文章编号:1671-637Ⅹ(2004)0320030205
光电对抗技术和装备现状评析
邹振宁1, 冷 锋1, 周 芸2
(11解放军电子工程学院，安徽合肥 230037;21解放军蚌埠坦克学院，安徽蚌埠 233013)
摘 要: 介绍了光电对抗技术和装备的现状，对光电对抗技术、光电干扰技术、光电隐身技术进行了综述，并对未来光电对抗技术发展趋势进行了预测。
关 键 词: 光电对抗; 技术; 系统
中图分类号: T N97 文献标识码: A
Current situation of electro2optical
countermeasure technology and equipment
Z OU Zhen2ning1, LE NG Feng1, ZH OU Y un2
(1.Electronic Engineering Institute,Hefei230037,China;2.Bengbu Tank Institute,Bengbu233013,China)
Abstract: E lectro2optical countermeasure technology is a novel technology that has found wide application in m odern warfare.This paper prents the current situation of the countermeasure technology and equipments, supplies a summary on electro2optic countermeasure,interference and stealthy technologies,and gives a fore2 cast to the trends of the electro2optic countermeasure technologies.
K ey Words: electro2optical countermeasures; technology; system
0 引言
光电制导武器以投放准确、命中精度高、抗电磁干扰能力强等显著特点，成为最具有威胁力的武器之一。各国都在竞相发展光电制导的精确制导武器。从20世纪90年代以来爆发的几场局部战争的轨迹看，精确打击武器呈不断发展之势，表现为精确制导武器更新加速，使用量急增：海湾战争中，空对地精确制导武器还只是处于辅助地位，仅占全部投弹量的8%;1995年的波黑战争，精确制导武器的使用量提高到60%;1998年美对伊拉克“沙漠之狐”空袭，空对地精确制导武器的使用数量上升到80%以上；科索沃战争，精确制导武器占到了98%，发挥了主导作用;2003年的伊拉克战争中，美军使用了800余枚“战斧”式巡航导弹和2万余枚精确制导炸弹，占总弹药量的80%以上，为历次战争之最。因此，研究光电对抗技术和了解装备发展情况，对搞好光
收稿日期:2003211226 修定日期:2004203229
巧克力过期作者简介：邹振宁(19722)，男，广西梧州人，硕士生，研究方向为信息作战理论。电对抗方法研究及顶层建设，为深入探寻光电对抗领域的制胜之策，制定未来作战攻守方略具有十分重要的意义。
1 光电对抗在信息化战争中的地位与作用[122]
1.1 光电对抗是信息战的重要组成部分
光电对抗是指为削弱、破坏敌方光电设备的使用效能，保护己方光电设备正常发挥效能而采取的各种措施和行动的统称。包括光电对抗侦察与干扰、反光电对抗与反干扰两大对立面，每一对立面又都涉及可见光、红外、激光三个技术领域。
信息战作为未来作战的主要样式，主要包括网络战和电子战两种作战形式。电子战是指运用电子对抗手段进行的作战，包括雷达对抗、光电对抗、计算机对抗和指挥控制系统的对抗等，其核心是争夺电磁频谱的控制权。光电对抗是电子战的重要方面军，是信息战的重要组成部分，是极为重要的电子对抗手段之一。有军事家分析和预言：在未来信息化战争中，谁失去制谱权，就必将失去制空权、制海权,
V ol.11 №.3 Aug.2004
电光与控制
E LECTRONICS OPTICS&C ONTRO L
第11卷 第3期
2004年8月
处于被动挨打、任人宰割的悲惨境地；谁先夺取光电权，谁就将夺取制空权、制海权、制夜权而产生重大影响。一个国家的电子战实力(尤其是光电对抗武器系统)对现代国防力量的影响将完全不同于某些武器(如常规武器)技术性能差距带来的影响，它更具有全局性、决定性和时间性。
校园里的树1.2 光电对抗是夺取制信息权的重要保证
信息化战争实践表明，没有制电磁权、便没有制空权、制海权，也没有陆上作战的主动权。在进攻时，精确的光电对抗装备能使敌指挥系统混乱、防空系统瘫痪，可以保证己方攻击力量有效突防，加快战争进程；在防御时有效的光电对抗能大大降低敌攻击武器的杀伤力,。光电对抗整体装备力量的优势将为夺取战争的主动权提供强有力的保证。
1.3 光电对抗是信息化战争情报来源的重要途径
信息化战争是现代高技术战争的重要特征，而信息的获取离不开准确可靠的情报，光电对抗则是获取情报的有效手段和途径。这次伊拉克战争中美国充分利用其光电技术优势，积极开展了以光电侦察为主要内容的光电对抗，在战争前、战争中使用了配有红外传感器的3颗“锁眼”212光学侦察卫星和3颗“长曲棍球”雷达成像侦察卫星，每天从伊拉克上空飞过12次，严密监视伊军的行动，提供了可靠的情报来源。
2 光电对抗技术及装备[228]
2.1 光电侦察告警技术及装备
光电侦察告警技术是指通过光电手段对敌方光电设备进行侦察，确定其位置，探测其技术参数，并在必要时发出报警的技术。它是对敌方进行攻击与实施有效干扰的基础。目前已投入使用的侦察告警设备种类繁多，主要有红外告警器、激光告警器、紫外告警器和光电复合告警器等。
2.1.1 红外告警技术及装备
红外告警是利用来袭目标(导弹、炸弹)的红外辐射特征进行探测、截获、定向和分析。主要装在飞机、舰船上，频段覆盖范围为3～5μm和8～14μm 波段。当有来袭导弹威胁时，告警装置便发出告警信号，启动与之相连的系统实施对抗，进行自我保护。红外告警器既可以采用扫描型红外探测器，也可以采用凝视型红外探测器。
1)扫描型红外告警器 采用单元探测器或阵列探测器，通过二维光机扫描完成对空域的监视。光机扫描可分为物方扫描和像方扫描，物方扫描需要比像方扫描大的机械运动部件。扫描型的优点是可利用现行探测技术实现大视场的监视，可以较少探测器提供高的分辨率。
2)凝视型红外告警器 采用焦平面探测器和固定视场完成对空域的监视。扫描系统对探测短持续特征的信号不太实用，而对于某些类型导弹的判决和假目标的抑制很重要。凝视系统因为连续覆盖整个视场，因而不会错过短持续事件，凝视系统需要大数目的探测器阵列来完成只需少量元数扫描系统完成的角分辨率，但大视场光学系统设计较为困难。
设备有：美国AN/AAR234红外告警接收机, AN/AAR243/44红外告警接收机,DDM2Prime焦平面阵列红外探测器；俄罗斯S A27/9红外告警器；美国和加拿大联合研制的AN/S AR28红外搜索与跟踪系统等。
2.1.2 激光告警技术及装备
激光告警器主要装在地面重要目标、坦克及飞机等被保护目标上。它的功能是当目标被敌方激光测距机、激光目标指示器及激光雷达等军用激光装置的激光束照射时，探测和识别激光辐射、探测激光辐射源方向、波长及使用方法等战术技术参数，发出声光告警并引导光电干扰设备实施干扰，它是进行激光对抗的前提和首要工作。根据其工作原理的不同，大致可分为下列几种类型。
1)光电探测器阵列型激光告警器 最常见的阵列型激光告警器是硅光电二极管作为探测器，以接收大气气溶胶的激光能量和直接拦截激光束能量。此类告警系统在技术上最成熟，应用最广泛。
2)CC D摄像型激光接收机 它是广角鱼眼透镜与CC D面阵相合，可以比较精确地确定激光源的方位。广角鱼眼透镜的视场覆盖整个上半球，可以接收来自任何方位的激光辐射，通过光学系统成像在CC D面阵上。CC D面阵上产生整帧视频信号，用快速模数转换变换成数字形式，存储在单帧数字存储器中。当包含背景信号和激光信号的帧信号写入存贮器时，即与仅包含背景信号的前一帧信号用数字方法相减。帧减结果作为一个表示位置(方位与仰角)的亮点，在显示器显示出来，利用这种数字背景减去法，可以在显示器上把每个脉冲位置都清晰地显示出来，并可以跟踪激光源的位置。
3)利用全息技术的激光告警器 利用全息象
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第3期 邹振宁等: 光电对抗技术和装备现状评析
限透镜可以确定激光源的大致方位，全息象限透镜是一种分成任意个象限的全息光学元件，它可以把入射到不同象限上的激光辐射分别成像在特定位置上，成像的位置仅由被照明的象限所决定。
激光主动侦察告警设备有美国制造的Stingray 车载激光致盲武器，它是集主动侦察和致盲于一体的激
光对抗武器；还有美国AN/P LQ25激光对抗装置和AN/V LQ27“鱼工鱼”实战防护系统。
激光被动侦察告警设备有美国的H A LWR激光报警接收机等。
2.1.3 紫外告警技术及装备
紫外告警具有虚警率低、不需低温冷却、不扫描、告警器体积小、质量轻等优点。它是利用“太阳光谱盲区(220～280nm)的紫外波段来探测导弹的火焰与尾焰，并根据特征进行探测、截获、定位和分析，发出来袭导弹威胁的告警信号，以便实施干扰。
1)概略型紫外告警 概略型紫外告警以单阳极光电倍增管为核心探测器件，概略接收导弹羽烟的紫外辐射，具有体积小，重量轻、低虚警、低功耗的优点，缺点是角分辨率差、灵敏度较低。尽管存在这样两个缺点，但它作为光电对抗领域的一项新型技术，在引导红外弹投放等许多领域仍十分实用。
2)成像型紫外告警 成像型紫外告警以面阵器件为核心探测器，精确接收导弹羽烟紫外辐射，并对所观测的空域进行成像探测，识别分类威胁源。优点是角分辨率高、探测能力强、识别能力强。具有引导红外弹投放器和定向红外干扰机的双重能力和很好的态势估计能力。设备有：南非MAW紫外告警器；美国AAR254(V)导弹逼近紫外告警、AAR2 47A、AAR247B导弹逼近紫外告警及AW AWS紫外告警器。
掌上压
2.1.4 光电复合告警技术及装备
光电复合告警是在激光、红外和紫外告警技术基础上发展起来的高级告警器，它以小型化、模块化和具有通用功能的综合告警结构，采用探测红外、紫外和激光等主要光波威胁的光机电一体化综合告警技术，多波段光电传感器的综合和多种光电探测信息的融合技术，并使各类告警技术优势互补、资源共享、更好地发挥综合效能。
光电复合告警装备有：美国研制的DO LE激光雷达告警系统；法国的红外和激光告警器；英国的激光和红外探照灯控制器等。美国研制的告警系统可同时探测观察红外、紫外和射频威胁。2.2 光电干扰技术及装备
2.2.1 红外诱饵弹
红外诱饵弹也称红外曳光弹，是造成假目标的有源红外干扰器材，可从地面、飞机或舰艇上发射，诱骗空空、空地、地空和反舰导弹等，使其脱离对目标的跟踪，从而达到保护目标的目的。
法国研制的一种红外诱饵弹，用液体四氯化钛和烟火剂作热源，利用烟火剂产生的热使四氯化钛生成能产生8～14μm红外辐射的烟云。美国特拉克公司研制的一种自燃式红外诱饵弹，拟装到B252轰炸机上。这种弹含有一种新的化学物质，可自动与大气中的氧反应，产生红外辐射。这类红外诱饵弹的一个发展趋势是扩展红外辐射波长范围和使红外辐射特性更接近所要保护的目标。
红外诱饵弹有:MK46/47;M JV27;M JV28;M206; AN/A LA234;AN/A LA17;AN/AHS226;AN/A LE240(V)等型号。干扰复合和成像制导的有美国和澳大利亚共同研制的“纳尔卡”舰载诱饵系统。
2.2.2 喷油燃烧
这种干扰技术也称“热砖”干扰技术，即当飞机发现被敌方导弹跟踪时，突然从飞机发动机附近喷射出一团燃料，延迟一段时间后开始燃烧。燃烧时产生的红外辐射与发动机的尾焰相似，从而牵引跟踪能量中心，造成来袭导弹脱靶。目前许多国家都在研究成型燃烧技术，并变化频段，模拟中长波段目标的形状，以更有效地干扰红外制导导弹。喷油燃烧是一种很有发展潜力的红外干扰手段。
2.2.3 红外干扰机
红外干扰机通常由红外辐射源、调制器和发射光学系统组成。辐射源发出与飞机发动机的峰值辐射波长相近的红外辐射，经过一定频率调制后发射出去。干扰机跟踪时，可使来袭导弹的视场内出现两个热源，目标与干扰信号同时进入跟踪视场，结果使其不能提取出正确的误差信号，造成导弹脱靶。进入20世纪80年代后，开始采用微机控制下改变干扰脉冲速率和码型技术，研制定向发射干扰脉冲的红外干扰机，这种干扰机的特点是，可以重复使用和连续工作、干扰视场宽、隐蔽性好，尤其是用于低辐射强度飞机，自卫效果更好。缺点是缺乏大量红外源，目前不能实现高辐射强度的干扰。
针对非相干光源的不足，近年来采用工作于红外波段的激光器作为干扰光源的定向红外干扰技术受到重视。其方法是，应用工作波长处于被干扰对象透射波段内的激光器，以适当的重复频率和码型
我有礼貌
23 电光与控制 第11卷
向被干扰对象发射激光脉冲，诱使敌光电探测设备将其当成目标信号进行处理，从而造成敌装备错误判断，或使敌装备的信号处理系统过载。
装备有：美国AN/A LQ2157;AN/AAQ288(V); AN/A LQ2132、146红外干扰机;1A LQAN/A LQ2147“热砖”红外干扰吊舱;MIRT与“挑战者”、
“马塔托”干扰机等系统。
2.2.4 激光武器
激光武器是一种主动干扰装备，它可用激光束直接致眩、致盲光电探测器，或完全破坏各种武器装备。根据激光束作用的对象是光电传感器、光学元器件，还是武器装备的外壳(如整流罩)，所需要的激光能量或功率有很大的差异。激光武器以武器装备的外壳为攻击对象时,(能量)密度阈值则分别要比探测器等光学元器件的损伤阈值高出4、5个量级。
高能激光武器是当前新概念武器中理论最成熟、发展最迅速、最有实战价值的前卫武器，具有“杀手锏”作用。它涉及高能激光器、大口径发射系统、精密跟瞄系统(光束定向器)、激光大气传输与补偿、激光破坏机理和激光总体技术这六大关键技术，其特点是“硬杀伤”，直接摧毁目标。近年来美国倾入大量资金，加快机载激光武器(ABL)，天基激光武器(S BL)，战术激光武器(THE L)，地基激光武器(G BL)，舰载激光武器(HE L2WS)的研制。TRW公司研制的“通用面防御综合反导激光系统(G ardian)”采用中红外(3.8μm)氟化氘化学激光器，功率为0.4 MW,700mm光束定向器，系统反应时间1s，发射率为20～50次/min，辐照时间为1s，能严重破坏10 km远的光学系统，杀伤率可达100%。美国波音公司、TRW公司和洛克希德马丁公司承担ABL研制合同,ABL系统由波音7472400型飞机平台、无源红外传感器、数十兆瓦功率的氧碘化学高能激光器和高精度光束控制的跟踪瞄准系统组成。在12km高空和远离敌方90km外领空巡航，对对方未确定的多枚战术导弹实施高效拦截并击落侦察卫星。每次战斗的飞行时间12～18h，每次射击时间3～5s。数十兆瓦的激光通过口径为1.5m的光束定向器发射，用自适应光学校正大气湍流后的跟瞄精度高达0.1μrad，足以攻击600km远处的目标，摧毁29种导弹中的任何一种的压力燃料贮箱。
2.2.5 烟幕器材
烟幕是一种简便易行、有较高性能价格比的干扰和反侦察手段。据二次大战的实战统计，进攻中若使用高度为10～15m的中等浓度的烟幕或高度仅为5m的高浓度烟幕，可以使部队伤亡减少90%以上。烟
怎么做扇子幕不仅能干扰目视的可见光侦测系统，而且对红外微光、电视和激光等新型观瞄器材也有很大障碍作用。据测定，烟幕可使步枪的命中率降低70%～80%，甚至使反坦克炮和坦克炮完全丧失作用，使反坦克导弹的效能降低1/5到1/3。
目前各国装备的烟幕器材主要有烟幕罐、烟幕炸弹和炮弹、发烟火箭弹、烟幕手榴弹、烟幕榴弹、车辆发动机排气烟幕系统、航空烟幕撒布器、直升机烟幕系统等，可产生迷盲烟幕、遮蔽烟幕、欺骗烟幕和信号烟幕等。根据不同需要，产生的烟幕可达几十米至几万米宽，烟幕形成时间最短少于2s，持续时间可达几分钟、几十分钟或更长。烟幕中的烟粒或雾滴尺寸一般为0.2～0.8μm，数目可达1012个/m3，能有效地对抗可见光和近红外的目视光学观瞄系统和1.06μm、1.54μm的激光测距、制导系统。
目前，国内外正不断改进可见光和近红外烟幕，积极研制远红外和毫米波烟幕，已取得了一定的进展。如美国的M76红外烟幕弹，其烟幕剂为红磷发烟剂，宽带遮蔽材料是铜粉和铝粉，在可见光至8～14μm的远红外都有良好的遮蔽性能。另外，美国的X M81多光谱烟幕弹，覆盖可见光、红外和毫米波波段，可在2s内形成烟幕墙并持续20s。烟幕器材的发展趋势是研究具有多光谱性能、无毒、无腐蚀、无刺激的发烟剂，研制体积小、耗能省、成烟迅速和大面积的发烟器材弹药。
2.3 光电隐身技术
隐身技术是20世纪80年代发展起来的反侦察手段，是一种消极干扰措施，有反雷达探测技术、反光学探测技术和反声波探测技术等。目前，隐身技术主要采用以下几种途径:
1)热抑制、热屏蔽技术 采用各种手段，比如冷却、加入吸收红外辐射的添加物、改进燃料成份，以降低红外源的辐射强度。同时采用隔热材料和隔热装置遮蔽热辐射。
2)改变结构或外形 即从合理的外形结构上下功夫，减少飞行器的气动加热或改变辐射的分布方向。例如,B22轰炸机结构设计紧凑，形似蝙蝠，采用S形进气道，利用机身或机翼遮挡进气口和尾喷口。
3)采用隐身、伪装材料或涂料 通过特种复合材料或涂料的使用，减小目标与环境间的差别，起到
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第3期 邹振宁等: 光电对抗技术和装备现状评析
迷惑或扰乱敌方观测的作用。比如，使用能强烈吸收激光同时具有可见光和红外迷彩效果的材料或涂料，减弱激光反射率、改变目标的可见光(包括微光)和红外外观特性，从而降低目标被发现的概率。我国已研制成功的可见光\激光\红外复合隐身涂料就属于这一类。
3 光电对抗技术及装备发展趋势
3.1 光电对抗一体化
一体化是一个集战场感知、信息融合、智能识别、信息处理、武器控制等核心技术为一体，旨在实现军事指挥自动化的综合电子信息系统，它几乎涵盖了战场上所有的军事电子技术功能和装备，受到了世界各军事大国的高度重视。科学技术的飞速发展，为光电对抗一体化发展奠定了基础。依靠科学技术、数据融合技术，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一个有机整体，以提高光电对抗作战效能。
3.2 光电对抗模拟化
光电对抗系统是一个复杂系统，传统的设计方法往往耗时费力，而且许多指标无法进行检测。但随着科学技术的发展，在军事实践环节大量采用计算机网络和模拟技术来克服需要和可能的矛盾早已成为可能。可以在实验室模拟各种外界条件(尤其是气象条件)、不同目标的特性(形状、光谱等等)及背景特性、各种光电传感器的参数性能等，仿真研究其干扰与抗干扰的最佳效果，并对干扰损伤破坏机理和干扰效果作出科学的定量评价。美国防部和各军种部先后组建了19个作战实验室，可以在逼真的虚拟现实环境中对信息化武器装备进行仿真演示、评估和检测武器装备的战技性能，并据此改进设计方案。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的重要方面。
3.3 光电对抗自动化
光电对抗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。光电对抗系统应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；能自动实施干扰的功率管理，以最佳的选择设施干扰；能自动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。
3.4 光电对抗智能化
由于目前利用光电控制的精确制导武器命中概率并不如想象得那么高，只有50%～60%，而提高其智能化水平后情况便大不相同。主要措施是：红外探测方式由点源探测向成像探测方向发展，以进一步提高目标探测的精度；探测元件从单元向多元方向发展；采用多种制导头，以对付不同的探测目标，从而适应打击不同目标的需要；采用复合制导技术；信号处理电路由模拟向数字化方向发展。西游记主要情节
参考文献:
[1] 黄泽贵，胡国平.光电对抗新技术的应用与展望[J].电
子对抗技术,2002,(4):392401
[2] 戴清民.电子防御导论[M].北京：解放军出版社,
1999115821601
[3] 牛广有.光电对抗技术综述(1)[J].电子对抗学术,
1998,(4):38239.
[4] 牛广有.光电对抗技术综述(2)[J].电子对抗学术,
1998,(5):43244.
[5] 牛广有.光电对抗技术综述(3)[J].电子对抗学术,
1998,(6):462471
[6] 张德文.红外对抗技术[J].红外与激光工程,1996,(5):
102101
[7] 叶盛祥，谢德林，杨虎，等.光电对抗技术[J].光电工
程,2001,(1):702711
[8] 王海燕.光电对抗技术和装备的现状及未来[J].舰船
科学技术,2002,(4):352371禾字怎么组词
下期要目
单机对单机交战几何态势分析
预算成本单脉冲雷达多目标分辨技术研究
基于ADT850的移动机器人运动控制系统设计光纤传感器在安全监测系统中的应用基于形态滤波BP算法的S AR图像识别研究雷达故障的集成诊断应用研究
航空电子系统综合检测平台的设计
数字视频记录仪接地设计
43 电光与控制 第11卷
