第二节　面临的战场威胁与任务

隐身技术是未来信息化战争中实现信息获取与反获取、夺取战争主动权的重要技术手段，是攻防对抗双方取得战略、战役、战术和技术优势的重要内容，也是新一代武器装备的显著技术特征。隐身性能已成为现代主战武器装备的重要战技指标之一，是军队战斗力生成的重要增长点之一。随着信息技术的飞速发展和战场环境的复杂变化，隐身武器的出现对战争模式已经带来了重要影响，并成为战争中决定胜负的一个重要因素。

一、武器装备主要战场威胁分析

在现代战场上，随着探测、控制、弹药技术的长足发展，先进侦察系统和精确打击系统已经对地面武器装备构成了不可忽视的威胁。这种威胁具有全方位、大纵深、全天候、多层次等显著特点。因此，在高技术战争中，先进侦察系统和精确打击系统构成了地面武器装备的主要战场威胁环境。

1.先进侦察技术构成的威胁

各种高新技术的广泛应用，使得现代军事侦察技术种类繁多。按侦察平台可分为天基侦察、空基侦察、海基侦察、陆基侦察。

①天基侦察。天基侦察主要依托的平台是各种军用卫星，是一种重要的战略侦察手段。其中，对装甲装备构成直接威胁的主要有侦察卫星，包括成像侦察卫星、电子侦察卫星、海洋监视卫星等。目前，美国是拥有军事卫星最多的国家，其功能配系较全。

②空基侦察。空基侦察主要指各种航空侦察装备（也称空中侦察装备），是军事侦察系统的重要组成部分，它包括有人驾驶侦察机、无人侦察机、侦察直升机、预警机、侦察气球和飞艇等侦察平台，以及安装在平台上的各种雷达、电子探测器材等侦察设备。

③海基侦察。目前，各国海上的侦察装备是由水面舰艇、潜艇等平台携带有关传感器（包括雷达、声呐、电子支援设备、光电设备）组成的侦察系统。这些系统虽然专用于侦察目的，但大都是包括武器、指挥和控制等功能的综合系统。对于地面两栖装备，可能遇到的海基侦察手段有各种舰载或岸基雷达。未来还有雷达与指挥控制综合系统、主动式被动相控阵雷达、高频表面波雷达。

④陆基侦察。地面侦察装备主要包括装甲侦察车、战场雷达、地面传感侦察系统和无人地面侦察车等。这些侦察系统可与海基、空基、天基侦察资源共同构成陆战侦察体系，及时为地面部队提供准确的战场态势和目标信息。表1-1列出了典型的陆基侦察装备。

2.精确打击技术构成的威胁

精确打击技术是各种高新控制技术和弹药技术相结合的产物。地面武器装备面临的精确打击火力基本可以分为两类，一类是精确制导导弹，另一类是末敏弹。

（1）精确制导技术

精确制导技术的发展集中体现在导弹导引体制的变化上。现已发展的制导技术主要有毫米波制导、红外制导、激光制导、电视制导、微波制导、光纤制导等。这些技术的应用，使反坦克导弹对装甲目标实施精确打击成为可能。尤其是毫米波的使用以及红外导引头/探测器技术的发展，使导弹的精确制导有了引人注目的发展。表1-2列出了国外研制的几种新型反坦克导弹。

（2）末敏弹技术

末敏弹是末端敏感弹药的简称。这里的“末端”是指弹道的末端，而“敏感”是指弹药可以探测到目标的存在并被目标激活。末敏弹专门用于攻击集群坦克的顶部装甲，是一种以多对多的反集群装甲和火炮的有效武器。末敏弹除了具有常规炮弹间瞄射击的优点以外，还能在目标区上空自动探测、识别并攻击目标，实现“打了不用管”，是一种具有优化性价比的智能炮弹。尽管末敏弹的命中概率低于导弹的命中概率，但要高于常规炮弹，且其成本较低，因此具有广阔的应用前景。世界上较为典型的末敏弹如表1-3所列。

二、探测与反隐身技术

1.雷达探测技术

雷达反隐身技术是指使雷达探测、跟踪、定位隐身目标而采用的技术。通过采取扩展雷达的工作频段、改进雷达的探测性能、发展新技术体制雷达等途径，可提高雷达的反隐身能力。现在要提高雷达的反隐身探测能力有两个途径：一是改进现有雷达本身的探测能力；二是研制新型雷达或使用新的探测方法。

雷达探测距离的增加必须从提高雷达接收信号处理能力入手，力争使雷达的灵敏度提高几个数量级。可以通过采用超高频和毫米波超高速集成电路、单片集成电路技术、计算机数据处理技术、数字滤波、电荷耦合器件、声表面滤波和光学方法等先进技术来提高信号处理能力。在此基础上，再通过雷达联网来提高现有雷达的反隐身能力。另外提高探测隐身目标能力的先进技术还包括频率捷变技术、扩频技术、低旁瓣或旁瓣对消、窄波束、置零技术、多波束、极化变换、伪随机噪声、恒虚警电路等技术。还可以通过功率合成技术和大时宽脉冲压缩技术，来增加雷达的发射功率。

（1）超宽带雷达

超宽带雷达的定义：雷达发射信号的分数带宽大于0.25的雷达。超宽带雷达的发射脉冲极窄，峰值功率很高、频谱分布在很宽的范围内，具有相当高的距离分辨力，能够有效对付采用雷达吸波材料和平滑外形等隐身技术的隐身目标。有以下几点优势和能力：①测距分辨率可高达厘米量级；②具有能够识别和区分各目标的重要能力；③发射的脉冲包含许多频率，能够突破窄频段吸波材料的吸波效应；④具有对单个或多个目标的高分辨率成像能力；⑤具有较强的穿透植被、土壤和墙壁的能力；⑥具有一定对抗电子对抗的能力。美国和俄罗斯在超宽带雷达的研制方面已走在前列，充分研究和总结超宽带技术在各方面的进展，有助于形成一个完整的理论体系，加速超宽带产品的开发。

（2）超视距雷达

当前隐身系统主要对抗频率为0.2～29GHz的厘米波雷达，超视距雷达工作波长达10m，靠谐振效应探测目标，几乎不受现有雷达波吸收材料的影响。同时，超视距雷达波是经过电离层反射后照射到飞行器上的，因此它成了探测隐身武器的有力工具。国外实验表明，超视距雷达可以发现2800km外、飞行高度150～7500m、雷达截面为0.1～0.3m2的目标。

（3）双基地或多基地雷达

多基地雷达的发射机和接收机处在不同的地方，最简单的多基地雷达是由一部发射机和一部接收机组成的双基地雷达。多基地雷达利用目标的侧向或前向反射回波，从不同的方向对隐身飞机进行探测，破坏了隐身武器通过减少后向反射进行隐身的目的。测试表明，利用前后向反射探测的雷达截面值比仅利用后向反射的高约15dB。多基地雷达的发射站和接收站相对目标之间的夹角越大，就越有可能捕获到隐身目标。由于多基地雷达的接收机是被动接收，所以不会受到定向干扰和反辐射导弹的威胁。

（4）双波段雷达和多种探测装置融合

美国反隐身导弹技术的核心是频带相隔较宽的双波段雷达系统。这种雷达使用一个频率非常低的频段，探测远距离目标；使用另一个频率较高的频段，对目标进行非常精确的测量和定位。最后把融合的雷达信息与由光学和红外探测装置得到的部分数据进行综合，构成能精确确定和分析目标的多频谱系统。

（5）机载和浮空器载雷达

隐身飞行器的隐身重点一般放在鼻锥方向±45°范围内，机载或浮空器载探测系统通过俯视探测，容易探测隐身目标。美国空军的E-3A预警机的S波段脉冲多普勒雷达在高空巡航时可发现100km距离以内、雷达截面为0.1～0.3m2的目标。

飞艇和气球等浮空器也有可能作为反隐身平台。1996年，美国批准“联合陆地攻击巡航导弹空中网络探测器”计划，这种在气球平台上载有监视雷达和跟踪照射雷达的系统能探测、跟踪、辅助拦截低空巡航导弹，可连续工作32天。Mark7-CS对流层系留气球雷达，高度3000m，采用TPS-63雷达，探测隐身巡航导弹的距离为56km。

2.红外探测技术

红外探测是利用特定波段的红外线来实现对物体目标的探测与跟踪，红外探测技术是将不可见的红外辐射线探测出并将其转换为可测量的信号。任何物体，只要其温度高于热力学零度，就会发出红外辐射，就能被红外探测设备所探测，因此红外探测技术有其独特的优点，从而在军事国防和民用领域得到了广泛的研究和应用。

红外探测技术的主要优点在于符合隐身飞机自身高度隐蔽性的要求，即被动探测、不辐射电磁波，而且由于工作波长较微波雷达短3～4个数量级，可以形成高度细节的目标图像，目标分辨率高。随着隐身技术的发展，红外探测系统正逐步成为新一代战斗机的主要传感器之一，与电磁微波雷达处在了同样重要的位置。

到目前为止，红外探测技术已发展到第四代，现已大批装备的主流产品是采用扫描焦平面4N或6N阵列的第二代前视红外系统。扫描焦平面阵列（FPA）是碲镉汞多元线列并联扫描技术的进一步发展。它不仅增加线列的单元数量，而且增加线列（行）数，形成串并扫描，同时采用多级时间延迟和积分（TDI）技术把串联扫描同一行单元的光电信号依次延迟并相加。它采用阻抗低的光伏型碲镉汞材料，能与硅电荷耦合器电路低耗耦合。碲镉汞多元焦平面阵列与硅电荷耦合器中间由铟柱连接形成夹层结构从而制成混成双片焦平面阵列红外探测器。

扫描焦平面阵列的优点在于降低了噪声等效温差（NETD）和最小可分辨温差（MRTD），因而使前视红外的探测距离增大50%甚至1倍。但是，它的探测单元数量仍然不够多，满足不了全视场成像的要求，属于扫描线列与凝视焦平面阵列之间的过渡型。

第三代前视红外的标志是凝视焦平面阵列。与第二代产品相比，增加了探测单元的数量，取消了光机扫描器；利用微电子技术把探测阵列和各种信息处理电路集成在一个芯片或混成在两个芯片上，消除大量从杜瓦瓶内向外的引线；以新型中、长波红外探测材料，替代难加工且昂贵的碲镉汞。凝视焦平面阵列被认为是热成像（包括前视红外）技术的一次革命，成为第三代热成像器的标志。在最新的机载光电探测系统中，已经开始大范围地采用第三代凝视型前视红外，如LANTIRN2000、LITENING Ⅱ等项目中，都采用了3～5μm的红外焦平面器件。

第四代前视红外体现在中波和长波波段的同时工作能力，最近出现的多量子阱红外探测器为这种双波段探测器提供了一种方法。具有不同光谱灵敏度的多量子阱层可以在纵向集成的结构中生长，通过在多量子阱叠层的中波红外和长波红外部分产生分开的接触层，实现了精确的像元匹配。多量子阱技术为人们提供了一种容易生产的多色焦平面阵列。这种技术允许人们对两种或者更多的颜色同时进行积分和读出，每一种颜色都在同一个焦平面阵列上得到像元配准。这种像元配准多色焦平面阵列提高了系统的性能，同时也大大简化了系统其他元件的设计，简化了现有多色设计中的多个焦平面阵列、扫描器、制冷器等，可降低系统的成本，减轻系统的重量，缩小体积，并能减轻计算机的处理负担，从而可以应用于更多的军事领域。

3.利用声学探测装置探测隐身飞机和导弹

为了成功地对付B-2轰炸机，要求在25～200mile（40～320km）远处进行探测、跟踪、杀伤。为此，美军提出了声学探测系统。

声学探测系统的基本探测装置是麦克风，由5个扬声器组成的探测器阵列可以探测8km外的B-2轰炸机的声音，能够粗略估计信号到达的方向。每个探测器阵列将探测和方向信号传送给中央设施进行最后处理。为了保证B-2轰炸机在15min内（飞行240km）处于被跟踪状态，要求“警戒线”覆盖544km2地区，这需要27000个探测器阵列。此外，战术、干扰和其他设计问题也将降低该系统的效能。但这并不说明声探测系统没有用，而是说明其比较复杂。

4.激光探测技术

激光探测是将激光信号通过探测器转换成电信号的过程，在激光接收以及激光测距、通信、跟踪、制导、雷达等研究和应用中具有重要的作用，有直接探测和外差探测两类。直接探测的方法比较简单实用，普遍用于可见光和近红外波段。外差探测方法能提高信噪比和对微弱信号的探测能力，但设备比较复杂，且要求信号有很好的相干性，主要用于中、远红外波段。随着激光技术在武器装备中的应用，侦察敌方激光制导炸弹、激光测距等激光信号，对于提高己方生存能力和重点目标的防御能力具有重要意义，已成为各国武器装备和技术发展的热点。

5.紫外探测技术

早在20世纪50年代，人们即开始了对紫外探测技术的研究。紫外探测技术是继红外和激光探测技术之后发展起来的又一军民两用光电探测技术。紫外告警探测器是通过探测导弹尾翼中的紫外线辐射来探测目标的。紫外告警设备是战术飞机等作战平台用来对来袭导弹进行逼近告警的一种光电探测装备，即通过探测来袭导弹尾焰的紫外辐射，以判断威胁方向及程度，实时发出警报信息，提示驾驶员或者自动选择合适时机，实施有效干扰，采取规避等措施，对抗敌方导弹的攻击。

尽管红外制导是目前导弹的主流制导方式，但随着红外对抗技术的日趋成熟，红外制导导弹的功效将受到严重威胁。为了反红外对抗技术，制导技术正在向双色制导方面发展，这其中也包括红外-紫外双色制导方式。

高灵敏度、低噪声紫外探测器件的研制是紫外探测技术的另一关键。目前，紫外探测器有如下几类：紫外真空二极管、分离型紫外光电倍增管（UV-PMT）、成像型紫外变像管、紫外增强器及紫外摄像管等。而最新的一种是带微通道的光电倍增管（MCP-PMT），它具有响应速度快、抗磁场干扰能力强、体积小、质量轻且供电电路简单等特点。目前，带有MCP结构的近贴式聚焦型紫外变像管及增强器以及与之相应的自扫描阵列也已经出现，并被用于紫外探测卫星、空间防务及火箭-导弹尾焰紫外探测等方面。

国外在固体紫外探测器件方面亦有发展，目前增强型硅光电二极管、GaAsP和GaP加膜紫外固体器件、GaN紫外探测器、紫外CCD（UV-CCD）等器件都已在开发研究之中。

6.无源微波探测系统

无源探测系统本身并不发射电磁波，而仅仅依靠被动地接收其他辐射源的电磁信号对隐身目标进行跟踪和定位。按照所依靠辐射源的不同，无源探测系统分为两类。

①通过接收被探测目标辐射的电磁信号对其跟踪和定位。隐身飞机在突防的过程中，为了搜索目标、指挥联络等，必然使用机载雷达等电子设备，电子设备发出的电磁波有可能被无源雷达发现。

②利用电台、电视台甚至民用移动电话发射台在近地空间传输的电磁波，通过区分和处理隐身目标反射的这些电磁波的信号，探测、识别和跟踪隐身目标。此方法的优点：第一，民用电视发射机和中继站网、移动电话发射台，在实战中被敌方攻击的可能性小；第二，接收站不以辐射方式工作且机动性强，不易对其探测和攻击，生存能力强；第三，信号源是40～400MHz的低频、波长较长的电磁波，有利于探测隐身目标和低空目标；第四，该系统简单，尺寸小，可以安装在机动平台上；第五，该系统可以昼夜和全天候工作；第六，价格低廉。

但是，这种被动探测方法需要解决一系列技术问题，主要是必须在无线电发射机直接辐射信号背景上鉴别出很弱的目标反射信号（衰减千万分之一至万分之一）。此外，为测定目标角坐标需要高速测量和信号幅相特性处理设备，需要新一代超高性能信息处理机。目前，美国、法国和德国正在研制这种探测技术的系统。

美国洛克希德·马丁公司研制的这种跟踪飞机、直升机、巡航导弹和弹道导弹的新型被动探测系统，称为“隐蔽哨兵”。它实际是一个无源接收站，利用商业调频无线电台和电视台发射的50～800MHz连续波信号能量，检测和跟踪监视区内的运动目标。该系统由大动态范围数字接收机、相控阵接收天线、每秒千兆次浮点运算的高性能商用并行处理器和软件等组成。大约2.5m的面阵天线安装在建筑物侧面，能获得关于频率反射能量的精确方向。该测试系统采用标准电视接收天线，一个平面阵能覆盖105°方位，仰角50°，横向视角60°内覆盖最好。要求覆盖360°方位则需要用多个面阵，它们可共用一个处理器，但更新速率会降低。该系统的核心是“无源相干定位”技术。该系统的早期实验证明，它跟踪10m2小目标的距离可达180km，改进后可达220km。该系统经过改进后，最终能同时跟踪200个以上的目标，间隔分辨力为15m。

法国“汤姆森-CSF”公司研制了“黑暗”探测系统，配置在巴黎市郊，它从20km外的埃菲尔铁塔上以及距巴黎180km的电视发射机信号中获得目标信息。据报道，该系统与典型的空间探测雷达的指标可一比高低。

德国西门子公司将移动电话设施作为对付隐身飞机的雷达系统。该系统将移动电话基站作为“发射机”，用于照射空中目标，使用手提箱大小的接收机系统截获目标反射的信号。通过计算接收到的几个基站的信号之间的相位差，就能提供飞机的位置。

无源探测雷达系统将朝着高精度、高速度、组网型、小型化的方向发展，而实现高精度快速探测有赖于电磁环境监测、大动态数字接收机、直达波对消、微弱信号检测、机动目标检测、多平台组网等多项关键技术的突破。

总之，采用雷达、红外、紫外、激光等技术的综合型复合光电探测器系统，并不断拓展其响应频谱范围，降低虚警率和提高多传感器数据融合能力，才能满足未来战场反隐身探测技术的需要。根据目前我国经济状况和军队装备水平的现实情况，提高现有雷达的探测能力和信号处理质量不失为一种效费比较高的反隐身手段。