光电对抗技术的发展现状及未来展望

尖端科技 !"#$$%&’()*+,-./0-,/1+ !"#$%&$’ (’ )$"* %+,+-. /0国防科技!/112 30’ 引言 现代光电技术的迅速发展，极 大地促进了军事光电技术的日趋成 熟和完善。光电对抗也称为光电子 战，指作战双方在激光、红外、紫外、 可见光等光频段进行的电磁争斗， 也就是采用专门的光电设备和器 材，对敌方光电设备进行侦察、干 扰、削弱或破坏其有效使用，并保障 己方人员和光电设备正常工作的各 种战术、技术措施，是电子对抗的重 要组成部分。光电对抗首先要进行 光电侦察和告警，确定威胁源的特 征，实施干扰，或进行有源干扰，或 实施无源干扰，削弱、破坏或摧毁敌 方光电设备和相关武器系统及人员 的作战效能。 一、光电侦察告警技术 光电侦察告警是利用光电技术 手段对敌光电设备辐射或散 射的光波进行侦察、截获及 识别，确定威胁源的特征和 方位，发出告警。光电侦察告 警是光电对抗的基础和前 提，是光电对抗的重要组成 部分。它又分红外告警、激光 告警、紫外告警等几部分。 2/红外告警技术 红外告警是利用目标自 身红外辐射特性进行被动探 测告警，主要是探测导弹的 主动段发动机尾焰45!6! "# 和高速弹体气动加热 $%! &’! "#的红外辐射。它分为 扫描型和凝视型。扫描型的 红外探测器采用线列器件， 靠光机扫描装置对特定空间 进行扫描，发现目标。凝视型 采用了红外焦平面阵列器 件，通过光学系统直接搜索 特定空间。有的能跟踪和识 别导弹的发射，及时通报来袭导弹 的位置，并能自动引导和控制干扰 发射，具有边搜索边跟踪处理和对 付多个导弹威胁的能力。 3/激光告警技术 激光告警是对大气中的激光辐 射和散射进行探测接收，对激光源 的特性进行识别、定位。主要是对激 光目标指示器、激光驾束制导导弹、 激光测距、激光雷达、激光引信等敌 激光设备和武器探测告警，它是激 光对抗的重要设备，激光告警又分 为主动告警和被动告警两类。 （ &）激光主动侦察告警 激光主动侦察告警是利用光电 设备对激光的反射、散射特性进行 的侦察，即我方光电设备主动向敌 方发射高频激光束，遇敌方光电设 备的会集聚焦，反射出较强的回波， 通过接收回波，确定敌方光电设备 位置$即“ 猫眼效应”#。激光主动侦 察一般都与激光致盲武器配合使 用，探测到敌目标后，立即启动激光 致盲武器，照射敌光电设备或人眼， 使光电设备的探测器饱和损坏，人 眼致眩致盲，失去作战能力。激光主 动侦察告警也可以说是小型的激光 雷达。 （ (）激光被动侦察告警技术 激光被动侦察是光电设备被动 地探测、截获敌方激光设备在大气 中的激光辐射、散射，通过分析接收 到的信号，判断识别其波长、周期、 光电对抗技术的发展现状 及未来展望 "孙光华 倪俊 摘要：近些年以来7光电对抗技术以其精度高、全天候、抗电磁干扰能力强等无可 比拟的优点受到普遍认同，已成为一个日新月异、飞速发展的新兴领域。光电装备的 应用已遍及情报侦察、预警探测、武器系统、软硬杀伤、精确打击、导航定位等各个方 面。本文在系统阐述光电对抗技术的发展现状的基础上，对未来光电对抗技术的发展 趋势进行了展望。 关键词：光电对抗技术 发展现状 展望 红外侦察 尖端科技!"#$$%&’()*+,-./0-,/1+ !"#$%&$’ (’ )$"*%+, +-. /0/112 34!国防科技 编码、威胁等级等特征，确定威胁源 类型和方位，发出告警和威胁信息 信号。 2/紫外告警技术 紫外告警是通过探测导弹羽烟 的紫外辐射和探测导弹发射平台， 提供针对各类短程战术导弹近程防 御。紫外告警实时性要求很高，对低 空、超低空高速突防来袭目标都能 有效探测。由于探测距离近，此类告 警称之为导弹逼近告警，它可作为 引导定向红外干扰机的理想手段。 利用紫外进行导弹探测有如下几个 优点：一是紫外探测有极其灵敏的 探测器；二是紫外探测器结构简单、 不制冷、不扫描、体积小；三是在紫 外区，空间紫外背景辐射减少，紫外 区位于太阳盲区，信号检测容易，虚 警下降；四是紫外告警可在多威胁 状态下，以威胁程度快速建立多个 优先级，并提出最佳对抗决策建议。 但紫外告警的缺点是：距离较近，角 分辨率低。 3/光电复合告警技术 光电复合告警是根据战术需求 对红外、激光、紫外等不同波段的光 电威胁信息进行复合探测、综合处 理。在传感器结构上有机结合，在数 据上有效融合，并充分利用信息资 源，实现优化配置，功能相互支援及 任务综合分配。光电综合告警技术 比较复杂，但很适合实战使用要求， 是光电告警发展的方向。 二、光电干扰对抗技术 光电干扰对抗技术是通过光电 手段对敌方武器设备实施干扰，使 敌方武器设备失效。光电干扰分为 有源干扰!或对抗"和无源干扰!或对 抗"两种。光电有源对抗也称之为积 极干扰，是采用发射式转发光电干 扰信号的方法，对敌方光电设备实 施压制或欺骗的一种干扰方式；无 源干扰也称之为消极干扰，是利用 烟幕、箔条、诱饵等形成假目标或干 扰屏幕，阻碍或削弱敌方光电设备 和武器系统效能的技术措施。光电 干扰又分为红外干扰和激光干扰。 4/红外干扰技术 （ #）红外有源干扰 红外有源干扰主要有：红外干 扰弹!或诱饵弹"和红外干扰机。红外 干扰弹是在燃烧时形成有几倍于被 保护目标辐射能量，并有与被保护 目标相似的红外频谱特征，作为假 目标，用以欺骗或诱惑敌方红外探 测系统或红外制导系统的一种干扰 器材。红外干扰机是针对导弹导引 头工作原理而采取的针对性极强的 有源干扰方法。它是由高能红外光 源、离合开关、调制器和光学系统 !发射天线"组成红外光源，辐射出与 目标发动机及其它发热部件峰值波 长相近但强度很高的红外光波，经 过多次调幅，由光学天线发射出去。 一般要求其干扰视场处于威胁告警 之内，调制频率在导弹制导系统电 路频带之内。这样在导引头视场内 出现两个“ 热”目标，经调制盘加工 后同时进入跟踪回路，诱使导弹偏 离真目标。 （ $）红外无源干扰 红外无源干扰主要有烟幕干 扰。利用红外谱段的烟幕在目标前 形成烟幕屏障，保护目标。这种干扰 除能干扰红外点光源制导的导引头 外，也能干扰红外成像制导，是红外 对抗的有利武器，烟幕的光谱范围 大多在#%&! ’和&%(! ’，)%#*! ’ 较少，可干扰红外也可有效地对抗 激光制导武器。但只适于静止和低 速运动目标自卫用。 5/激光有源干扰技术 激光有源干扰是指有意发射或 转发激光，对敌方光电设备实施压 制或欺骗干扰的技术措施。 （ #）激光有源欺骗干扰 欺骗干扰是指使用激光干扰机 发射与敌激光信号特征相似的激光 束，欺骗和迷惑敌激光测距仪和激 光制导武器。激光欺骗干扰可分为 转发式和回答式两种。转发式干扰 是将激光告警接收到的激光脉冲信 号自动地进行放大，并由激光干扰 机进行转发，从而产生欺骗干扰信 号，如对激光测距仪距离欺骗，当接 收到激光照射后，经电子线路极短 的延迟后，控制激光按原路反射回 去，使其产生距离误差。对激光近炸 引信的干扰也属于转发式干扰。回 答式干扰除具有激光告警、干扰机 转发外，还要有漫反射假目标或就 地取材设定的假目标。当告警器将 接收到的激光脉冲信号 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 下来， 并精确地复制后，启动激光干扰机 发射干扰激光，此激光的波长、重 频、编码与告警器识别的参数一致， 但略微超前。将复制的激光脉冲射 向假目标，假目标把接收到的干扰 激光辐射出去 !应尽可能地接近余 弦辐射体"。激光制导武器导引头接 收到假目标反射的干扰激光后转向 激光探测 尖端科技 !"#$$%&’()*+,-./0-,/1+ !"#$%&$’ (’ )$"* %+,+-. /0国防科技!/110 23’ 攻击假目标，实现引偏的目的。回答 式干扰技术主要干扰激光半主动寻 的式制导武器，复制的是激光目标 指示器的编码。 （ !）激光有源压制干扰技术 激光有源压制干扰又分为激光 致盲干扰和激光摧毁干扰，均称之 为激光武器，是现代战争中有效的 光电对抗武器。压制性干扰使用强 激光干扰致盲以致摧毁敌方光电设 备、人员和武器系统，还可以对抗红 外成像制导的巡航导弹和反辐射导 弹的激光近炸引信等。当强激光照 射时，光电传感器过载饱和，损坏或 热分解、汽化、熔化、甚至毁掉，使设 备武器失效，如照射人眼产生致眩 或致盲，使操作人员失去作战能力 和作战机会。另外，还有一种激光致 盲武器—————激光致盲弹。激光致 盲弹是一次性干扰器材，它是在弹 内装入炸药和惰性气体引爆后产生 高温、高压气体，形成高温等离子 体，产生极强的激光辐射，破坏敌方 光电设备，使人眼致眩或致盲。 （ 4）激光无源干扰技术 激光无源干扰技术是利用本身 不发光的器材，散射"或反射#、吸收 激光，对目标进行遮蔽，或形成干扰 屏幕，或转发原激光信号以阻碍或 削弱敌方光电设备和武器系统效能 的技术措施。目前，主要的干扰器材 有烟幕弹。烟幕是重要的激光无源 干扰手段之一，它不仅可以干扰激 光制导武器，还可以对红外电视制 导武器进行干扰。根据需要在较短 的时间内形成几十米至几百米的大 面积烟幕，持续时间可达几分钟到 几十分钟。烟幕的频带宽，功能强， 可多管齐发。 三、光电综合干扰技术 光电综合干扰是集红外、可见、 激光、紫外等某几个波段内的有源 干扰和无源干扰手段于一体的干扰 方式。也就是将许多单一的对抗设 备有机地结合在一起。要实现综合 干扰对抗，必须满足光电频谱匹配、 干扰视场相关、干扰时隙实时和最 佳距离有效的四个要求，即大视场、 宽光谱响应，高灵敏探测，实时识别 目标特征、方位并告警。对多个威胁 源的信息进行综合处理、判断、识 别，威胁等级排队，融合天气、海况 等各类情报信息，进行对抗决策，确 定最佳的对抗 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 、最佳对抗条件 和环境，达到最佳的对抗效果。 四、光电对抗的发展趋势 随着军用电子技术、微电子技 术和计算机技术的发展，光电制导 武器及其配套的光电侦测设备性能 的不断提高，在现代和未来战争中 应用更加普遍，对重要军事目标和 军事设施构成重要威胁。因而，光电 对抗技术的发展和光电对抗装备的 研制，受到世界各国的广泛重视。人 们所熟悉的海湾战争，精确制导武 器特别是光电精确制导武器大出风 头，充分展现了其巨大威力。据统 计，在当今世界上的精确制导武器 中，光电制导武器占多数，并且将原 有的许多导弹都改用了红外成像制 导、激光制导或红外与雷达复合制 导方式。根据现代新技术的发展或 现代高技术局部战争战例，可以预 见光电对抗将有长足发展，并将向 综合化、多光谱和全程对抗的趋势 发展。 2/光电对抗综合一体化 光学技术、计算机技术"包括软 硬件# 和高速大规模集成电路的飞 速发展，为光电对抗系统综合一体 化奠定了基础。光电对抗系统综合 一体化，依靠科学技术、高性能探测 器件、数据融合技术的发展，将信息 获取、数据处理和指挥控制融为一 体，进而采用智能技术、专家系统 等，使光电对抗系统成为有机整体， 从设备级对抗发展为分系统、系统 和体系的对抗，提高战场作战效能。 实现综合一体化要有一个从低级到 高级、从局部到全局的发展过程。首 先是光电侦察告警综合一体化，进 而是光电侦察告警与雷达告警及光 学观瞄系统的综合，最后将多个平 台获取的信息进行综合，指挥引导 不同平台上的对抗措施，实时检测， 闭环控制，以实现更大范围和更高 层次的系统综合。 3/多光谱技术广泛应用 光电技术的发展，使多光谱技 术、红外成像技术、背景与目标鉴别 技术、光学信息处理技术等新的科 技成果不断涌现并广泛应用。多光 谱对抗指光电侦察告警、光电有源$ 无源干扰、光电反侦察反干扰已经 改变了以往的单一波长或单一宽频 段的状况，而向紫外、可见光、激光、 红外全波段发展。 4/光电对抗系统的仿真 光电对抗装备的性能优劣决定 了该装备在战争中的有效性。而光 电对抗装备的作战适应性与有效 性，只有在逼真的光电对抗环境中 才能检验，最终只有在战场上经受 考验。因此，光电对抗仿真技术是光 电对抗技术发展十分重要的方面。 光电对抗系统仿真涉及到光电对抗 环境模拟、通用光电系统仿真技术、 系统自动评价技术以及仿真系统。 5/多层防御全程对抗 现阶段，光电对抗采用单一对 抗末端防御，如红外干扰弹和激光 角度欺骗干扰，这种对抗形成的效 果是有限的。新型光电制导武器不 断增多和不断改进完善，光电对抗 技术必须相应发展和提高。双色制 导、复合制导、综合制导武器的出 现，光电对抗必须向多层防御全程 对抗发展，以提高对光电精确制导 武器整体作战的效能。 6/ 发展光电侦察7干扰7摧 毁7评估综合光电对抗系统 光电对抗的综合化、自动化是 实战的需要，是光电对抗系统今后 发展的一个重要方向。该系统应具 有的特点是功能完善：能自动对截 获的光波信号进行精确测量、分选 和识别；能自动判定信号的威胁等 级；实施干扰的功率管理，以最佳的 选择设施干扰；能实时提供干扰效 果的评估，并自动修改功率管理，参 数的选择等。