第二節　面臨的戰場威脅與任務

隱身技術是未來信息化戰爭中實現信息獲取與反獲取、奪取戰爭主動權的重要技術手段，是攻防對抗雙方取得戰略、戰役、戰術和技術優勢的重要內容，也是新一代武器裝備的顯著技術特征。隱身性能已成為現代主戰武器裝備的重要戰技指標之一，是軍隊戰斗力生成的重要增長點之一。隨著信息技術的飛速發展和戰場環境的復雜變化，隱身武器的出現對戰爭模式已經帶來了重要影響，并成為戰爭中決定勝負的一個重要因素。

一、武器裝備主要戰場威脅分析

在現代戰場上，隨著探測、控制、彈藥技術的長足發展，先進偵察系統和精確打擊系統已經對地面武器裝備構成了不可忽視的威脅。這種威脅具有全方位、大縱深、全天候、多層次等顯著特點。因此，在高技術戰爭中，先進偵察系統和精確打擊系統構成了地面武器裝備的主要戰場威脅環境。

1.先進偵察技術構成的威脅

各種高新技術的廣泛應用，使得現代軍事偵察技術種類繁多。按偵察平臺可分為天基偵察、空基偵察、海基偵察、陸基偵察。

①天基偵察。天基偵察主要依托的平臺是各種軍用衛星，是一種重要的戰略偵察手段。其中，對裝甲裝備構成直接威脅的主要有偵察衛星，包括成像偵察衛星、電子偵察衛星、海洋監視衛星等。目前，美國是擁有軍事衛星最多的國家，其功能配系較全。

②空基偵察。空基偵察主要指各種航空偵察裝備（也稱空中偵察裝備），是軍事偵察系統的重要組成部分，它包括有人駕駛偵察機、無人偵察機、偵察直升機、預警機、偵察氣球和飛艇等偵察平臺，以及安裝在平臺上的各種雷達、電子探測器材等偵察設備。

③海基偵察。目前，各國海上的偵察裝備是由水面艦艇、潛艇等平臺攜帶有關傳感器（包括雷達、聲吶、電子支援設備、光電設備）組成的偵察系統。這些系統雖然專用于偵察目的，但大都是包括武器、指揮和控制等功能的綜合系統。對于地面兩棲裝備，可能遇到的海基偵察手段有各種艦載或岸基雷達。未來還有雷達與指揮控制綜合系統、主動式被動相控陣雷達、高頻表面波雷達。

④陸基偵察。地面偵察裝備主要包括裝甲偵察車、戰場雷達、地面傳感偵察系統和無人地面偵察車等。這些偵察系統可與海基、空基、天基偵察資源共同構成陸戰偵察體系，及時為地面部隊提供準確的戰場態勢和目標信息。表1-1列出了典型的陸基偵察裝備。

2.精確打擊技術構成的威脅

精確打擊技術是各種高新控制技術和彈藥技術相結合的產物。地面武器裝備面臨的精確打擊火力基本可以分為兩類，一類是精確制導導彈，另一類是末敏彈。

（1）精確制導技術

精確制導技術的發展集中體現在導彈導引體制的變化上。現已發展的制導技術主要有毫米波制導、紅外制導、激光制導、電視制導、微波制導、光纖制導等。這些技術的應用，使反坦克導彈對裝甲目標實施精確打擊成為可能。尤其是毫米波的使用以及紅外導引頭/探測器技術的發展，使導彈的精確制導有了引人注目的發展。表1-2列出了國外研制的幾種新型反坦克導彈。

（2）末敏彈技術

末敏彈是末端敏感彈藥的簡稱。這里的“末端”是指彈道的末端，而“敏感”是指彈藥可以探測到目標的存在并被目標激活。末敏彈專門用于攻擊集群坦克的頂部裝甲，是一種以多對多的反集群裝甲和火炮的有效武器。末敏彈除了具有常規炮彈間瞄射擊的優點以外，還能在目標區上空自動探測、識別并攻擊目標，實現“打了不用管”，是一種具有優化性價比的智能炮彈。盡管末敏彈的命中概率低于導彈的命中概率，但要高于常規炮彈，且其成本較低，因此具有廣闊的應用前景。世界上較為典型的末敏彈如表1-3所列。

二、探測與反隱身技術

1.雷達探測技術

雷達反隱身技術是指使雷達探測、跟蹤、定位隱身目標而采用的技術。通過采取擴展雷達的工作頻段、改進雷達的探測性能、發展新技術體制雷達等途徑，可提高雷達的反隱身能力。現在要提高雷達的反隱身探測能力有兩個途徑：一是改進現有雷達本身的探測能力；二是研制新型雷達或使用新的探測方法。

雷達探測距離的增加必須從提高雷達接收信號處理能力入手，力爭使雷達的靈敏度提高幾個數量級。可以通過采用超高頻和毫米波超高速集成電路、單片集成電路技術、計算機數據處理技術、數字濾波、電荷耦合器件、聲表面濾波和光學方法等先進技術來提高信號處理能力。在此基礎上，再通過雷達聯網來提高現有雷達的反隱身能力。另外提高探測隱身目標能力的先進技術還包括頻率捷變技術、擴頻技術、低旁瓣或旁瓣對消、窄波束、置零技術、多波束、極化變換、偽隨機噪聲、恒虛警電路等技術。還可以通過功率合成技術和大時寬脈沖壓縮技術，來增加雷達的發射功率。

（1）超寬帶雷達

超寬帶雷達的定義：雷達發射信號的分數帶寬大于0.25的雷達。超寬帶雷達的發射脈沖極窄，峰值功率很高、頻譜分布在很寬的范圍內，具有相當高的距離分辨力，能夠有效對付采用雷達吸波材料和平滑外形等隱身技術的隱身目標。有以下幾點優勢和能力：①測距分辨率可高達厘米量級；②具有能夠識別和區分各目標的重要能力；③發射的脈沖包含許多頻率，能夠突破窄頻段吸波材料的吸波效應；④具有對單個或多個目標的高分辨率成像能力；⑤具有較強的穿透植被、土壤和墻壁的能力；⑥具有一定對抗電子對抗的能力。美國和俄羅斯在超寬帶雷達的研制方面已走在前列，充分研究和總結超寬帶技術在各方面的進展，有助于形成一個完整的理論體系，加速超寬帶產品的開發。

（2）超視距雷達

當前隱身系統主要對抗頻率為0.2～29GHz的厘米波雷達，超視距雷達工作波長達10m，靠諧振效應探測目標，幾乎不受現有雷達波吸收材料的影響。同時，超視距雷達波是經過電離層反射后照射到飛行器上的，因此它成了探測隱身武器的有力工具。國外實驗表明，超視距雷達可以發現2800km外、飛行高度150～7500m、雷達截面為0.1～0.3m2的目標。

（3）雙基地或多基地雷達

多基地雷達的發射機和接收機處在不同的地方，最簡單的多基地雷達是由一部發射機和一部接收機組成的雙基地雷達。多基地雷達利用目標的側向或前向反射回波，從不同的方向對隱身飛機進行探測，破壞了隱身武器通過減少后向反射進行隱身的目的。測試表明，利用前后向反射探測的雷達截面值比僅利用后向反射的高約15dB。多基地雷達的發射站和接收站相對目標之間的夾角越大，就越有可能捕獲到隱身目標。由于多基地雷達的接收機是被動接收，所以不會受到定向干擾和反輻射導彈的威脅。

（4）雙波段雷達和多種探測裝置融合

美國反隱身導彈技術的核心是頻帶相隔較寬的雙波段雷達系統。這種雷達使用一個頻率非常低的頻段，探測遠距離目標；使用另一個頻率較高的頻段，對目標進行非常精確的測量和定位。最后把融合的雷達信息與由光學和紅外探測裝置得到的部分數據進行綜合，構成能精確確定和分析目標的多頻譜系統。

（5）機載和浮空器載雷達

隱身飛行器的隱身重點一般放在鼻錐方向±45°范圍內，機載或浮空器載探測系統通過俯視探測，容易探測隱身目標。美國空軍的E-3A預警機的S波段脈沖多普勒雷達在高空巡航時可發現100km距離以內、雷達截面為0.1～0.3m2的目標。

飛艇和氣球等浮空器也有可能作為反隱身平臺。1996年，美國批準“聯合陸地攻擊巡航導彈空中網絡探測器”計劃，這種在氣球平臺上載有監視雷達和跟蹤照射雷達的系統能探測、跟蹤、輔助攔截低空巡航導彈，可連續工作32天。Mark7-CS對流層系留氣球雷達，高度3000m，采用TPS-63雷達，探測隱身巡航導彈的距離為56km。

2.紅外探測技術

紅外探測是利用特定波段的紅外線來實現對物體目標的探測與跟蹤，紅外探測技術是將不可見的紅外輻射線探測出并將其轉換為可測量的信號。任何物體，只要其溫度高于熱力學零度，就會發出紅外輻射，就能被紅外探測設備所探測，因此紅外探測技術有其獨特的優點，從而在軍事國防和民用領域得到了廣泛的研究和應用。

紅外探測技術的主要優點在于符合隱身飛機自身高度隱蔽性的要求，即被動探測、不輻射電磁波，而且由于工作波長較微波雷達短3～4個數量級，可以形成高度細節的目標圖像，目標分辨率高。隨著隱身技術的發展，紅外探測系統正逐步成為新一代戰斗機的主要傳感器之一，與電磁微波雷達處在了同樣重要的位置。

到目前為止，紅外探測技術已發展到第四代，現已大批裝備的主流產品是采用掃描焦平面4N或6N陣列的第二代前視紅外系統。掃描焦平面陣列（FPA）是碲鎘汞多元線列并聯掃描技術的進一步發展。它不僅增加線列的單元數量，而且增加線列（行）數，形成串并掃描，同時采用多級時間延遲和積分（TDI）技術把串聯掃描同一行單元的光電信號依次延遲并相加。它采用阻抗低的光伏型碲鎘汞材料，能與硅電荷耦合器電路低耗耦合。碲鎘汞多元焦平面陣列與硅電荷耦合器中間由銦柱連接形成夾層結構從而制成混成雙片焦平面陣列紅外探測器。

掃描焦平面陣列的優點在于降低了噪聲等效溫差（NETD）和最小可分辨溫差（MRTD），因而使前視紅外的探測距離增大50%甚至1倍。但是，它的探測單元數量仍然不夠多，滿足不了全視場成像的要求，屬于掃描線列與凝視焦平面陣列之間的過渡型。

第三代前視紅外的標志是凝視焦平面陣列。與第二代產品相比，增加了探測單元的數量，取消了光機掃描器；利用微電子技術把探測陣列和各種信息處理電路集成在一個芯片或混成在兩個芯片上，消除大量從杜瓦瓶內向外的引線；以新型中、長波紅外探測材料，替代難加工且昂貴的碲鎘汞。凝視焦平面陣列被認為是熱成像（包括前視紅外）技術的一次革命，成為第三代熱成像器的標志。在最新的機載光電探測系統中，已經開始大范圍地采用第三代凝視型前視紅外，如LANTIRN2000、LITENING Ⅱ等項目中，都采用了3～5μm的紅外焦平面器件。

第四代前視紅外體現在中波和長波波段的同時工作能力，最近出現的多量子阱紅外探測器為這種雙波段探測器提供了一種方法。具有不同光譜靈敏度的多量子阱層可以在縱向集成的結構中生長，通過在多量子阱疊層的中波紅外和長波紅外部分產生分開的接觸層，實現了精確的像元匹配。多量子阱技術為人們提供了一種容易生產的多色焦平面陣列。這種技術允許人們對兩種或者更多的顏色同時進行積分和讀出，每一種顏色都在同一個焦平面陣列上得到像元配準。這種像元配準多色焦平面陣列提高了系統的性能，同時也大大簡化了系統其他元件的設計，簡化了現有多色設計中的多個焦平面陣列、掃描器、制冷器等，可降低系統的成本，減輕系統的重量，縮小體積，并能減輕計算機的處理負擔，從而可以應用于更多的軍事領域。

3.利用聲學探測裝置探測隱身飛機和導彈

為了成功地對付B-2轟炸機，要求在25～200mile（40～320km）遠處進行探測、跟蹤、殺傷。為此，美軍提出了聲學探測系統。

聲學探測系統的基本探測裝置是麥克風，由5個揚聲器組成的探測器陣列可以探測8km外的B-2轟炸機的聲音，能夠粗略估計信號到達的方向。每個探測器陣列將探測和方向信號傳送給中央設施進行最后處理。為了保證B-2轟炸機在15min內（飛行240km）處于被跟蹤狀態，要求“警戒線”覆蓋544km2地區，這需要27000個探測器陣列。此外，戰術、干擾和其他設計問題也將降低該系統的效能。但這并不說明聲探測系統沒有用，而是說明其比較復雜。

4.激光探測技術

激光探測是將激光信號通過探測器轉換成電信號的過程，在激光接收以及激光測距、通信、跟蹤、制導、雷達等研究和應用中具有重要的作用，有直接探測和外差探測兩類。直接探測的方法比較簡單實用，普遍用于可見光和近紅外波段。外差探測方法能提高信噪比和對微弱信號的探測能力，但設備比較復雜，且要求信號有很好的相干性，主要用于中、遠紅外波段。隨著激光技術在武器裝備中的應用，偵察敵方激光制導炸彈、激光測距等激光信號，對于提高己方生存能力和重點目標的防御能力具有重要意義，已成為各國武器裝備和技術發展的熱點。

5.紫外探測技術

早在20世紀50年代，人們即開始了對紫外探測技術的研究。紫外探測技術是繼紅外和激光探測技術之后發展起來的又一軍民兩用光電探測技術。紫外告警探測器是通過探測導彈尾翼中的紫外線輻射來探測目標的。紫外告警設備是戰術飛機等作戰平臺用來對來襲導彈進行逼近告警的一種光電探測裝備，即通過探測來襲導彈尾焰的紫外輻射，以判斷威脅方向及程度，實時發出警報信息，提示駕駛員或者自動選擇合適時機，實施有效干擾，采取規避等措施，對抗敵方導彈的攻擊。

盡管紅外制導是目前導彈的主流制導方式，但隨著紅外對抗技術的日趨成熟，紅外制導導彈的功效將受到嚴重威脅。為了反紅外對抗技術，制導技術正在向雙色制導方面發展，這其中也包括紅外-紫外雙色制導方式。

高靈敏度、低噪聲紫外探測器件的研制是紫外探測技術的另一關鍵。目前，紫外探測器有如下幾類：紫外真空二極管、分離型紫外光電倍增管（UV-PMT）、成像型紫外變像管、紫外增強器及紫外攝像管等。而最新的一種是帶微通道的光電倍增管（MCP-PMT），它具有響應速度快、抗磁場干擾能力強、體積小、質量輕且供電電路簡單等特點。目前，帶有MCP結構的近貼式聚焦型紫外變像管及增強器以及與之相應的自掃描陣列也已經出現，并被用于紫外探測衛星、空間防務及火箭-導彈尾焰紫外探測等方面。

國外在固體紫外探測器件方面亦有發展，目前增強型硅光電二極管、GaAsP和GaP加膜紫外固體器件、GaN紫外探測器、紫外CCD（UV-CCD）等器件都已在開發研究之中。

6.無源微波探測系統

無源探測系統本身并不發射電磁波，而僅僅依靠被動地接收其他輻射源的電磁信號對隱身目標進行跟蹤和定位。按照所依靠輻射源的不同，無源探測系統分為兩類。

①通過接收被探測目標輻射的電磁信號對其跟蹤和定位。隱身飛機在突防的過程中，為了搜索目標、指揮聯絡等，必然使用機載雷達等電子設備，電子設備發出的電磁波有可能被無源雷達發現。

②利用電臺、電視臺甚至民用移動電話發射臺在近地空間傳輸的電磁波，通過區分和處理隱身目標反射的這些電磁波的信號，探測、識別和跟蹤隱身目標。此方法的優點：第一，民用電視發射機和中繼站網、移動電話發射臺，在實戰中被敵方攻擊的可能性小；第二，接收站不以輻射方式工作且機動性強，不易對其探測和攻擊，生存能力強；第三，信號源是40～400MHz的低頻、波長較長的電磁波，有利于探測隱身目標和低空目標；第四，該系統簡單，尺寸小，可以安裝在機動平臺上；第五，該系統可以晝夜和全天候工作；第六，價格低廉。

但是，這種被動探測方法需要解決一系列技術問題，主要是必須在無線電發射機直接輻射信號背景上鑒別出很弱的目標反射信號（衰減千萬分之一至萬分之一）。此外，為測定目標角坐標需要高速測量和信號幅相特性處理設備，需要新一代超高性能信息處理機。目前，美國、法國和德國正在研制這種探測技術的系統。

美國洛克希德·馬丁公司研制的這種跟蹤飛機、直升機、巡航導彈和彈道導彈的新型被動探測系統，稱為“隱蔽哨兵”。它實際是一個無源接收站，利用商業調頻無線電臺和電視臺發射的50～800MHz連續波信號能量，檢測和跟蹤監視區內的運動目標。該系統由大動態范圍數字接收機、相控陣接收天線、每秒千兆次浮點運算的高性能商用并行處理器和軟件等組成。大約2.5m的面陣天線安裝在建筑物側面，能獲得關于頻率反射能量的精確方向。該測試系統采用標準電視接收天線，一個平面陣能覆蓋105°方位，仰角50°，橫向視角60°內覆蓋最好。要求覆蓋360°方位則需要用多個面陣，它們可共用一個處理器，但更新速率會降低。該系統的核心是“無源相干定位”技術。該系統的早期實驗證明，它跟蹤10m2小目標的距離可達180km，改進后可達220km。該系統經過改進后，最終能同時跟蹤200個以上的目標，間隔分辨力為15m。

法國“湯姆森-CSF”公司研制了“黑暗”探測系統，配置在巴黎市郊，它從20km外的埃菲爾鐵塔上以及距巴黎180km的電視發射機信號中獲得目標信息。據報道，該系統與典型的空間探測雷達的指標可一比高低。

德國西門子公司將移動電話設施作為對付隱身飛機的雷達系統。該系統將移動電話基站作為“發射機”，用于照射空中目標，使用手提箱大小的接收機系統截獲目標反射的信號。通過計算接收到的幾個基站的信號之間的相位差，就能提供飛機的位置。

無源探測雷達系統將朝著高精度、高速度、組網型、小型化的方向發展，而實現高精度快速探測有賴于電磁環境監測、大動態數字接收機、直達波對消、微弱信號檢測、機動目標檢測、多平臺組網等多項關鍵技術的突破。

總之，采用雷達、紅外、紫外、激光等技術的綜合型復合光電探測器系統，并不斷拓展其響應頻譜范圍，降低虛警率和提高多傳感器數據融合能力，才能滿足未來戰場反隱身探測技術的需要。根據目前我國經濟狀況和軍隊裝備水平的現實情況，提高現有雷達的探測能力和信號處理質量不失為一種效費比較高的反隱身手段。