动能曳光弹和轻型合金曳光弹据报导,美国K ilgore公司为F/A222战斗机研制的新型红外干扰弹,在发射后能够产生类似飞机特性的红外辐射,被称为动能曳光弹。该曳光弹与传统的干扰弹不同,它不是从飞机上投掷下来的,能够按照预定的轨迹在飞机两侧飞行。由于红外制导技术的发展,越来越多的红外制导导弹可以识别红外

13、干扰弹,使传统的烟火材料制成的红外干扰弹不能保护飞机。美国K ilgore公司为B252轰炸机研制了由铁衍生物的轻型合金制成的新型红外干扰弹,起燃速度快且安全可靠,可用于军用和民用飞机。(3光波段微环境生成技术应用现代高新技术,生成一定规模的光电微环境,使敌方无法获取我方的光电信息,同时保护和保障我方有效地获取、利用敌方的光电信息。(4地球物理环境武器技术地球物理环境武器技术是指运用现代高科技手段,人为地制造地震、海啸、暴风雨、山洪、雪崩等自然灾害,根据作战需要改变战场作战环境,以使自己一方占据信息优势的一系列技术措施。远在公元前300年,人类就懂得利用“地球物理环境”武器。当时,意大利罗马帝国的舰队包围了叙拉古,情况万分紧急,阿基米德下令城里所有妇女都带上一面小镜子来到码头上,在他的指挥下,所有的小镜子都把太阳光反射到距离岸边最近的军舰上,结果军舰立即起火。二次大战中,美国军队曾经在伏尔加河沿岸地区人工制造了5公里长的雾层,掩护自己部队过河。德国也曾使用人工造雾掩护其军事目标,以防盟军轰炸。现代高新技术飞速发展,完