浅谈我眼中的光电对抗在军事中的运用

浅谈我眼中的光电对抗在军事中的运用

摘要：随着红外和激光技术的不断完善，光电对抗技术在现代军事中的地位也逐渐地提高，各种光电对抗设备和武器也变成了不可或缺的重要作战手段。先简单地介绍各种相关光电侦察和光电干扰技术，并谈一些自己的想法。最后在谈论一下光电对抗技术在军事上未来的发展趋势。

关键词：光电对抗 军事应用 海湾战争 光电侦察 光电干扰 未来发展趋势

正文：

不得不说，对以前的我来说“光电对抗”这个名词是相当陌生的。但通过最近查了的大量资料，我想自己对它也算有了一定的了解了。

首先简单地介绍一下何为光电对抗。这是指利用光电对抗设备通过光波的作用，对敌方光电观瞄器材和光电制导武器进行侦察、干扰或摧毁，以削弱或破坏其战斗效能，同时保护己方光电器材和武器的有效使用。它是电子对抗的组成部分，包括了光电侦察与光电干扰、反光点侦查与反光电干扰两个部分，涉及到可见光、红外和激光三个技术领域。由此可见，光电对抗是现代电子战的一个重要分支，且必将在未来的战争中起到一决胜负的作用。

下面还是应该先略微介绍一下光电对抗技术的发展历程。红外对抗始于20世纪50年代。美国是最先研制成对抗红外制导导弹的红外装置的国家，在1974年第四次中东战争中，就开始使用红外干扰机和红外干扰子弹等。自此，红外对抗技术才得到了进一步的发展；而激光对抗则始于60年代末期，1968年美国研制成功世界上新的制导武器激光制导炸弹时，便开始了对抗措施的研究。在70年代初期，就开始出现坦克载激光告警设备、舰载激光告警器和装在飞行员头盔上的激光告警器。一直至今各国都在积极地发展光电对抗技术并建立新型的光电对抗体制。毕竟，随着光电对抗技术的发展和应用，使得现代战争中防空武器系统面临的作战环境越来越严峻，没有光电对抗能力或对抗能力差的防空武器不仅不能有效地杀伤敌人，甚至自身的生存也会成为问题。而且近代的几次战争也从侧面充分地证明了这点，历史的教训往往更直接、更深刻。

现在就以海湾战争为例来分析光电对抗技术在现代战争中所起的作用。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

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战术，成功地摧毁了伊军大部分的战略、战术目标，在短期内就打垮了号称世界强国的伊拉克庞大的作战系统，而多国部队自己仅损失作战飞机几十架，人员伤亡数百人，取得的战绩不可谓不辉煌。其实早在战争爆发前5个多月的危机中，多国部队就开始充分利用他们的光电技术的优势了，积极开展了以光电侦察为主要内容的光电对抗，使用配有红外传感器的KH-11、KH-12“锁眼”式卫星和“曲棍”式卫星。其中，KH-11“锁眼”式卫星能够拍摄可以辨别直径为30cm的地面物体的照片，而KH-12“锁眼”式卫星则能辨别直径为10cm的地面物体，更神奇的是这两者还能在夜间侦察到任何散热的物体；“曲棍”式卫星则能探测到地下几米深的物体。除此之外，当然还有其他大量的武器和侦察器材。正是在这些有效设备的帮助下，美军才能提前对伊拉克的各种军事目标和电磁信号进行全方位和不间断的侦察、监视与监听，为以后多国部队的空袭和地面打击提供准确可靠的情报，也在一定程度上为日后早日结束战争打下基础。另外，海湾战争一共进行了42天，地面战争仅仅打了4天，而空袭与反空袭的作战却持续了38天。伊拉克拥有的苏制地空导弹系统和德、法制造的“罗兰特”地空导弹武器，不具备对抗高强度光、电干扰能力和对抗反辐射导弹与空对地光电制导武器的能力，在空袭中几乎丧失了战斗力。而作为敌人的多国部队在空袭时采用了多种飞机综合编队方式，除EA-6B，EF-111A专用电子飞机携带大量光电对抗设备外，作战飞机均配备了各类自卫光电干扰设备。此类设备在作战时有效地抑制了SA-7、SA-9、SA-13、“罗兰特Ⅱ”等防空导弹的攻击能力。也因此多国部队的飞机损失率只有0.5%，可见机上的自卫干扰发挥了多大的作用了。此外，多国部队还运用了反辐射导弹以及光电直到空对地导弹，发射了1000多枚HARM和100多枚ALARM导弹，使得伊拉克地面制导设备遭到了毁灭性的打击。综上就不难看出：光电对抗在现代战争应用的必要性和广泛性了。

现在就详细地展开分析一下光电侦察和光电干扰。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。光电侦察分为主动侦察和被动侦察两种。主动侦察是利用对方光电设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方式；而被动侦察则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

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射，并进行分析和识别以获取对方目标信息情报的一种手段。光电侦察技术涉及的内容是相当广泛的，包括了微光夜视、红外成像、多光谱照相、激光主动侦察、红外遥感及电视侦察等技术。

微光夜视技术是利用星光、月光和大气辉光来进行夜间观察的夜视技术，通常分为微光夜视仪和微光电视两类。微光夜视仪以像增强器为核心部件，通过带像增强管的夜视镜，对夜暗微弱光照亮的目标进行增强，在极低照度（10-5lx）条件下有效地获取景物图像的信息；微光电视是像增强管和电视摄像管相结合的微光夜视系统，在显像管上显示图像，是一种间接观察系统。简单来说，就是像增强技术和电视摄像技术相结合的产物。

红外成像技术是把目标与场景各部分的温度分布、发射率差异转换成相应的电信号，再转换为可见光图像，即把不可见目标可视化的技术。其成像机理与微光夜视仪却完全不同，可以承受较强光线的直射而不致损坏，可以成像监测的波段（包括中、远红外）也更宽，能覆盖一些重要的军用波段，并且还具备环境适应性好、隐蔽性好、抗干扰能力强、能在一定程度上识别伪装目标，体积小、重量轻、功耗低等优点，所以能在军事上得以广泛应用。

多光谱侦察技术是将目标发射和反射的各种波长的电磁波划分成若干窄的波段，也就是波谱带，然后再在同一时间分别用不同波段的设备对目标进行照相或扫描的手段，它具有多通道、窄道宽、信息量大、准确度高、造价高的特点。可以说，这是一种很重要的电子侦察技术手段，可以对目标实施侦察、监视或跟踪，以搜集地面、海洋或空中目标的情报。另外，根据工作方式、设备的种类的不同，多光谱侦查还可以分为：多光谱照相、多光谱扫描、多光谱电视摄像侦查。多光谱照相是在可见光照相基础上向红外和紫外扩展的技术，可以同时获得同一目标的不同光谱带的像片；多光谱扫描是利用光学—机械扫描方式接收地面目标景物反射和发射的电磁波，并将它们分成若干波段（通道）同时进行探测；多光谱电视摄像则就是在多光谱照相和多光谱扫描的基础上，集成上电视摄像管而成的产物，其可以在显像管上实时显示图像，获取的侦察信息量更大、更准确，可以监测的范围也更为广阔。

光电告警是光电侦察的特殊应用形式，而光电侦察告警又是实施有效干扰的前提。只有准确探测到敌方的攻击并判断出这些武器对己方的威胁程度，才能合

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理地采取对抗措施，达到预期的作战目的。一般采用的是红外告警技术和激光告警技术这两种。

红外告警技术是研究与开发最早的一类告警技术，是根据目标发出的红外信号来发现并定位目标，主要应用在可能遭到红外制导导弹（炸弹）攻击的目标，比如：重要的地面目标、坦克、飞机等。目前红外告警技术已经发展到了相当高的水平，可做到全方位，多目标搜索、跟踪与定位，目标分辨率可达微弧量级，自动引导干扰系统作战，还能通过成像显示提供清晰的战场情况，威胁告警距离可达10~20km。

如果希望及时地截获、测量和识别敌方的激光威胁，那么激光告警就必须满足下列要求：(1)探测器接收视场足够大，能够接收来自各个方向的激光辐射；（2）探测器的光谱响应范围（即光谱带）要足够宽，足以覆盖敌方可能发射的所有激光的波长；（3）探测率高，要对所有来袭的激光都能告警；（4）虚警率低，要做到克服各种背景光（如：阳光、闪电、探照灯、电光弹以及其它弹药爆炸所引起的闪光）所带来的干扰；（5）定位精度高，响应时间短，要能准确判断出来袭激光的方位及角度；（6）应尽可能多地提供更多来袭激光的信息，如：波长、强度、方位角、脉冲特征等 。举个例子，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也是有关的，所以精准的信息就显得尤为重要了。这样不仅能快速准确地锁定敌方目标，还能为迅速反击争取时间，从而实施有效的干扰。

说完光电侦察，自然不能少了光电干扰了。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手段。和光电侦察一样，它也分为有源干扰和无缘干扰两种。有源干扰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，对敌方光电设备进行压制或欺骗干扰；无缘干扰也称消极干扰或被动干扰，这是一种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，使敌方光电设备效能降低或受欺骗失效，以掩护真实目标的干扰手段。同样拿海湾战争作个很好的例子，当年伊拉克在当时十分被动的情况下，曾匆忙点燃了大量的油井，那满天弥漫的烟雾就使得那些光电侦

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察设备无法识别目标，自然光电制导武器也就失去了用武之地了。这主要是因为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。而这些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（即光电传感器）和信息处理单元（即计算机），这就好比是人的眼睛和大脑。光电对抗技术本来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”。如果采用强光致盲、至眩干扰使其“眼睛”变瞎、烟雾遮蔽使其“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、光电欺骗使其“大脑”产生错误判断而攻击虚假目标，那么就能有效地对抗敌方的光电制导武器和光电侦测设备了。

那就说一下现在比较多的对抗手段，有烟雾干扰、激光测距欺骗干扰、激光制导有源欺骗干扰、激光近炸引信干扰、激光致盲、红外干扰弹干扰、红外有源干扰和定向红外对抗等。

烟雾干扰，顾名思义就是利用烟雾来形成干扰屏障，对光电制导威胁做出快速反应，干扰敌方光电侦察系统和光电制导系统，从而大幅降低其命中率，来保护我方目标和行动。它的应用场合相当广泛，且实验证明：进攻时使用遮蔽烟雾，能使敌方武器效能降低4/5；抵御时使用能使地方武器效能降低9/10，由此就不难看出它干扰效果的不俗。另外，烟雾的干扰效果还可以用Beer—Lambert定律进行描述，由定律可知：光在均匀分布的烟幕中传播，经过距离L后，其强度I?L?变为：I?L??I0exp??u(?)L?；气溶胶微粒的消元系数u???包含吸收系数ua???和散射系数us???两部分，即：u????ua????us???。倘若气溶胶微粒之间的距离足够大，使每个微粒对入射光的衰减作用不受其他微粒的影响，那么就可以认为上述各个系数与气溶胶微粒的粒子数密度N成正比，即可以根据敌方探测激光的强弱来进行烟雾的散布与释放。

激光测距技术是激光在军事上应用最早和最广泛的技术之一，也是激光雷达技术的基础。激光测距欺骗干扰装备一般由电子延迟设备和发射激光器组成。根据欺骗干扰信号的不同，可分为正、负距离欺骗两种。正距离欺骗是指在受到敌方激光测距信号照射后，经过极短的电子延迟，按照原路发射一个同敌方测距信号同波长、同脉宽的信号，从而产生测距正偏差的干扰信号，使其造成错误的判断并对其进行有效干扰。负距离欺骗是指为了有效保护己方的军用装备，产生测

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距负偏差，从被保护目标向四周发射高重复频率的激光脉冲，使敌方测距机接收到一个负偏差的虚假测距信号。

激光制导欺骗干扰技术利用与敌方激光目标指示器同波长、同脉冲、同编码方式的激光武器，照射一些预期产生的虚假目标，以达到以假乱真，扰乱或欺骗敌方激光制导武器的目的。激光有源欺骗干扰技术可分为回答式和同步转发式两种。回答式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；而同步时的激光干扰机发射的干扰信号与敌方的制导信号是一致的，但是美中不足的是时间上的滞后性。激光欺骗式干扰系统是由有源干扰分系统、激光告警分系统、激光干扰发射机及漫反射假目标组成。需要特别提出的一点是它的低消耗性，因为激光欺骗干扰是以激光信号为诱饵的，除了消耗少量电能之外，几乎就不会消耗其他任何资源了，而干扰设备还可以长期重复使用。

在近炸引信中，激光引信以其定距精度高、抗干扰性能强而倍受青睐，并向中小口径方向发展，如：1997年挪威Noptel公司研制的一种迫弹通用激光近炸信号NF2000M，2001年又同美国Junghams公司联合研制的PX581迫弹通用激光近炸信号。一般对激光近炸引信实施有源干扰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目标发射激光干扰号，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，达到包围被攻击目标的目的。

激光致盲技术是利用激光束的能量干扰、攻击目标的一种定向能技术。它利用波长合适、功率适当的强激光直接照射敌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，使整件武器失效。激光致盲干扰系统的基础与核心应该就是高功率、高光束质量的激光器，同时还配以侦察、告警定位系统和精密瞄准跟踪装备，它基本属于战术激光武器的范畴。激光器既然是核心，自然需要有相对较高的标准：（1）高的输出功率，至少要达到探测器的饱和阀值或材料的破坏阀值；（2）适合的激射波长，必须处于“大气窗口”且具有合适的激光工作材料，目前常用的主要有波长1.315?m的COIL激光器、3.8?m的DF激光器及10.6?m的CO2激光器等；（3）良好的光束质量，即较小的束散角，因

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为激光远场处的激光能量密度与距离和束散角乘积的平方成反比，与激光器的初始输出能量成正比。一般通过光束定向发射器对输出激光进行扩束以获得较小的束散角；（4）体积小、重量轻，适于武器化。这些标准在机载的或天基激光武器系统就自然会高出许多。激光致盲武器在战场上的应用，标志着定向能武器的时代的到来。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经过近20年的发展也已经日趋成熟，研制的型号也有很多，而且有些已经装备到军队里去了。通过对已定型的致盲传感武器的分析，对光学传感器造成永久性破坏的距离可在几公里的范围之内，而对传感器的致眩距离均超过8km，这些充分证明了激光致盲在战术上有效的应用。

红外干扰弹是通过燃烧剂产生高温火焰，在规定的光谱范围内产生强红外辐射，模拟飞机或者它要保护的目标的红外特征，以强于真实目标的红外辐射干扰、从而欺骗或诱惑滴红外探测系统或红外制导系统，以达到保护目标的目的。因此红外干扰弹要在辐射波段上与目标相近，辐射强度大于目标辐射。它有诱骗、分散和淡化这三种战术使用方法。诱骗的主要目的是使红外导弹脱靶，发散的主要目的是降低目标被捕获的概率，而淡化则通常用来对抗红外成像制导反舰导弹，往往是用多个诱饵对抗一枚导弹。

红外有源干扰机是一种非常重要的红外对抗装置。在固定翼飞机和直升飞机上装备红外有源干扰机，可以有效地对抗红外导弹，以此确保自身平台的安全。在作战飞机上安装红外有源干扰机已经成为了目前飞机自卫最有效的手段之一。它通常是由高能红外光源、离合开关、调制器和光学系统（相当于发射天线）组成。红外有源干扰机主要有两种：角度欺骗式干扰机和致盲式干扰机。角度欺骗式主要是用来对抗红外点源制导导弹，它发出经过调制编码的红外脉冲，该干扰信号和被保护目标的信号一起被来袭导弹的导引头接收，结果产生虚假的跟踪信号，使导引头无法提取正确的误差信号，那么目标就会从导引头视场中消失；致盲式则采用大功率红外辐射源，依靠强功率使导引头上的红外探测器产生过载或烧毁。就目前来说，角度欺骗式的在各国的装备上运用得更为广泛。它也拥有着一些显著的特点：（1）由于红外有源干扰机是与被保护目标在一起的，那来袭的红外制导导弹就无法从速度上把目标与干扰信号分开；（2）在载体能够提供足够能源的情况下，红外有源干扰机可以较长时间持续得工作以弥补红外诱饵有效干

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扰时间的短暂和弹药有限的不足。总之，要想红外有源干扰机充分发挥它的效力，就应该做到干扰机的光谱辐射能覆盖导弹导引头所能响应的光谱区；干扰机辐射的能量能保证干扰信号进入导弹的信号处理装置；干扰脉冲能通过调制盘以及调制频率要处于导弹制导系统电路的通频带内。

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，当红外导弹迫近时，导弹迫近告警系统将光束引导来袭导弹的方向，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，定向红外对抗系统能量更为集中，干扰/信号比更高，干扰效果更好，更能有效地干扰制导系统先进的新一代红外导弹，且不会受到使用数量的限制，也不会引起安全方面的问题。定向红外对抗系统主要由系统控制处理器、导弹告警系统（MWS）、发射机、电源/调制器组成。总而言之，用双色或多色红外或紫外导弹告警系统，用多波段高能激光干扰源代替现有的氙气干扰源，用闭环技术代替现有的开环技术（开环系统比较简单，不需要反馈信息，但干扰/信号比较低，效果不是很理想；而闭环系统虽然复杂，需要使用较亮的激光器，处理器也必须增加针对各种威胁的算法，以提高程序能力和数据处理效率，但是获得的干扰/信号比较高，系统也更灵活，能更为有效地对抗新型红外导弹），必将成为定向红外对抗系统发展的必然趋势。

介绍了那么多的光电对抗技术，最后不妨再来讲一下它的发展趋势。众所周知，我们生活在一个日新月异、科技水平飞速发展的社会，各类新兴的电子设备层出不穷，人们也普遍追求高效便捷的产品，所以拥有命中精度高、作战全天候、抗电磁干扰能力强等无可比拟优点的光电对抗技术便顺理成章地受到了世界各国军方的广泛关注。想在现代战争中取胜仅靠几种分散的光电对抗装备显然是远远不够的，因而，要想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。

接着就具体地谈一下发展趋势的特点。第一，光电对抗信息融合及多光谱化。从前面的介绍中，我们就不难了解到：多光谱探测技术、多波段制导技术的广泛使用能极大地提高武器系统的作战效能和抗干扰能力，因此应该对光电对抗装备的工作波段进行相应的扩展，把多波段的信息进行融合。通过此举，不仅能大大

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降低告警设备的虚警率，而且可以大幅提高对抗敌方侦察和干扰装备的能力。 第二，对抗手段综合化。随着近现代科技的进步，电子对抗领域的斗争也趋于了复杂化，许多电子侦察和制导武器也都采用了这种方法。将多功能集成化，把光学技术、雷达技术、微电子技术、计算机技术和图像处理技术综合应用，使光电侦察告警、光电干扰和其他对抗手段结合起来，智能化技术和C4ISR系统结合，抗电子对抗提升到系统的对抗里去。第三，光电对抗的多元化。现在对于新能源、新材料和新技术的研究和应用越来越受到人们的关注，那么能够用于光电对抗技术的方式就更应该丰富多彩。致变色材料、智能型材料等新材料技术逐渐的成熟，又不断地有新干扰对抗手段和装备闪亮登场，渐渐形成了宽频高效的干扰系统。这崭新的系统使得光电侦察告警的精度和作用距离都明显地改善，各种抗干扰措施的综合运用，都在逐渐地提高武器装备的效能。第四，光电对抗仿真评估系统完善化。该系统的发展与人们为了缩短光电武器研制周期，大幅度降低成本，干扰和反干扰效果最优化不无关系。由此不难看出它的优势就是灵活、可控、保密、节约资源和性价比高等。其实，已经有不少国家建立了该系统，如：美、英、法、德、以色列和俄罗斯等，其中美国更是不出意外地领先于其他国家。

在了解了这么多的相关知识之后，我越来越感受到：发展光电对抗技术的必要性。毕竟，现在的战争再也不会较量双方人员的多少，更何况还有不少以少胜多的经典战役。想要在现代战争中立于不败之地，就必须拥有先进的光电对抗设备，建立起相对完善的系统。 参考文献：

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电源抗干扰技术研究》

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[8] http://wenku.http://www.wodefanwen.com//view/bc4fa24ecf84b9d528ea7a59.html 《定向红外对抗系统概

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