光电对抗技术及其在军事上的应用

光电对抗技术及其在军事上的应用
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摘要：现代光电子技术的迅速发展，极大地促进了军事光电子技术的日趋成熟和完善．在军事应用中，光电精确制导技术和光电侦察技术发展广泛而迅速，目前已形成较完善的装备体系。

本文归纳了光电对抗在军宰上的应用．这对我军在光电领域与敌军进行全面对抗提供了基本的参考．
关键词：光电对抗军事应用干扰
1. 引言
光电对抗是指敌对双方在紫外、可见光、红外波段范围内，利用光电设备和器材对敌方光电制导武器和光电侦测设备等光电武器装备进行侦察干扰，使敌方光电制导武器和光电侦测设备等光电武器装备失去或降低其作战技能，并保护己方光电设备和人员免遭敌方的侦察干扰，正常发挥作用所采取的各种战术技术措施的总称。

它是电子对抗领域中的一个重要组成部分。

用光波作为“炮弹”的光电对抗武器装备及其技术，以惊人的速度得到发展，成为实现各国军事竞争的重要焦点之一。

在军事应用中，光电精确制导技术和光电侦测技术发展迅速，应用广泛，目前已形成较完善的装备体系。

许多现代军事作战平台（飞机、舰船、坦克及装甲车等），普遍装备了前视红外系统、红外热像仪、激光测距机、微光夜视仪等光电侦测设备，使现代战争没有了白天和黑夜之分。

同时，在军事平台中还装备了激光制导导弹和炸弹、电视制导导弹和炸弹以及红外制导导弹等光电精确制导武器，这些光电精确制导武器具有命中精度高、全天候、全时段使用的特点，使得现代战争作战模式发生了巨大的变革。

例如：在海湾战争中，以美国为首的多国部队，对伊拉克采用了夜间突袭战术和“外科手术式”的精确打击战术，成功地摧毁了伊军大部分的战略、战术目标，在短期打垮了号称世界军事强国的伊拉克庞大的作战体系，而多国部队自己仅损失作战飞机几十架，人员伤亡数百人。

取得如此辉煌的战果，其中一个主要原因就是成功地使用了光电武器装备。

但这也并不能说明这些光电侦测装备和光电制导武器就无法对抗了，海湾战争伊拉克在十分被动的情况下，匆忙点燃了许多油井，漫天的烟雾使光电侦察设备无法识别目标，光电制导武器也失去了用武之地，有效地阻止了多国部队对该区域的攻击，这就是光电对抗技术的一种典型应用形式。

光电对抗的作战对象主要是来袭光电制导武器和敌方光电侦测设备。

光电制导武器和光电侦测设备都有两个敏感单元：信息获取单元（光电传感器）和信息处理单元（计算机），这就像是人的眼睛和大脑。

光电对抗技术就是针对敌方光电制导武器和光电侦测设备的“眼睛”和“大脑”，采用强光致盲、致眩干扰使其“眼睛”变瞎，采用烟雾遮蔽干扰使其“眼睛”看不见目标，采用光电迷惑干扰使其“大脑”无法识别目标，采用光电欺骗干扰使其“大脑”产生错误判断而攻击假目标，从而有效对抗敌方光电制导武器和光电侦测设备。

2. 光电对抗概念
光电对抗包括光电侦察与光电干扰、反光电侦察与反光电干扰两个方面的内容．每个方面均涉及激光、红外和可见光三个技术领域，因此，通常又把光电对抗分成激光对抗、红外对抗和可见光对抗三个组成部分。

2.1 光电侦察
光电侦察是指利用光电技术手段对敌
方光电设备辐射或散射的光波信号进行搜索、截获、定位及识别，并迅速判别威胁程度，及时提供情报和发出告警。

光电告警是光电侦察的特殊应用形式，光电侦察告警是实施有效干扰的前提。

光电侦察有主动侦察和被动侦察两种方式。

主动侦察是利用对方光电装备的光学特性而进行的侦察，即向对方发射光束，再对反射回来的光信号进行探测、分析和识别，从而获得敌方情报的一种手段：被动侦察是指利用各种光电探测装置截获和跟踪对方光电装备的光辐射，并进行分析识别以获取敌方目标信息情报的一种手段。

2.2 光电干扰
光电干扰是指利用辐射、散射、吸收特定的光波能量，或改变目标的光学特性，破坏或削弱敌方光电设备的正常工作能力，以达到保护己方目标的一种干扰手段。

光电干扰分为有源干扰和无源干扰两种方式。

有源干扰又称为积极十扰或主动干扰，它是利用己方光电设备发射或转发某种敌方光电装置相应波段的光波，对敌方光电装备进行压制或欺骗干扰。

无源干扰也称消极干扰或被动干扰，这是利用特制器材或材料，发射、散射和吸收光波辐射能量，或人为地改变目标的光学特性，使敌方光电装备效能降低或受骗失效，以掩护真目标的一种干扰手段
2.3 反光电侦察与反光电干扰
光电对抗领域中的反侦察与反干扰是指防御敌方对己方光电装备的发现、探测、识别和干扰而采取的相应措施。

3. 光电对抗的基本特征
光电对抗是否有效必须符合如下四个基本特征：光电频谱匹配性、干扰视场相关性、最佳距离有效性和干扰时机实时性3.1 光电频谱匹配性
在此指干扰光电频谱必须覆盖或等同被干扰目标的光电频谱。

如对没有明显红外辐射特征的地面重点目标防护，一般容易受到具有目标指示功能的激光制导武器的攻击，因此激光欺骗干扰和激光致盲干扰都选用1.06µm和10 .6µm来对抗相应的敌方激光装备；对具有明显红外辐射特征的动目标（如飞机）一般受到红外制导导弹的攻击，红外诱饵及红外有源干扰波段与红外制导光电频谱相同，一般选在1～3 µm和3～5 µm。

3.2 干扰视场相关性
光电侦察、光电制导和光电对抗均具有方向性较好的光学视场，干扰信号必须在被对抗的敌方装备光学视场范围内，否则敌方光电装备探测不到干扰信号，干扰将是无效的。

尤其是激光对抗，由于激光的方向性好，导致对抗的难度非常大。

例如在激光欺骗干扰中，激光假目标的布设距离必须根据激光导引头视场范围而设定。

3.3 最佳距离有效性
光电对抗最佳的干扰效果就是将来袭光电制导武器引偏，使光电制导武器导引头在其视场内看不到被攻击的目标。

在一定引偏距离内是否引偏至导引头视场之外，主要取决于距来袭光电制导武器的距离，因此干扰距离的选择也是能否有效干扰的关键问题。

例如红外干扰导弹在距来袭红外制导导弹一定距离范围内发射才具有最佳的诱骗干扰效果。

3.4 干扰时机实时性
战术光电制导导弹末段制导距离一般在几公里至十公里范围内，而导弹速度很快，从告警到实施有效干扰时间必须在很短的时间内完成，否则敌方来袭导弹将在未形成有效干扰前就己命中目标，因此对光电对抗要求的实时性要求比较强。

4. 光电对抗在军事上的应用
从光电对抗历史回顾中不难看出：第一，光电对抗与反对抗这一对立面既互相制约，又相互促进发展，作用和影响越来
越大；第二，光电对抗武器装备的不断改进和完善，对战争的胜负起着极为重要的作用。

针对各种光电威胁，目前可采用的对抗手段主要有各种侦察告等、有源干扰（激光致盲、激光摧毁、激光欺编干扰、激光诱饵、红外诱饵、红外有源干扰等）、无源干扰（烟幕、水汽、气溶胶、光箔条、角反射器等）及降低自身红外辐射、采用编码、抗干扰电路技术等。

下面分别进行介绍。

4.1激光告警
激光侦察告警主要应用在可能遭到激光制导导弹（炸弹）攻击的目标，如重要地面目标、坦克、飞机上等。

激光侦察告警要求方位分辨精度高，探测波长范围宽，灵敏度和单脉冲截获概率高，动态范围大且虚警率极低。

在典型的作战情况下，一枚速度为2马赫的擞光制导导弹，在3～4 km以外的作战飞机上发射，从发射到击中目标（坦克）仅需6 .4～8 .4s ，这就要求光电对抗系统的反应速度快。

而系统的反应时间与告警器的范围分辨精度有关
4.2 红外告警
红外侦察告警主要应用在可能遭到红外制导导弹（炸弹）攻击的目标，如重要地面目标，坦克，飞机上等。

从70 年代中后期到80 年代末，红外告警设备进入第三代发展时期。

这一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10～20km 。

红外告警技术的发展趋势是：用电扫描或多元并行处理代替机械扫描的全景凝视接收前端；突破高分辨力、高探测率和多光谱方面的探测器；体积小、功能强的单片机代替微机软件；注重功能模块的通用性以及它与系统共用高分辨力的综合显示系统。

4.3 烟幕干扰
烟幕干扰对各种光电武器均有不同程度的干扰效果，应用场合广泛，目前主要由于地面日标上。

试验表明：进攻时使用遮蔽烟幕，能使敌方武器效能降低4 / 5 ：防御时能使敌方武器效能下降9 / 10 。

因此烟幕在现代战争中的作用又引起了世界各国军队的高度重视。

如美军在新版《作战纲要》中，专门对烟幕的作用作了具体的阐述和规定，并在作战部队大量装备了烟幕罐、烟幕机、烟幕炸弹，以及车辆发动机排气烟幕系统和直升机烟幕系统等。

在攻防战斗中，烟幕的使用形式可根据作战任务、发烟器材和气象条件分为四大类，即遮蔽烟幕、迷盲烟幕、欺骗烟幕和识别信号烟幕。

遮蔽烟幕包括帘幕式、地毯式和薄雾式，这种烟幕施放于己方地域或敌我之间，其目的是降低敌地面或空中观察能力以及使敌人的光电系统失效或降低效能。

迷盲烟幕，是施放在敌军阵地上的烟幕，既妨碍敌军在阵地上活动，又妨碍敌向外观察。

欺骗烟幕是用于欺骗迷惑敌人，引诱敌人的注意和火力，从而达到掩护烟幕遮蔽下的部队或装备不受损失。

识别信号烟幕，主要用于指示目标、供应点和后送站，以及显示己方部队阵地，也可根据约定用作联络信号。

红外光与可见光一样，在大气中传播时也会发生折射、散射和能量被吸收的现象。

军用人造烟幕止是利用红外光的这些弱点，有效地使红外辐射衰减。

4.4 激光测距欺骗干扰
进行激光距离欺骗干扰分为正、负距离欺骗两种。

正距离欺骗是在所保卫平台受到敌激光测距信号照射后，经过延时系统延迟后照原路反射回去。

同时．对所保卫的目标采用激光隐身技术．使其激光同
波信号很小，这样，在敌测距机设定的距离选通范围内探测到的只是产生测距正偏差的干扰信号，使敌方做出错误判断，从而成功干扰敌激光测距机。

进行负距离欺编的过程是：激光测距机在对我方目标测距时，被我激光告警器探测到，并立即启动干扰机发射高重复频率的激光脉冲，测距机会因为接收到随机的激光干扰脉冲而出现误指示，从而得不到正确的距离数据。

4.5 激光制导有源欺骗干扰
实施激光欺骗干扰的主要是采用角度欺骗方式，目前土要有同步转方式和应答式两种。

同步转方式是利用敌方目标指示器发射的激光脉冲信号来触发激光干扰机，目标指示器每发射一个激光干扰脉冲，激光干扰机也向假目标发射一个激光干扰脉冲。

这样激光干扰机发射的干扰信号与敌方的制导信号一致，但时间上是滞后的。

采用这种干扰方式关键是看导引头首次认同为己方信号的脉冲是不是激光干扰脉冲。

应答式是利用先进的信号处理系统，迅速地对敌方制导信号的重频和码型进行识别，并根据识别出的相关参数，以某一时刻的来袭信号为同步点，预测下一威胁信号的到来时刻，并略为超前这一时刻，用激光干扰机向假目标发射确定重频和码型的激光干扰脉冲。

这样所产生的干扰信号能先于制导信号进入激光导引头的选通波门。

只要超前时间选得合适，导引头在接收到干扰信号后，便无法接收滞后的制导信号。

鉴于重频和码型识别难度较大，还可采用一种高重频欺骗干扰方法，该方法用多台能发射稿重复频率脉冲的激光器配置在被保护目标的旁边，其中至少有一台激光器与目标的距离较小，因而是处于激光导引头视场内的。

当激光制导武器逼近时，激光器直接向被干扰对象发射激光脉冲，并且脉冲重复频率足够高，保证在导引头的波门宽度之内至少会有一个干扰脉冲进入探测系统，迫使敌光电探测设备将干扰信号当成目标信号进行处理，从而造成敌装备的判断错误。

4.6 激光近炸引信干扰
对激光近炸引信实施有源干扰，一般采用的是转发式的距离欺骗干扰方式。

由激光干扰机对来袭日标发射激光干扰号，使激光干扰信号在远距离上提前进入引信的接收视场，以压制真正的目标问波信号，形成有效的距离欺骗．使引信的信号鉴别与选通系统产生误判，而提前输出起爆信号，引起炸（导）弹的早炸，达到保卫被攻击目标的目的。

4.7 激光致盲
激光致盲式干扰手段，利用波长合适、功率适当的强激光直接照射对方的光电武器与装备，使其内部的光电探测器永久性“失明”或直接烧毁，使整件兵器失效。

这种干扰方式无需考虑对方的脉冲调制、选通波门等参数，在技术上，尤其是在防空作战中是可行的。

它可用于干扰和破坏一定距离内的空对地制导武器和观瞄装置中的光电传感器的正常工作，使精密制导武器失控，从而保卫我方地面目标。

所谓激光致盲武器，就是以激光器为中心，配以侦察／告警定位装置、精密瞄准跟踪装置而组成的武器系统。

它基本上属于战术激光武器的范畴。

激光致盲武器的作战应用，标志着定向能武器时代的到来。

经过近20 年的发展，主要用来破坏光学精确制导导弹传感器的激光致盲传感器武器己经日趋成熟，研制型号很多，有些己装备部队。

通过对已定型的致盲传感器武器的分析，对光学传感器永久性破坏距离可在儿公里的范围内，而对传感器的致眩距离均可超过8km，适于战术应用
4.8 红外干扰弹干扰
红外干扰弹通过点然后产生高温火焰，并在规定的光谱范围内产生强红外辐射能童，从而欺骗或诱惑敌红外探测系统
或红外制导系统。

它有三种战术使用方法：诱骗、分散和淡化。

诱骗土要目的是使红外导弹脱靶，分散主要目的是降低目标被捕获得概率，淡化通常用来对抗红外成像制导反舰导弹，往往用多个诱饵对抗一枚导弹。

4.9 红外有源干扰
红外有源干扰是一种非常有效的红外对抗手段，它通过发出经过调制精确编码的红外脉冲，使来袭导弹产生虚假跟踪信号，从而失控而脱靶。

在固定翼飞机和直升机上装备红外有源干扰机，可以有效地对抗红外导弹，确保自身平台的安全。

目前，红外有源干扰机已在作战飞机上广泛装备，成为飞机自卫的最有效手段之一。

4.10 定向红外对抗
定向红外对抗技术能将红外干扰能量集中到狭窄的光束中，当红外导弹逼近时，导弹逼近告警系统将光束引向来袭导弹方向，使导弹导引头工作混乱而脱靶，相对于常规的红外对抗技术，该技术能提供更远的作用距离并具有更大的灵活性，能有效干扰制导系统先进的新一代红外导弹。

5. 光电对抗技术发展趋势
现代战争中，仅依靠几种分散的光电对抗装备难以满足作战要求。

因此，要增强全面光电对抗能力，就必须综合利用各种光电对抗技术，发展光电对抗系统和光电对抗体系．具有反侦察能力的多波段光电侦察告警装置与具有抗干扰能力的主、被动光电压制、干扰装置等相结合，构成综合光电对抗系统，以便同时对付各种光电传感器。

迄今的光电对抗作战模式将贯穿实际的战术、战役始终，渗透到战场的方方面面．涉及到诸军、兵种，形成战术对抗系统化，战役对抗体系化。

因此，应依次研制各种光电对抗系统，构成光电对抗体系，并纳入战场自动化指挥、控制、通讯、信息等系统，使其与大范围光电对抗融为一体，并完成战役任务。

今后在全方位、大纵深、立体化、“软”、“硬”杀伤一体化战场上，必将出现光电对抗系统和光电对抗体系。

5.1 光电复合告警和综合干扰
随着光电干扰技术的发展，单一波段的光电设备很容易被干扰。

光电复合告警装备能根据战术需要，对红外、紫外和激光等不同波段的光电威胁源进行复合探测和数据融合处理。

多波段光电传感器和多种光电探测信息的融合将使各类告警技术优势互补、资源共享，从而更好地发挥综合效能，提高探测识别的概率。

与之对应，光电干扰也将把多个单一的干扰设备有机地结合在一起，集红外光、可见光、激光、紫外光等多个波段于一身，集有源干扰和无源干扰手段于一体；同时通过对威胁源的分析和识别，确定最佳对抗方案和时机，从而达到最佳的对抗效果。

如发展一体化的干扰火箭技术和系统，将各类不同干扰弹一起发射，可同时对付多种光电制导武器，实现资源的最优配置。

此外，美国等西方国家均在积极地研制大面积、大载荷、高效能和宽光谱的面源红外诱饵、气溶胶烟幕及多波段隐身技术，它可同时对抗来自敌方的红外光、激光、可见光、紫外光等各波段制导及成像制导的威胁。

5.2 宽频谱、一体化光电对抗
未来战争中，采用单一波段的光电对抗设备来对抗多波段光电探测和光电精确制导武器是难以奏效的，必须采用可探测干扰各主要波段光电威胁的光电探测／干扰一体化、软硬杀伤一体化的综合光电对抗系统，来对抗多类型、多目标、多批次的光电精确制导武器。

因此，研究一体化综合光电侦察告警／干扰系统是今后主要的发展目标之一。

如美、英等多方合作研制的定向红外对抗系统就是一种多光谱一体化的对抗设备，
它采用紫外波段做导弹逼近告警，并可实施定向红外激光干扰。

5.3 多元化的光电对抗
随着新能源、新材料和新技术的研究和应用，光电对抗手段更加丰富全面。

新材料技术如致变色材料、智能型材料等逐渐成熟，新的干扰对抗手段和装备不断涌现，形成宽谱、高效的干扰体系，高能激光武器将成为“杀手锏”。

新型光电探测技术使得光电侦察告警的精度和作用距离明显改善，各种抗干扰措施综合使用，将进一步提高武器装各的抗光电干扰效
5.4 扩展光电对抗的空间
经过多年的发展，光电对抗装备的作战平台己经从陆基、海基向空基和天基发展。

为了争夺制空权，美俄等国均在积极发展卫星技术的同时，利用激光技术研制反导和反卫星武器，即利用激光武器摧毁敌方弹道导弹、巡航导弹和卫星。

美国近年来注入大量资金，加快战术激光武器（THEL）、机载激光武器（ABL）、天基激光武器（SBL）、地基激光武器（G BL）和舰载激光武器（HEL -WS）的研制。

目前己经具备全面发展与部署各类激光武器的能力，并有望于未来几年内陆续部署各类天基、机载和地基激光武器。

此外，各类星载光电侦察、告警系统将大量使用，星载无源干扰、有源干扰、反干扰技术与系统也正在加速发展．
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