坦克主動防護系統威脅目標綜合探測干擾技術

王延暴 郝小寧 楊評論

（西安電子工程研究所 西安 710100）

摘要：介紹了坦克裝甲平臺主動防護系統的威脅目標綜合探測干擾技術，技術措施包括防攻頂有源相控陣雷達、寬帶無源電子偵察、寬帶有源電子干擾、多波段光學告警、激光壓制、紅外干擾等，主要完成對威脅目標的告警、探測和干擾等功能，提高坦克裝甲車輛的防護能力和生存能力。在設計中，有源相控陣雷達、寬帶無源電子偵察、寬帶電子有源干擾等設備采用射頻前端綜合設計，同時和多波段光學告警、激光壓制、紅外干擾、中央處理器等設備進行一體化設計。各組成部分采用模塊化設計，以適應各種裝甲平臺的通用化要求。

關鍵詞：主動防護系統；綜合防護系統；防攻頂有源相控陣雷達

The Integrated Detection Jamming Technologies of Tank Active Protection System for Threatening Targets

Wang Yan-bao Hao Xiao-ning Yang Pin-lun

（Xi’an Electronic Engineering Research Institute，Xi’an 710100，China）

Abstract：The integrated detection jamming technologies of tank armored platform active protection system for threatening targets is presented. The technical measures including anti-top-attack active phased array radar，wideband passive electronic reconnaissance，wideband active electronic jamming，multiband optical alarm，laser suppression，IR jamming，etc. are mainly intended to accomplish alarming，detecting and jamming for threatening targets，and to enhance protective ability and survivability of the tank armored vehicle. The equipment like the active phased array radar，wideband passive electronic reconnaissance，wideband electronic active jamming employ RF front end integration design，and meanwhile，combining with equipment like multiband optical alarm，laser suppression，IR jamming，central processor into one body design. Each integral part adopts modularization design so as to suit for generalized requirements of various armored platform

Keywords：active protective system； integrated protective system； anti-top-attack active phased array radar

引言

自第一次世界大戰坦克首次登上人類戰爭舞臺至今，其發展已有近百年的歷史。伴隨坦克技術的不斷發展，各種反坦克武器的研制也相繼開始，并迅速發展。近幾十年來，隨著作戰思想的變化和新技術在軍事上的廣泛應用，反坦克武器的作戰縱深也不斷擴展，且呈現出明顯的立體化優勢。在未來地面戰場上，坦克裝甲車輛除將面臨現有威脅外，還將面臨來自空中/地面的攻頂導彈、動能導彈、自尋的攻頂導彈/炮彈和自尋的動能導彈/炮彈等新的威脅，而且將面臨被更先進的紅外、紫外、激光、毫米波、無線電射頻和可見光探測器/尋的頭遠距離瞄準的威脅。

隨著反坦克彈藥效能的長足進步和大量擴散，傳統靠增加裝甲厚度等傳統的防御手段已難以抵消反裝甲技術的發展。而主戰坦克等裝甲車輛自身的防護能力直接關系到它在戰場上的生存能力和作戰能力。因此，俄羅斯、美國、英國、以色列等國都在積極探索研制新的裝甲車輛防護技術，于是坦克主動防護系統應運而生。戰車的主動防護系統以主動出擊、消滅敵人來保護自己。它能夠提前發現或檢測到對自身的威脅，然后采取主動措施（如攔截、摧毀、干擾或迷惑等手段），在敵方導彈或炮彈擊中戰車前消除威脅，或最大限度地降低被命中的概率和被毀壞的程度。

1 國外發展現狀及趨勢

1.1 國外發展情況

俄羅斯在主動防御系統的研究上一直處于領先的地位。早在20世紀80年代初期，蘇聯就研制出了世界上第一種主動防御系統——“鶇”，如圖1所示，并將其安裝在T-55A中型坦克上。該系統采用硬殺傷原理，利用帶破片戰斗部的火箭彈攔截來襲的反坦克導彈和火箭，可以為坦克炮塔正面60度的弧形區域提供防護，據稱其對抗RPG反坦克火箭的成功率可達80%。

1993年，俄羅斯開始裝備“窗簾”主動防御系統，如圖2所示。這是一種軟殺傷系統，它利用光電對抗裝置干擾敵方的激光測距儀、激光目標指示器以及半主動視線導引反坦克導彈等。目前，俄羅斯的不少T-80UK、T-80U和T-90主戰坦克上均裝有該系統。俄羅斯陸軍人士表示，該系統可以使“陶”式、“龍”式、“海爾法”導彈的命中概率降低3/4，使“米蘭”和“霍特”導彈的命中概率降低2/3。

90年代中期，俄羅斯開始研制“競技場”主動防御系統，如圖3所示。該系統是一種硬殺傷系統，防護范圍可達300度，并具有一定的防攻頂能力。在戰斗模式下，安裝在坦克頂部的雷達不斷搜索附近范圍內的移動目標，一旦確定來襲導彈后便迅速將其鎖定，隨后火控系統計算出目標彈道參數和相應的攔截軌道，并自動發射攔截彈。攔截彈根據火控系統的指令在距來襲導彈10米左右的距離上起爆，形成定向破片區，從而摧毀目標或降低目標對坦克的威脅能力?！案偧紙觥毕到y可以全天候使用，并具有一定的目標選擇能力。此外，攔截彈產生的破片區域距離坦克20-30米，不會對伴隨的步兵產生太大的威脅。試驗表明，“競技場”系統對于“陶”式、“霍特”、“海爾法”等反坦克導彈以及RPG、LAW火箭彈均有較好的攔截效果。

美國針對“未來戰斗系統”進一步研制和完善的“綜合陸軍主動防護系統”（IAAPS），如圖4所示，美國“綜合陸軍主動防護系統”IAAPS研制的目的是用于保護美國陸軍“未來戰斗系統”中有人駕駛車輛免受各種反坦克武器的威脅。該系統中的被動式傳感器系統發現來襲的目標后將提示計算機，由其對目標進行分類，而后選擇多種方式打擊目標。通過急促發射小型低速彈丸來摧毀來襲高爆彈藥，同時，這種防護系統不會傷害附近的己方部隊，可以安裝在各種類型的地面戰斗車輛上。

2004年，德國的迪爾（Diehl）系統公司推出了名為“阿維斯”（Awiss）的車輛主動防御系統，如圖5所示。這是一種輕型的模塊化系統，適用于坦克以及一般的輕型裝甲車輛。“阿維斯”系統采用一部K波段搜索定位雷達，可靠性高，即便在復雜的環境中也可以正常工作。在捕捉到來襲彈藥并確定攔截位置后，系統會發射一種重約3千克的榴彈，在距車輛數米的距離上利用破片來摧毀目標。該系統已通過了一系列測試，期間攔截了包括RPG火箭彈和“米蘭”反坦克導彈在內的多種目標。

2005年，拉斐爾和以色列飛機工業公司推出了一種全新的主動防御系統——“戰利品”系統，如圖6所示。該系統采用了高性能的陣列雷達和高速火控計算機，能夠發現、跟蹤并摧毀包括所有已知反坦克導彈和火箭彈在內的威脅，為裝甲車輛提供全方位的保護。最值得注意的是“戰利品”系統的攔截彈采取碰撞殺傷的方式，這不但極大地提高了攔截成功率，還將對伴隨步兵的附帶殺傷概率降低到了最小。此外，該系統還具有相當高的目標選擇能力，在2006年進行的一次測試中，“戰利品”主動防護系統探測到2枚來襲的火箭彈，并摧毀有威脅的1枚，對另1枚不具威脅的火箭彈沒有做出反應。

1.2 發展趨勢

隨著反坦克武器的不斷發展，任何單一的探測干擾技術都有自己的缺點，不可能滿足坦克的探測干擾要求，因此未來主戰坦克的主動防護系統威脅目標綜合探測干擾一定是各種探測干擾系統的組合。綜合探測干擾系統中的探測系統必須能完成全空域的搜索，并且作用距離必須能滿足系統相配套的防護距離的要求。綜合探測干擾系統的對抗系統也要有多種防護系統組成，在遠距離如果能對來襲彈藥實施干擾則實施干擾，通過不同的設置或者不同的干擾措施來對付不同的反坦克武器。

2 綜合探測干擾技術

2.1 綜合探測干擾措施組成及工作原理

本文提出的坦克主動防護系統威脅目標綜合探測干擾技術，由有源相控陣雷達、寬帶無源電子偵察、寬帶有源電子干擾、多波段激光告警、激光壓制、紅外干擾、中央處理器等設備構成，裝載在防護平臺上，主要完成探測和自衛功能。探測系統主要由兩維有源相控陣雷達完成，具有多目標探測、高精度跟蹤、火力控制等能力，對目標進行精確探測和跟蹤，引導火力系統對威脅目標實施攻擊，并對毀傷效果進行評估。自衛主要由電子偵察干擾和激光告警等設備完成，具有偵察告警和干擾能力，對敵方雷達、來襲導彈進行偵察和干擾，使其失去作用或降低精度，減小其對防護平臺的毀傷概率，從而達到防護的目的。

綜合探測干擾系統在使用狀態下，首先開啟寬帶電子無源偵察設備和多波段激光告警設備，對防護平臺所處空域進行被動探測；當探測到威脅信號時，引導探測雷達，對具有威脅的方位實施主動探測，進一步獲取威脅目標的距離、方位、速度等參數，結合被動探測數據，對照目標特征數據庫，分選識別出威脅目標的種類、型號；依據分選識別結果，對目標實施火力攻擊或查找干擾樣式表，選取最佳干擾樣式，引導寬帶有源電子干擾、激光壓制或紅外干擾等設備對威脅目標釋放干擾，完成保護平臺的目的；同時系統探測威脅目標受火力攻擊或干擾后狀態，評估防護效果。對無法設施干擾或干擾效果不好仍對我方坦克構成威脅的反坦克武器，由雷達完成近距離高精度方位、俯仰、距離的檢測，并將檢測結果報送中央處理器，中央處理器選擇相應彈藥去打擊。

2.2 綜合探測干擾技術需要突破的關鍵技術

2.2.1 防攻頂有源相控陣雷達技術

防攻頂有源相控陣雷達包括寬帶天線輻射陣面、輻射單元的饋電網絡、發射組件、接收組件、A/D采樣組件、數字下變頻組件。分離式有源相相掃天線將采取集成一體化設計技術，將陣面輻射器、移相器、波控機和T/R單元集成在一起，以減輕重量、壓縮體積、提高精度。T/R單元的本振饋電問題擬通過將多個T/R單元集成設計到一個T/R組件中，組件內采用微帶功分器實現本振功分饋電，從而大大減少本振饋電連接電纜和連接接頭。

2.2.2 寬帶無源電子偵察

研制寬帶無源電子偵察，應用于地面作戰平臺的防護，探測敵方雷達是否照射跟蹤到我方平臺，提供實時的測量、分析、判斷，給作戰人員提供及時的威脅告警，協助系統完成作戰任務。寬帶無源電子偵察配套于地面作戰平臺，對照射到該平臺上的雷達信號完成實時捕獲、參數測量、信號分選識別，檢測出它們的存在、所在方向和威脅程度，并且通過聲音和顯示措施向作戰人員發出告警信息。

寬帶無源電子偵察主要由天線、接收前端、檢波對數視頻放大器（DLVA）、瞬時測頻接收機、本振源、信號處理機、終端顯示器等組成，主要完成照射源信號的濾波、變頻、放大和檢波，通過比幅測向、瞬時測頻、信號處理等模塊完成對照射源信號的方位測量、信號分選、目標識別、威脅等級判斷，并提供威脅目標的終端告警顯示，同時預留外部接口，可實現數據加卸載和信號消隱控制等功能。寬帶無源電子偵察一旦發現來襲威脅，測量威脅的方位、頻率等信息，并將威脅信號下變頻送至寬帶有源電子干擾設備。

2.2.3 寬帶有源電子干擾

寬帶有源電子干擾機的作用就是反制，利用自身的有效干擾技術，首先使敵方雷達不能發現目標，同時使雷達不能由搜索狀態轉入跟蹤狀態；雷達一旦處于跟蹤，寬帶有源電子干擾機立即發射破壞雷達跟蹤的干擾技術使雷達失控，丟失目標，導彈就無法發射。寬帶有源電子干擾機由數字射頻存儲器（DRFM）、干擾決策資源管理、本振源、功率放大器、發射天線等組成。寬帶有源電子干擾機首先將告警器送來的信號進行采樣、存儲，并根據來襲目標的特性選擇合適的干擾樣式，對信號進行調制，然后將信號進行上變頻、放大，最后經天線發射出去。有源相控陣雷達對干擾效果進行評估，并將干擾效果反饋至寬帶有源電子干擾機，干擾機對干擾樣式進行適當調整，直至威脅目標制導雷達無法正常跟蹤目標。

2.2.4 探測干擾一體化設計技術

寬帶無源電子偵察、寬帶有源電子干擾采用同一組超寬帶天線，告警、探測、干擾在方位、俯仰上各覆蓋90度，三者公用信號處理器、電源模塊及終端顯控。通過電子開關實現告警、干擾兩種工作狀態的切換。為了達到干擾的同時能夠實時評估干擾效果，有源相控陣雷達一直處于工作狀態。為了實現坦克裝甲平臺的全空域探測干擾，可以安裝5塊相同的模塊，天線分別裝在坦克裝甲平臺的頂部及四周，這樣可以實現與坦克裝甲平臺的共形設計。信號處理器、電源模塊及終端顯控可以安裝在坦克裝甲車輛的里面，可以通過增加信號處理器板卡及電源模塊的數量來實現全空域覆蓋，不需要增加5倍的體積及重量。

系統工作時，雷達對整個防空空域探測，在沒有威脅目標臨近時，信號處理控制電子開關使無源偵察設備工作，干擾設備處于關閉狀態，無源偵察設備對整個防空空域偵察。一旦發現目標，對目標進行識別，信號處理控制電子開關關閉無源偵察設備，開啟有源干擾設備，選擇相應干擾樣式及功率，并引導相控陣雷達對威脅方位進行探測，進一步獲取威脅目標的距離、方位、速度等參數，結合被動探測數據，對照目標特征數據庫，分選識別出威脅目標的種類、型號；根據探測結果評估干擾效果，如果干擾無效，依據分選識別結果，重新查找干擾樣式表，選取最佳干擾樣式，引導寬帶有源電子干擾。一旦威脅目標消失，信號處理關閉有源干擾，重新開啟無源偵察設備。

3 結論

坦克的綜合探測干擾技術是提高坦克生存力的重要保證，綜合探測干擾系統的體積、重量及檢測、干擾、防護效果決定了其能否在未來坦克中裝備。本文提出的綜合探測干擾系統采用和坦克共形設計思想，將探測、告警、干擾一體化設計，并采用兩維有源相控陣雷達實現，實現了綜合探測干擾系統的小型化、輕型化的設計思想。綜合探測干擾系統的設計還采用了模塊化的設計理念，集探測、告警、干擾于一體的相控陣雷達配合其他的防護措施就可以裝在兩棲作戰平臺上。

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作者簡介：王延暴（1980—），男，山東滕州，碩士研究生，工程師。研究方向雷達系統工程。