美军电子战兵器及其应用与发展

一、综述

美军认为:电子战是一种军事行动,它包括利用电磁能量来确定、利用、削弱或阻止敌方使用电磁频谱的行动,也包括保护己方使用电磁频谱的行动。为争夺电磁频谱使用权和控制权所采用的电子装备或器材通称电子战装备。

美军的电子战装备主要有三大类:

一是电子侦察器材,美军称作电子支援器材,包括电子情报侦察器材和电子支援侦察器材。它们能对敌方电磁波进行搜索、侦收、标定并迅速分析其性质、位置,为作战行动提供有关情报,为实施干扰、欺骗的反对抗措施提供依据。 

二是电子干扰器材,美军称作电子对抗器材。它们依据电子支援措施获得的情报信息,对敌方使用的电磁波进行干扰和欺骗,削弱或破坏敌方电子装备效能,甚至予以彻底摧毁。目前已投入实战使用的电子对抗器材主要是电子干扰、电子伪装、“隐身”和直接摧毁器材。 

三是电子反对抗器材。这类器材用于保障己方电子设备的正常工作,能对敌方的电子战器材进行反侦察、反干扰和反摧毁。 美军电子战装备代表着当今世界最高水平,陆、海、空三军已生产和装备部队使用的电子战装备多达550多种型号,并且所有作战飞机和舰艇都具有很强的自卫电子战能力。其中空军电子战装备发展最快,海军次之,陆军相对落后。 

空军目前专用电子战飞机多达294架,占作战飞机总数的5.4%,主要包括俄EF—111A电子战飞机、EC130H型C3对抗飞机和F—4G“野鼬鼠”反雷达飞机。美国空军电子战能力迅速发展的另一个标志是装备了新型的F—117A等隐形飞机和“哈姆”高速反辐射导弹。目前已装备“哈姆”反辐射导弹4000余枚。 

海军装备的电子战飞机包括—型电子战飞机、EA—6B预警飞机,两者总数为232架,占海军作战飞机总数的7%。舰载电子战装备齐全,可形成全方位、立体化的最佳防空电子战配系。 

陆军主要装备下述三类电子战系统:师用战术电子战系统、军用战术电子战系统、自卫性电子战系统。陆军电子战装备现已具备在整个电磁频谱范围内对作战地域有效地进行侦测、监听、记录、分析和干扰的能力。

二、美军电子战装备现状和性能水平

(一)侦察设备

1、电子侦察设备从技术上看,目前美军侦察接收机的灵敏度达到—80至—分贝毫瓦,能接收多种工作方式通信信号。雷达侦察接收机的灵敏度大都在—60至—80分贝毫瓦之间,截获概率高于90%,在接收机的动态范围内每秒可接收25万至万个脉冲信号和连续波信号,响应时间为0.1—l秒。 

2、光电侦察设备美军的光电侦察设备分为红外侦察设备和激光告警设备。美军研制和装备的侦察设备主要有:

AN/AAR—34、38、43、44、AN/ALR—21、23等红外告警系统和AN/VRR—2RWR、

3、激光告警设备。较新的红外侦察告警设备能够自动向飞行员发出告警和发出干扰指令,能连续进行边跟踪边搜索处理,能对付多枚导弹的威胁,能在太阳辐射、地理背景的情况下识别威胁和干扰。美军典型光电侦察告警设备性能见表8—1。表8—1美军典型光电侦察告警设备的性能美军侦察告警设备目前存在的主要问题是型号繁多、单功能传感器呈分立状态。

(二)干扰设备

1、电子干扰设备美国生产和装备部队使用的电子干扰设备有290多种型号,其中空军有多种,海军有种,陆军也有40多种型号。 

80年代装备的有源干扰设备,主要特点:一是有其自备的侦察引导接收机和数字信息处理机,从而使系统的自动化程度显著提高,功率管理能力日益完善;二是覆盖范围进一步扩展;三是积木化程度极高,可根据任务和威胁组配成不同结构;四是可以随威胁变化重编程。 

美军目前使用的无源干扰投放器不仅可以投放箔条弹,还可投放红外诱饵弹及一次使用干扰机。常用的无源干扰物有:金属箔条和各种形状的角反射器等。为降低成本,美军现已使用各种涂敷铝、锌、铅、银等金属的玻璃纤维或尼龙纤维代替金属丝。投放方式有气动式、引爆式和火箭投放,多数无源干扰投放器能由电子支援系统或有源干扰系统控制投放。箔条弹的干扰频率范围2—20千兆赫,单发弹的雷达截面积大于平方米。 

2、光电干扰设备光电干扰设备分为有源干扰设备和无源干扰设备。有源干扰设备中又分为红外干扰设备、红外干扰诱饵、激光干扰设备,无源干扰设备包括烟幕剂和涂料。 

美国目前研制生产的有源红外干扰设备领先于其它国家已生产了10多种型号产品,主要有:AN/AAQ—4、8,AN/ALQ—123、140、114、146、147、157红外干扰设备,并已分别装备到陆、海、空军。其作用范围一般与告警的警戒范围一致,可发出红外干扰辐射,使红外制导的来袭导弹失去控制而偏离目标。其主要光电干扰设备的性能见表8—2。表8—2美军主要光电干扰设备性能此外,美军正在研制红外诱饵弹、激光武器等用于光电干扰。红外干扰诱饵又称红外曳光弹,美军已研制一种采用液化烟火剂的曳光弹,并广泛应用于各种战斗机、轰炸机、直升机和舰艇上,是对抗红外制导导弹的重要手段之一。它的特点是结构简单、成本低、可多载多投,是美国空军进行光电电子战的主要手段。 

在无源干扰设备方面,美军研制的烟幕剂可使微米激光的平均衰减率达70%以上,因而可用来对付现有的激光制导武器。美国一家公司研制的一种喷涂膜,如涂在飞机铝壳上,可使高能激光被反射,从而使飞机免遭破坏。

(三)反辐射导弹

美军从年开始研制和装备反辐射导弹,至年已经装备了三代反辐射导弹,并于年完成了第四代反辐射导弹的工程发展阶段工作。目前装备的反辐射导弹三代并存。 

其中,比较好的反辐射导弹是—高速反辐射导弹,主要由F—4G反雷达飞机携带,也可由A—6、A—7、F—、F—16、F—18、F—、B—52等飞机携带。它速度高(3马赫)、反应快、射程远(大于20公里)、战斗部采用破片杀伤战斗部,重66公斤,激光近炸引信,威力大。采用集成电路和新的抗干扰技术,工作频段—千兆赫,导引头可覆盖现役各种雷达的工作频率,并能采用重编程序取代修改硬件的办法对新威胁实施攻击。但结构复杂、制作要求高,因而造价太高。

三、美军电子战装备在实战中的应用

美军电子战由来已久,早在朝鲜战争时,就广泛使用了电子干扰器材。在越南战争初期,美军大规模轰炸越南北方时尚缺乏雷达干扰手段,越军每发射15枚萨姆——2防空导弹即可击落1架美军飞机,而当美军装备—等干扰机专门为攻击机群提供电子干扰掩护时,越军每击落美军架飞机需要导弹的数量增加到了84枚。80年代,美国陆、海空三军对电子战装备的运用,都已形成完整的理论,从年的美利冲突和年的海湾战争中都可以看到这一点。

(一)美军在空袭利比亚作战中电子战装备的应)

1、基本情况年3月24日13时,美军以“提康德罗加”号导弹巡洋舰为首的特遣舰队,越过利比亚总统卡扎菲宣布的“死亡线”进入了锡拉得湾,与此同时,美军—“鹰眼”、“徘徊者”、F—14“熊猫”、F/A—18“大黄蜂”等舰载机轮流升空,保持架左右在不同空域盘旋。14时52分,美军数架F—14“能猫”战斗机越过“死亡线”飞行,遭到利比亚从锡拉得镇导弹阵地发射的2枚苏制萨姆—5防空导弹的攻击,美军利用—电子战飞机进行干扰,使利比亚的导弹偏离目标坠入大海。19时45分至20时14分,利比亚又发射5枚防空导弹,均因被美军—电子战飞机所干扰而未击中目标。21时26分,美军—预警飞机及时发玉向美军舰队驶来的1艘利比亚导弹巡逻艇,2架A—6“入侵者”攻击机立即从航空母舰上起飞,用雷达制导的“鱼叉”反电子战飞机截获利比亚锡拉得镇导弹阵地上的雷达信号,美军出动飞机在离导弹阵地16—20公里处发射了—高速反辐射导弹,将利比亚导弹阵地上的控制雷达摧毁。23时15分,美军空中预警侦察飞机发现了刚从班加西港驶出的苏制“纳奴什卡”大型导弹艇,美军2架攻击机将其重创。25日1时15分,美军“约克城”号导弹巡洋舰上的“宙斯盾”系统发现、跟踪并瞄准了利比亚正在执行巡逻任务的3艘导弹巡逻艇,用“鱼叉”导弹击沉、击伤各1艘。1时54分,—电子战飞机和—预警飞机又截获了利比亚导弹阵地上已修复好了的制导雷达的辐射信号,美军再次向导弹阵地发射了2枚高速反辐射导弹,摧毁了制导雷达的天线。 4月8日,美国政府决定实施“黄金峡谷行动”。15日1时554,美军3架—、4架—首先对利比亚预警雷达网实施了强烈的干扰,F/A—18和A—7E攻击机从60米上升到米高度飞行,引诱利比亚雷达开机,发射了近50枚“百舌鸟”和高速反辐射导弹,攻击的黎波里和班加西的地空导弹系统阵地,命中了5部雷达天线,迫使利比亚其它雷达关机,在6分钟内,使利比亚雷达和地空导弹系统完全陷入瘫痪。2时整,美军—飞机和—飞机对利比亚的重要军事目标进行了攻击。当—飞机发现利比亚雷达跟踪后,海军飞机发射反辐射导弹实施压制。整个“黄金峡谷行动”前后仅用了18分钟,就摧毁了预定的5个目标、5座雷达和10余架飞机,而美军仅损失1架飞机。 

2、应用特点

一是使用各种电子战装备建立多层次、全方位的侦察、预警控制网。美军在外层空间有4颗电子侦察和照像侦察卫星执行对袭击目标的侦察、定位任务,在大气空间有—高空侦察机、—预警飞机、—电子干扰飞机实施电子侦察,在海上有“宙斯盾”舰载指挥控制系统和电子侦察系统,在水下有4艘装有声纳的核潜艇和电子侦察系统与空中电子对抗行动遥相呼应,在陆上的意大利“兰佩杜萨岛”上设置了地面雷达站和信标台,从而布成一个天罗地网似的电子对抗战场。 

二是大量使用电子战飞机担负重要作战任务。在“草原烈火行动”中,电子战飞机及时截获了利比亚防空导弹制导雷达的辐射信号,并及时发现、监视防空导弹制导雷达的频率变化情况,利比亚防空导弹制导雷达虽然前后更换了5种频率,但均被截获。之后,电子战飞机立即向其施放强烈的杂波干扰,使利比亚雷达操纵手无法确定美军飞机的位置。在“黄金峡谷行动”中,美军电子战飞机掩护空袭飞机的出航;在攻击机进入目标区之前6分钟,首先使用强大的电子战飞机编队,诱使敌人雷达开机,实施压制性干扰或引导攻击机发射反辐射导弹,摧毁其雷达和导弹阵地;在突袭目标过程中,电子战飞机又施放强烈干扰,使公里范围内的利比亚雷达迷盲,指挥通信中断,致使利比亚地空导弹盲目射击。 

三是使用反辐射导弹摧毁利比亚制导雷达。

(二)美军在海湾战争中电子战装备的应用

海湾战争中,美军部署的大型专用电子战飞机达多架,其中包括4架—电子侦察机,12架—、架—、架—、24架—电子战飞机和62架—反雷达飞机,电子战飞机占美军参战飞机的8%左右,占作战飞机的16%左右。另外,还大量运用了机载和舰载自卫软武器系统。 —装有—战术干扰系统,共飞行了约架次,对伊拉克的预警雷达、测高雷达和地面控制截击雷达实施干扰,掩护了美军的飞机。—共出动多架次,对伊军实施干扰。—电子战飞机,共出动多架次。—装有数字计算机控制的—雷达攻击和告警系统,共出动多架次,发射多枚“哈姆”导弹,攻击伊方目标搜索与跟踪雷达。美国海军电子战兵器舰载的大约20架—“鹰眼”预警机。美军及其盟军通过48小时的软硬压制,使伊军的雷达迷盲、导弹失控、指挥通信中断、截击引导失灵,防空网完全陷于瘫痪状态,结果,多国部队空袭飞机的战损率不足%,比常规战损率3%下降了两个数量级。 

l、建立全方位的侦察与监视网战前,美军就在海湾部署了高、中、低三层侦察系统,全方位、多途径、昼夜地对伊军进行不间断的侦察与监视。在高层,通过部署在地球同步轨道上的2颗电子情报卫星长期监视海湾地区,利用在赤道上空的2颗信号情报卫星与地面情报截获系统相配合,获取伊军通信联络信号。在中层,美军派出7架—、6架—及多架—高空侦察机在高空进行电子侦察,每天还至少出动5架—电子侦察机,用于截获电子情报。在地面,利用设在阿曼、塞浦路斯和意大利圣维托等处的39座地面站进行监听和侦察。在水面,美军航空母舰群除配有—预警机之外,还有舰载—、—等电子侦察设备和—电子战系统、“宙斯盾”雷达防空系统。在水下,美军“洛杉矶”核潜艇配有电子侦察和声纳设备。 

2、综合运用电子战器材进行电子干扰压制美军在开战前5个小时,实施了代号为“白雪”的电子战行动。首先,以地面电子干扰设备对伊军的指挥、控制、通信系统进行强烈的干扰,尔后,出动大批—、—、—电子干扰飞机,分别在距目标区、、公里的空域对伊军的防空雷达、通信系统实施强烈的电子压制干扰。当第一批“战斧”巡航导弹飞向巴格达时,美军的电子干扰达到了最激烈的程度,伊拉克司令部与战斗部队之间的联系完全中断。美军在实施大规模轰炸时,大批电子干扰飞机对伊拉克的警戒雷达、引导雷达、制导雷达、炮瞄雷达实施了强烈的电子压制干扰,使伊拉克雷达迷盲、武器失控、通信中断。 美军把不同类型、不同型号、不同频段、不同功能的电子战器材与电子战手段结合起来,除了使用大量的有源雷达干扰设备外,还辅以大量金属箔条等无源干扰器材相配合,此外,还广泛采用了光电对抗手段,以对付伊军的红外制导武器。在战争过程中,美军的电子干扰一直是陆空联合进行的,在地面使用了电子干扰车和通过特种手段部署在敌占区的一次性使用的电子干扰机。美军电子干扰和电子对抗飞机一直为空袭机群实施突防护航干扰及远、近距离支援干扰,自始至终地配合整体战役行动。 

3、在关键时机实施电子欺骗空袭开始时,电子战飞机为攻击机群提供了“保护伞”,机载欺骗式干扰机首先施放欺骗性干扰或发射“战术空射诱饵”,诱使伊军防空雷达开机,随后遭到反辐射导弹摧毁。 美军发动地面攻击前,第7军和第18空降军从科威特南部的原集结地向西转移了几百公里,但仍留下电台,继续发送掩人耳目的无线电信号,造成这两个军仍留在原地的假象,使伊军相信美军将会实施两栖登陆。结果,真正的攻击不是从海上登陆而是从科威特西部发起,伊军4天后惨败,电磁欺骗无疑起了重要作用。 

4、重视使用反辐射导弹实施硬摧毁美军在进行大规模轰炸时,出动大批—“野鼬鼠”攻击机,用“哈姆”反辐射导弹直接攻击伊拉克正在工作的无线电辐射源,给伊军电磁兵器造成直接的破坏,并给操作人员造成很大的心理压力,迫使伊军雷达关机。

四、美军电子战兵器的发展趋势

(一)电子侦察设备

1、扩展工作频段美军为了对付新电磁频谱的威胁,新研制的电子侦察设备正向毫米波与光波波段扩展。到年,美军电子侦察设备的工作频率范围可达到—吉赫。美军通信侦察设备已向全频段通信接收机过渡,并将研制频率达几吉赫的通信侦察设备。 2、研制新体制侦察接收机近年来,美军正在积极研制以声光和数字技术为基础的新型侦察接收机,出现了扩频、捷变频、毫米波雷达和通信新体制装备。在年前后,美军新体制的侦察接收机将装备部队。另外,综合应用多种体制的侦察设备正成为一个发展方向,例如将宽带接收机和窄带接收机相结合,由高截获概率的接收机快速截获信号,然后,引导到第二部高精度的接收机对信号参数进行测量和分析。 

3、提高侦察设备的性能目前美军大都采用微处理机进行信号的分析、处理和功能控制,以实现自动化和增强功能,将来会更多地使用高性能的微处理机。 

4、发展快速机动的小型侦察测向设备美军要求战术通信侦察测向设备小型化,能快速机动,同时,还要具有较高的灵敏度和较宽的频率覆盖范围。

5、进一步发展光电侦察设备

(二)电子干扰设备

1、提高电子干扰功率美军为了全面干扰敌方的军事电子装备,正不断努力提高干扰机的功率。在50年代,美军的干扰机只有上百瓦的功率,60年代达到上千瓦,70年代达到几千瓦,到80年代,美军采用了功率管理技术,干扰机的脉冲功率已达到兆瓦级,到年,美军电子干扰机的功率将达到几兆瓦。 

2、积极研制多波束电子战系统为了实现单机可干扰多部雷达的战术目的,美军正积极改进目前单波束干扰机,研制多波束干扰机。最有前途的多波束干扰技术包括:相控阵干扰系统、透镜馈电干扰系统和固态阵干扰系统。这类干扰机与超高速集成电路和处理机相结合,将实现对干扰信号进行多维控制能力,达到最佳的干扰效果。 

3、研制和装备快速跳频通信干扰设备美军目前正在发展快速响应式精确的窄带干扰机,使用压缩式接收机对信号进行快速截获,用可调滤波器与高速频率合成器结合实现快速测频与干扰。 

4、发展多种光电干扰器材在激光干扰机方面,重点研制一次性使用的激光干扰机;在红外干扰机方面,将使之更为灵巧;在红外诱饵弹方面,主要解决对付全向红外寻的导弹和双色红外制导导弹,发展温度较低的红外诱饵弹。 

5、发展新型无源干扰器材美军将研制多种新型于扰物,如:由金属化合物微粒组成的金属电离气,它能在射频段实施大面积、长时间屏蔽或干扰。在投放器方面,将重点研制智能化投放器,与整个电子战系统结为一体。 

6、努力实现电子干扰系统的一体化和通用化美军计划装备空、海军机载电子战系统,具有一体化和通用化的特点。它利用超高速集成电路处理机把雷达射频、毫米波、红外和激光告警设备及干扰设备组合在一起,并与航空电子设备结合为一体,不仅能提供侦察告警和干扰,还可分享其它机载传感器和分系统提供的信息。 

7、积极发展和广泛应用反辐射导弹美军目前正在研制各种新型的反辐射导弹,发展方向为:频率覆盖拓宽到0.1—40千兆赫;采用复合制导,以提高反雷达关机和抗干扰能力;发展通用型反辐射导弹,扩大反辐射导弹的使用面;采用新的微波技术和数字信号处理技术,提高导引头对信号的贮存、分析、识别和记忆能力,增强在复杂电磁信号环境中攻击目标的能力;导弹的制导和控制全部实现数字化,提高反辐射导弹的反应速度;提高导弹的飞行速度,增强攻击的突击性,提高载机和导弹的生存能力;发展有较长留空时间、可自动搜索、跟踪目标的小型巡航式反辐射导弹。

(三)光电对抗设备

l、发展新型光电侦察与干扰设备在光电侦察告警设备方面,美军正在研究各种宽视野、无虚警、高灵敏度、低噪音的光电侦察接收系统,在光电干扰设备方面,美军正在研制和发展大功率的光电干扰设备,可有效地进行干扰或破坏。 

2、发展多功能综合光电对抗系统为了适应未来战争的需要,美军正在研究使射频、红外、激光侦察告警与干扰系统综合成一体化的多功能对抗系统,如美国空军正在研制一种综合射频、红外、激光侦察告警系统。预计在年前后,将研制成功侦察、告警、干扰和实时检测一体化的多功能综合对抗系统。 

3、发展光电隐身技术在红外隐身方面,一是采用将绿色陶瓷涂层涂在发热体上,以减少物体结构材料的红外辐射;二是研制高效的消光材料。在激光隐身技术方面,主要研制反激光涂料和涂层,有效地吸收激光辐射。 

4、发展空间光电对抗技术光电技术和设备是空间探测技术、侦察识别技术、通信技术以及武器系统的指挥控制技术的基础。美军为了在未来战争中掌握绝对的制天权,将大力研制空间光电对抗技术,以侦察、干扰、破坏敌方的空间光电设备和光电武器系统。

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