Physics 版 (精华区)

发信人: zjliu (秋天的萝卜), 信区: Physics
标  题: 防空体系中的光电对抗
发信站: 哈工大紫丁香 (Sun Jun  1 18:37:13 2003)

面对精确制导武器对地面军事目标日趋严重的威胁，对抗精确制导武器已成为防空体系

的最主要任务之一。由于精确制导武器多为光电制导(如激光制导、红外制导、电视制导

和红外成像制导)，或采用了光电引信(如激光近炸引信)等光电装置，所以在防空体系中

大力发展光电对抗技术，可大大提高所保卫目标的生存能力，具有十分重要的现实意义

。防空体系中可采用的光电对抗技术主要包括：对空中目标的光电主动侦察与被动告警

，对精确制导武器的烟幕干扰、激光有源对抗、激光致盲与激光摧毁等等。
1 光电侦察告警
1.1 激光主动侦察
在防空体系中，最重要的激光主动侦察设备是采用“猫眼效应”的激光雷达。因猫的眼

睛亮，是因为来自某一方向的光线在进入猫眼之后，经由眼底的反射，把光投射到我们

这一方向。在这一过程中，猫眼的晶状体如同透镜。同理，一般的光电装置，必有类似

晶状体功能的透镜聚集入射光线，投射到光电传感器上。光电传感器表面(对于望远镜等

则是分划板表面)，如同猫的眼底一样将投射光线反射回来，这种效应就称为“猫眼效应

”。美国、俄罗斯和法国的科有较高的反射率，所以在漆黑的夜晚，人们可以看到猫的

明亮的两只眼睛。猫眼之所以会特别研人员都提出激光武器可以利用这个原理，搜索敌

方光学设备和光电传感器，确定其位置，实施准确攻击。例如美国的“鱼工鱼”(Sting

ray)激光武器系统和俄罗斯的车载激光武器，均采用低能激光脉冲进行扫描，当接收到

敌方军用光学设备的反射激光时，再用高能激光进行攻击。而在防空体系中，可用这种

激光雷达搜索敌机的光电设备、光电制导武器的导引头，引导激光致盲武器进行准确攻

击。
1.2 光电告警
在对精确制导武器的逼近告警中，光电告警设备占有极其重要的地位。目前，光电告警

设备已广泛装备部队，在实战中成效显著。同雷达告警相比，光电告警设备具有角分辨

率高(可达微弧量级)、体积小、重量轻、成本低，且无源工作，能准确引导干扰系统(特

别是激光武器)实施干扰等优点。
1.3 激光告警
激光告警针对战场上机载激光测距机、激光制导武器等激光威胁源，以被动的方式及时

准确地探测敌方激光辐射，确定其来袭方向，发出警报，以便对其进行干扰或摧毁。美

国AIL系统公司研制的“高精度激光告警接收机”(HALWR)，覆盖范围为方位角30°，俯

仰角为20°，灵敏度为0.28毫瓦/厘米2，而测量角精度接近1毫弧度，这足以支持激光武

器对抗威胁目标。
1.4 红外告警
目前，红外告警设备已进入第三代。这代产品具有全方位的告警能力，可完成对大群目

标的搜索、跟踪和定位，自动引导干扰系统工作，用先进的成像显示提供清晰的战场情

况。由于采用大面积阵列的区域凝视技术，目标的分辨率最高可达微弧量级，告警距离

可达10～20千米。红外告警设备的高精度，足以使其引导激光致盲武器对来袭导弹进行

软杀伤，或引导高能激光武器对来袭导弹进行硬摧毁。
美国和加拿大联合研制的AN/SAR-8红外搜索与跟踪系统，用于补充舰载雷达警戒系统功

能，探测掠海飞行导弹。其技术性能是：视场方位角360°，俯仰角20°；虚警率为1/4

0分钟；工作波段为3～5微米和8～14微米；探测距离大于10千米。
1.5 紫外告警
同红外告警相比，紫外告警具有虚警低、不需低温冷却、不扫描、告警器体积小、重量

轻等优点，所以在不长的时期内已经发展两代。目前，紫外告警设备已成为装备量最大

的导弹逼近告警系统之一。紫外告警是利用“太阳光谱盲区”的紫外波段来探测导弹的

火焰与尾焰。目前研制的第二代导弹逼近紫外告警系统是以多元或面阵器件为核心探测

器，它角分辨率高，探测能力强，可对导弹进行分类识别，所以具有优异的技术性能。


德国宇航公司研制的“米尔兹”紫外告警系统，用来探测超音速导弹的发射与逼近。它

采用高灵敏度、高分辨率的成像型紫外传感器，使用实时图像处理和专用软件算法，并

能有效抑制虚警。系统反应时间0.5秒，角分辨率为1°，总重8千克，探测距离为5千米

。
1.6 烟幕干扰
烟幕干扰是通过在空中施放大量气溶胶微粒，以改变电磁波介质传输特性对光电探测、

观瞄、制导武器系统实施干扰的一种技术手段。在越南战场上，当美空军轰炸河内富安

电厂时，由于越军及时施放烟幕，竟使美军投放的几十枚激光制导炸弹无一命中。由此

可见烟幕对光电制导武器的干扰是很成功的。
烟幕从发烟剂的形态上分为固态和液态两种，从施放形成方式上大体可分为升华型、蒸

发型、爆炸型、喷洒型四种，从战术使用上分为遮蔽烟幕、迷盲烟幕、欺骗烟幕和识别

烟幕四种。从干扰波段上又可分为防可见光、近红外常规烟幕、防热红外烟幕、防毫米

波和微波烟幕及多频谱、宽频谱和全频谱烟幕。目前，烟幕已成为对抗光电制导武器的

最主要手段之一。
2 激光有源对抗
2.1 对激光制导武器的欺骗干扰
对激光制导武器欺骗式干扰的预期效果是产生假目标，以假乱真，欺骗或迷惑激光制导

航空炸弹和空地导弹，使其成为盲弹。
美陆军的AN/GLQ-13车载激光对抗系统采用模块化结构，可保卫各种规模和形状的地面重

要目标，并能通过自检设备而独立工作。据分析，该系统采用了激光侦察告警、激光有

源干扰和激光无源干扰等项技术。
英国通用电气-马可尼航空电子设备公司研制的405型激光诱铒系统，用来诱骗激光制导

武器，从而有效地保护装甲战车等平台。整个激光诱铒系统包括激光告警器、先进信号

处理器、瞄准系统及激光发射机。工作时，405型系统检测与分析正在照射目标的激光束

，然后系统按该激光束的特性进行复制，并用复制的激光束照射诱铒目标，以将激光制

导武器引向诱铒。
2.2 激光致盲武器
激光致盲武器可干扰或致盲光电制导空地武器的导引头，同样能对抗装有红外成像末制

导装置的巡航导弹和反辐射导弹的激光近炸引信，所以是极其有效的光电对抗武器。近

年来，在激光武器的研制中，激光致盲武器因其造价低、能耗小、技术难度小而异军突

起，发展较快，已成为最先装备部队的激光武器。专家们把激光致盲的作用归纳为三个

方面：一是伤害人眼；二是破坏光电器件；三是破坏光学系统。这些作用统称为“致盲

”。
根据各种实验证明，当强激光照射到视网膜时，就可使人眼受到伤害。其受伤程度从发

红、短时间失明到永久性失明。更严重的后果是激光烧坏视网膜，造成眼底大面积出血

。对人眼损伤的程度取决于激光器的各项参数，这些参数主要有激光的波长、激光输出

功率，脉冲宽度和光斑直径等等。在各种波长的激光中，以0.53微米的蓝绿激光对人眼

的伤害程度最大。如Nd:YAG倍频激光器。相对来说，波长从0.4到1.4微米的激光，都能

对人眼造成较大伤害。
对于破坏光电传感器来讲，所需的激光能量则要高一个到几个数量级。实验表明，当受

到强激光辐射时，热电型红外探测器将出现破裂和热分解现象，光电导型红外探测器则

被气化或熔化。
对于光学系统来说，当光学玻璃表面在瞬间接收到大量激光能量时就可能发生龟裂效应

，并最后出现磨砂效应，致使玻璃变得不透明。当激光能量进一步提高，光学玻璃表面

就开始溶化。这样，光学系统就会立即失效。
2.3 激光近炸引信对抗
由于激光近炸引信具有良好的抗干扰能力，所以“哈姆”、“阿拉姆”等新型反辐射导

弹都采用激光近炸引信。为了有效对抗反辐射导弹，可采用高重频激光有源干扰技术，

将反辐射导弹提前引爆，从而确保防空雷达的安全。
2.4 激光摧毁
激光摧毁主要由高能激光武器来完成。高能激光武器具有快速(30×104千米/秒)、灵活

(可短时间内拦击多个来袭目标)、精确、抗电子干扰和威力大等优点，是对付精确制导

武器、空间武器，以及遏制大规模导弹进攻的战术与战略防御武器，对未来战争将产生

重大影响。虽然高能激光武器的研制费用高，但其使用费用很低。在作战效果相同的情

况下，高能激光武器每发射一次仅需几百到几千美元。而一枚“爱国者”导弹则高达数

十万美元。所以，高能激光武器以其高的效费比，在防空体系中可发挥极其重要的作用

。
高能激光武器主要由高能激光器、精密瞄准跟踪系统和光束控制发射系统组成，其特点

是“硬杀伤”。目前，美国汤普森·拉莫·伍尔德里奇(TRW)公司采用中红外的氟化氘化

学激光器，正在开展称之为“通用面防御综合反导激光系统”(Gardian)的激光防空武器

研制工作，旨在弥补陆军中程反导系统和远程反导系统的不足。Gardian可部署在轮式或

履带式装甲车辆上，用于在最后的1分钟对付处于10千米左右的低空来袭隐身目标。这种

武器具有常规导弹所不可能具备的一发即中的杀伤精度。
TRW公司声称，该系统自1977年首次试验以来，杀伤概率达100%。对这类系统进行的一些

研究表明：陆军激光武器所需的功率大小可在0.1～1兆瓦之间，而就前沿阵地机动防御

应用而言，所需功率约为0.5兆瓦。据悉，该武器系统可严重摧毁4千米远的导弹的雷达

整流罩，并能严重破坏10千米远的光学系统。根据目前的方案，美国陆军保护一个战区

大约需部署2到4个这样的激光武器系统。

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