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第9章 监视雷达(2)

低空、超低空突防的主要武器是轻型、中型战略和战斗轰炸机、歼击机、攻击型直升机以及飞航式导弹。低空、超低空突防是利用地形遮挡和雷达盲区来避开雷达监视的。世界上近年来的几次战例证明,用这类作战飞机进行闪电式低空、超低空突防使防御方造成了惨重的损失。106

在现代战争中,低空、超低空突防的主要特点如下:

采用隐身技术,增强低空突防能力;

采用低空起飞、低空出航、低空接近目标的“三低”突防技术;

配有先进的空地、空空导弹和电子制导设备,能极其迅速、准确和有效地攻击地面或海上目标,并实现全高度、多批次、全方位攻击;

采用电子干扰掩护;

装载无源夜间探测系统的飞机具有全天候低空、超低空突防能力。这种伴随隐身、电子干扰并携带精确制导武器的低空、超低空突防战术无疑对现代雷达构成了更为严重的威胁。

为了有效地对付低空、超低空突防武器的突然入侵,各国多年来投入大量人力和物力研制成功了各种先进的地面低空监视雷达,即低空补盲雷达系统。

低空补盲雷达的主要特点如下:

入反地杂波性能强。一般都采用先进的动目标检测技术。

机动能力强。可以用多种方式快速机动部署。

抗干扰性能强。采用包括宽带、捷变频、低副辦等多种战术来提高抗干扰能力。

高可靠性、可维护性。保证雷达能在各种环境下可靠地工作。

具有组网能力,低空补盲雷达有较强的通信传输能力,可将获取的目标数据及时传输给友邻雷达及指挥控制系统。

西方各国近年来在原有低空补盲雷达基础上又相继派生、发展和研制了多种新的低空补盲雷达。

二、在防空系统中的作用

国土防空预警系统通常由低空补盲雷达、机载预警雷达和地基预警雷达共同组成。低空补盲雷达承担的主要任务是:对空/对海监视——通过采用一系列包括固定和机动的低空监视、补盲雷达站并配合远距离预警雷达完成对空、对海监视;高机动补盲——迅速接近突发战区进行低空补盲,或填补由于故障或雷达站被毁而出现的盲区。

低空补盲雷达在区域、点/站防御系统中主要用于重要军事设施(如指挥控制中心、机场等)的防御或地区防御。

低空补盲雷达在陆军防空系统中主要用于战场监视,为地面部队部署和转移提供防空警戒,并对防空武器进行目标分配与控制。

(1)威力设计

对于单一用途的低空补盲雷达,一般在垂直方向上设计成余割平方形的威力覆盖,高度在3000米~7000米。对于高低空兼顾的低空雷达,高度覆盖可设计在1万米以上。设计低空补盲雷达的难度在于降低打地的能量,这可用架高天线、加大天线垂直面的尺寸来提高波束下边沿的斜率,但又与空域和机动性矛盾,因此要折中选取。

(2)反杂波性能

低空探测的主要问题是地杂波干扰,要去掉这种干扰,除提高垂直波束下边沿的斜率来减小打地能量外,较先进的办法是采用动目标显示(AM7I)和动目标检测(M7D)技术来提高反地杂波性能。为减少杂波的进入,采用宽带脉冲压缩信号将回波脉冲压成窄脉冲,也是很好的技术途径。

(3)阵地选择

雷达波束打地会使垂直波辦分裂,影响观测目标的连续性。为了克服这个缺点,无论是哪种低空雷达,都要精心选择阵地,以获得最好的低空性能。

目标指示与制导雷达

地空导弹是国土防空的重要兵器,主要用来对付从中高空、中低空入侵的飞机和战术导弹。为提高国土防空和地空导弹的作战效能,国内外都在研制自动化指挥防空系统。这种指挥系统由三坐标雷达、低空补盲雷达、制导雷达、通信及指挥控制设备等组成。它自动地将主战雷达、低空补盲雷达获取的信息及远方情报进行综合,实时地进行动态优化、目标和火力分配的功能。它还能对来袭的战术导弹提出预警,为反导武器系统提供可靠的目标指示信息。

一、地空导弹目标射击指挥雷达

全固态三坐标目标指示雷达用于防空混成旅、地空导弹旅(团),作为战术缴目动化指挥系统的主战雷达。它能在敌机多架次、多批次、多层次、多方向的空袭中,全面掌握雷达监视范围内的空中目标。它具有远程警戒、多目标跟踪、情报综合和对多个导弹营进行动态优化、火力分配的功能。它还能对来袭的战术导弹提供预警,为反导武器系统提供可靠的目标指示信息。

一个高效能的防空自动化系统,对导弹系统、目标指示雷达、低空补盲雷达、指挥控制中心和通信等要进行一体化设计。

机动的指挥控制系统主战雷达(目标指示雷达)可以和指挥控制中心合一。低空补盲雷达的信息直接用外置显示器输送到主战雷达,可以为指挥员提供更多的空情,便于指挥员决策。同时,各系统要有很强的机动性。防空系统中的制导雷达应作静默跟踪,自动拖带导弹系统,这可大幅度提高作战效能。

YLC-7是一种典型的目标指示雷达。

先进的目标指示雷达一般采用全固态有源阵列体制,方位上机扫,仰角上电扫雷达最大作用距离为数百公里,能同时跟踪100批以上目标。除了本站雷达获取的100批以上目标数据外,这种雷达还能综合多部低空补盲雷达提供的多批目标数据和上方提供的情报数据,具有航迹融合、联结、自动编批、校批等功能,可完成火力分配、射击诸元计算等任务,并能同时指挥若干导弹营。系统还能提供完备的模拟训练功能。108

二、高炮射击指挥雷达

高射炮是防空系统的主要兵器,与地空导弹、歼击机相比,价格便宜,装备量大。高射炮分为自行高射炮、牵引高射炮及弹炮结合系统,主要用来对付低空、超低空入侵的歼击轰炸机和武装直升机。要使这些武器形成较强的战斗力,必须配备目标指示雷达和指挥控制系统。将雷达与指挥控制设备集成在一部装甲履带车或轮式车上,这就是所谓的高炮射击指挥雷达(简称防空指挥车)。它对自行高射炮部队在进攻、防御、结集行军中的机械化、摩托车步兵实施统一的作战指挥。它具有涉水、爬坡、穿越丛林和山地以及边行军边工作的能力。它也是具有高机动野战能力的情报收集、综合处理和作战指挥中心。109

通常的防空作战方式如下:

阵地防空。这是指对部队战斗行动有重大影响的固定目标和军事要地的防空。

行军纵队防空。在跟进掩护时,与行军纵队一起前进,在接收到各种空情后,根据空中走廊目标的分布及询问——应答信息,进行敌我判断,组织对空射击。

进攻战斗对空掩护。防空指挥车短距离跟进、转移,通过位置报告系统随时了解各高射炮所处的位置,根据预设方案指挥各炮进行对空掩护射击。

系统布局和特点

高射炮系统主要用来对付低空或超低空目标,应能在恶劣工作环境下可靠地工作,因此需要采用先进的全固态、全相参脉冲多普勒两坐标体制雷达。为了适应战场上的各种干扰环境,雷达应具有多种反积极干扰措施和极好的反地杂波能力,要有功能齐全的自检、故障诊断、指示及性能模拟测试设备和良好的维修性。系统需反应速度快,自动化程度高,能对付高机动、多批目标。要使用彩色高分辨光栅显示器,做到能直观地显示战场态势,显示内容丰富,人工干预方便,指挥决策灵活。为了便于作战协调起见,将雷达与指挥集于一体,使野战机动性能好,具有边行军边工作的能力。整个系统必须具有良好的防轰炸、反干扰、反隐身和低空探测能力。

防御系统通常由3~4个高射炮防空指挥车组成。每一个防空指挥车可以指挥6门高射或弹炮结合系统。这些防空指挥车的雷达探测范围彼此覆盖,互为备份。任一指挥车发生故障时,可由邻近的防空指挥车来替代,通过通信系统构成一个有效的整体防空系统。

防空指挥车接收来自各方的情报信息及指挥车本身的目标指示雷达数据,经综合处理后,对目标进行跟踪、敌我识别,判为敌情后向各高射炮车发出空袭情报。指挥控制计算机应用车体航向信息将雷达的坐标数据变换成大地坐标数据,进行航迹滤波、威胁度判断、射击诸元计算和火力分配,把被分配的目标信息由通信系统用时分方式发送至各炮车。

未来战争不可能只采用单一型号的高射炮武器系统,为了能够进行全空域作战,往往需由不同性能的高射炮和近距离低空导弹进行综合布防,这些武器的作战威力、杀伤目标距离、高度都不同。为了合理使用各种武器,雷达要能提供高度信息,因此选用仰角上一维电扫、方位上机扫的三坐标雷达是适宜的。

悬停武装直升机也是未来战争中的主要入侵目标,因此要求雷达能探测悬停直升机。目前,国外多数采用特定信号处理通道,利用悬停直升机回波的频谱特性,通过频谱分析对这种飞机进行探测和判定。110

三、导弹制导雷达

制导雷达是地空导弹武器系统的重要组成部分,它担负着搜索、捕获、识别、跟踪目标和导弹制导的任务。导弹寻的系统分为被动式、半主动式和主动式三种,被动式寻的系统使用的能量来自目标(如干扰或雷达发射)。主动式系统是导弹上的一种自主式雷达,它向目标发射能量,并跟踪目标的反射能量,从而提取制导信息。导弹寻的系统主要用于末制导阶段。无论寻的系统方式如何,地空导弹都需要地面制导雷达搜索、捕获、识别、跟踪目标,为导弹武器系统提供初制导和中段制导。制导雷达的性能好坏,直接关系到导弹性能的发挥和战斗效果。

对于半主动式寻的导弹,制导的全过程需要制导雷达对目标的连续照射和跟踪。制导雷达广泛用于指令制导、驾束制导。早期最简单的制导方式是驾束制导,用制导雷达跟踪目标,并且使雷达波束始终指向目标。导弹自身并不能发现目标,但能检测出自己相对于跟踪波束的位置。通过使导弹位于波束中心,就如同导弹“骑”在波束上飞向目标。在指令制导中,目标和导弹由不同雷达或相控阵雷达的不同波束跟踪。制导雷达将测量出的目标和导弹位置与状态送给计算机,计算机依据它们的坐标参数和制导方法(如三点法或半前置法),计算出要截获目标的导弹弹道的轨迹,并连续不断地发出制导指令,控制导弹飞向目标。当导弹飞近到离目标一定距离时,发射一次指令用于解除导弹上的无线电引信保险,并观测射击效果。为了克服半主动寻的方式导弹占用一部照射器的限制,制导雷达应采用相控阵体制,对多发导弹实施分时复用制导。中段制导也就是众所周知的TVM制导,是主动式寻的的一种变型。导弹接收目标反射信号,但不在导弹上处理而是转发到制导(照射)雷达。由制导雷达做处理后提取制导信息,将控制指令发射到导弹,就如同指令制导系统一样工作。111

为了确保雷达对目标和导弹坐标的测量精度,通常需将目标和导弹引导至两部天线法线方向的同一波束内。这样做既可消除固定误差,又可避免因天线电扫后波束展宽、单脉冲差波辦零深抬高和斜率变形而影响相对测角精度。通常全程指令制导系统的电扫范围在10°内,若想对付给定空域内的多目标,则需采用分吋复用制导雷达,这时的雷达不再采用两部一维天线而应用一部二维电扫的相控阵雷达。112

空袭武器不断更新,战术性能不断完善,电子侦察和干扰技术不断提高,要求地空导弹的制导雷达也必须不断发展。首先在体制上要采用相控阵制导雷达。这种雷达可以在大角度范围内高速扫描;制导空域大,既能瞬时改变波束形状,又能在需要的方向上集中使用能量;灵活、自适应性强,能对付全空域内的多批目标,这是常规雷达无法比拟的优越性。其中远程地空导弹的制导雷达将逐渐由多功能相控阵雷达所替代,多功能相控阵雷达以时分方式完成目标搜索、跟踪制导、电子对抗、敌我识别等任务。美国的“爱国者”和俄罗斯的S-300V就是这种具有代表性的多功能相控阵雷达。

其次,改善制导雷达战术技术性能,如加大作用距离,提高捕获概率、跟踪精度、跟踪速度、分辨力和反应速度,增强干扰和自适应能力以及增强在战斗中使用的机动性等都是制导雷达进一步发展的方向。

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