第4章-光电对抗技术概要

第4章光电对抗技术49一切温度高于绝对零度的物体都有红外辐射，这就是为目标和景物的探测、识别奠定了客观基础。红外系统一般以“被动方式”接受目标的信号，故隐蔽性很好，更易于保密，也不易被干扰。红外探测是基于目标与背景之间的温差和发射率差，传统的伪装方式不可能掩盖由这种差异所形成的目标红外辐射特性，从而使红外系统具有比可见光系统优越的多的识伪能力。目标离开后，其特有的红外辐射会在原地滞留相当长的时间而不会立即消失，借助于此，红外系统变更均由其独特的“追忆记录”功能。50相对于雷达而言，红外系统体积小、重量轻、功耗低、容易制成灵巧装备，且不怕电磁干扰，特别适合于“发射后不管”的精确制导武器。红外技术的缺点：大气层内的探测能力不如微波雷达，且只能利用在三个大气窗口内的目标辐射信息；红外材料品种太少；探测器工艺复杂，成本高昂，其尺寸小，大大限制了红外系统的战术技术性能；现役红外装备大多需制冷手段，影响其应用。51主动红外夜视仪用近红外光束照射目标，将目标反射的近红外辐射转换为可见光图像，实现有效地“夜视”，故它工作在近红外区。大气向后散射的影响当照明光束穿过大气时会被散射，会有部分散射光沿逆向进入观察系统，即向后散射。它在像平面上造成附加背景，降低图像的对比度。在能见度较差时，情况更加严重，甚至成为约束此类系统性能的基本因素524.1.3热像仪热成像技术把目标与场景个部分的温度分布、发射率差异转换成相应的电信号，再转换为可见光图像热像仪的温度分辨力较高，可达0.1-0.01℃，使观察者容易发现目标的蛛丝马迹它工作于中、远红外波段，使之具有更好的穿透雨、雪、雾和常规烟幕的能力，具有很好的洞察掩体和识破伪装的本领它不怕强光干扰，且昼夜可用，使之更适用于复杂的战场环境它在常规大气中受散射的影响小，故通常有更远的工作距离534.1.4搜索侦察与预警系统红外搜索侦察系统按设定的规律不断扫描待查地域、海域或空间，持续收集红外辐射，基此发现目标，进而标示目标位置并发出一定的信号。从应用的角度而言，实际侦察的范围越大越好，但过大空间内信息的同时收集势必大量增加干扰和假信息。一般用小的瞬时视场去扫描足够大的空间范围，使每一瞬间实时获取信息的空域足够小。搜索侦察系统的主要任务是发现目标，其次是粗略测定目标方位。544.1.5红外制导50年代中期，美、英、法等国相继研制成功“响尾蛇”、“火光”和“马特拉”等第一代红外制导的空空战术导弹。导弹的红外导引头采用非致冷硫化铅探测器，工作波段1～3微米。它只能对敌机作尾追攻击，易受阳光干扰。60年代以后，在三个大气窗口都相继有了可供实用的红外系统，攻击方式从尾追发展到全向攻击，制导方式也有了全红外制导(点源制导和成像制导)和复合制导（红外/电视、红外/无线电指令、红外/雷达）。55红外点源制导系统已广泛应用于空空、地空、岸舰和舰舰导弹等数十种战术导弹上。目前，点源制导系统仍是上述战术导弹的主要制导方式之一红外成像制导系统的研制工作始于70年代中期，它比红外点源制导系统提供的信息丰富，具有更强的识别能力和更高的制导精度。80年代初，已在“小牛”空地导弹上使用。随着焦面阵列器件的研制成功，红外成像制导系统将进一步提高识别能力，并使导弹具有自主攻击能力。564.1.6激光技术激光是利用光能、热能、电能、化学能或核能等外部能量来激励物质，使其发生受激辐射而产生的一种特殊的光。572、激光的特性一是能量集中，亮度高。高亮度激光束经聚焦后，可产生几百万个单位的高温高压，千分之一秒内使任何金属汽化。激光的亮度可以比太阳表面的亮度还要高出一百亿倍以上，1毫瓦氢氖激光器：太阳亮度=44:1。二是方向性强，波束扩散小。激光照射到三、四百公里远时，其波束直径也只扩散到30米左右；雷达波束发射到这同样的距离时，其直径将扩散到1万米左右。三是单色性好，波长范围很窄。激光的波长范围很窄，比一千万分之一埃还要小，是普通光的几亿分之一。581、激光测距激光测距的原理是：通过向目标发射激光信号，根据激光信号往返于测点与目标之间所用的时间而求出距离的。激光测距在军事上可用于地形测量，战场前沿测距，坦克及火炮的测距，测量云层、飞机、导弹及卫星的高度等。592、激光雷达利用激光束搜索、跟踪和测量活动目标的装置叫激光雷达。激光雷达的工作原理和微波雷达相似，都是利用电磁波照射目标并接收回波的方法，发现、识别和指示目标的，只是工作波段不同。激光雷达在军事上的应用：武器鉴定试验、武器火控、跟踪识别、指挥导引、大气测量等603、激光制导应用激光作为跟踪目标和传输信息的手段，将导弹、炮弹、航空炸弹等导向目标的技术。激光制导具有命中精度高、抗电磁干扰能力强等优点，因而得到广泛应用，是精确制导武器的一种重要制导方式。激光制导的种类主要有：半主动回波式制导、全主动回波式制导和波束式制导。目前应用较为普遍的是半主动回波式制导。614、激光通信激光通信是把光作为传递信息的载体，通过把信息（音频信号）调制到光波上，经介质（大气、光缆等）的传输，将信息传至对方，再经接收终端解调，还原成声音而实现通信的。按照激光传播途径的不同激光通信可分为大气激光通信，空间激光通信，水下激光通信和光导纤维通信等方式625、激光武器利用激光的能量直接摧毁目标或杀伤破坏其组成部分使之丧失战斗力的武器称为激光武器。根据激光器输出功率的大小，激光武器可区分为低能激光武器和高能激光武器两大类。低能武器主要指激光干扰与致盲武器，它是重要的光电对抗装备，主要用于干扰和致盲敌方的光电传感器和敌方官兵的眼睛高能激光武器也称死光武器，它是借助于激光束的热能直接摧毁目标，可用于打击导弹、卫星、坦克、飞机等63在军事上其他方面的应用激光技术在军事的应用除上述几个方面外，还包括：激光侦察、激光核聚变、激光计算机、激光陀螺等。644.2光电对抗技术4.2.1光电对抗定义、分类和特征1、光电对抗的定义光电对抗是敌对双方在光波段的抗争，它采用光电技术的手段去探测敌方目标，同时采取必要的光谱对抗措施去削弱、阻止对抗使用光波段电磁频谱，尽力保证己方有效使用光波段电磁频谱。光电对抗具有两方面的作战效能：一方面是最大限度地削弱、降低、甚至彻底破坏敌方光电武器的作战效能；另一方面是有效地保护己方光电装备和人员免遭敌方干扰而正常发挥作用。653、光电对抗基本特征（1）频谱匹配性（2）视场相关性（3）快速反应性664.2.2光电对抗技术体系光电对抗技术体系包括光电侦察、光电干扰和光电伪装与防护三个方面的内容光电侦察告警是实施有效干扰的前提。光电侦察告警是指利用光电技术手段对敌方光电装备或武器平台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。67光电侦察告警有主动侦察告警和被动侦察告警两种方式。主动侦察告警是利用对方光电装备的光学持性而进行的侦察，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；被动侦察告警是指利用各种光电探测装置截获和跟踪对方光电装备或武器平台的光辐射，并进行分析识别以获取敌方目标信息情报。68光电干扰指采取某些技术措施破坏或削弱敌方光电设备的正常工作，以达到保护己方目标的干扰手段。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干扰或主动干扰，它利用己方光电设备发射或转发敌方光电装备相应波段的光波，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，它是利用特制器材或材料，反射、散射和吸收光波能量，或人为地改变己方目标的光学特性，使敌方光电装备效能降低或被欺骗而失效，以保护己方目标的一种干扰手段。69光电伪装与防护是指为保护己方的武器装备以及光电装备或设施免遭敌方的光电探测、和光电干扰或强光攻击，所采取的技术措施或对抗手段。703、光电侦察告警的关键技术（1）大视场低虚警率红外告警技术（2）高灵敏度低虚警率大动态范围激光告警技术（3）微弱紫外光探测技术（4）激光主动侦察目标识别技术71光电干扰的特点（1）干扰手段多样化（2）快速反应能力强（3）效能消费比例高723、光电干扰的关键技术（1）激光欺骗干扰信号模式技术（2）激光攻击精密跟踪引导技术（3）红外诱饵材料配方技术（4）宽光谱烟幕材料及大面积快速成烟技术733、光电伪装与防护的关键技术（1）高效光电隐身材料技术（2）多波段复合伪装技术（3）反超光谱侦察伪装技术（4）多波长激光防护与加固技术74