| 中国无人机的作战任务 |
| 送交者: wyw 2002年02月12日16:19:26 于 [军事天地] 发送悄悄话 |
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一、无人机在电子战中的任务 1.无人机的结构及特点 无人机系统大体上由无人机载体、地面站设备(无线电控制,任务控制,发射等起降装置)以及有效载荷三部分组成。 无人机作为电子战的平台或电子战武器,具有极大的潜力,与载人飞机相比,无人机具有许多优势:首先,成本低,效费比好,而且使用和维护费用低; 第二,可深入到敌军军事要地上空实施侦察干扰、引导、攻击等; 第三,生存力强,无人机广泛采用塑料玻璃纤维和其他透波材料,雷达有效反射面积小; 第四,机动性好,不要求有专门设备的机场起降,且对起降场地要求低; 第五,无人机可多次使用,而一般导弹或反辐射武器只能进行一次性攻击。但无人机也有不足之处:活动范围有限,处理意外情况的灵活性较差,易受敌方干扰,全天候性能、载荷能力等方面都远不如有人驾驶飞机。 2.无人机在电子战中的任务 无人机在电子战中的任务归纳起来有三项: 一是电子支援,接收敌方雷达和通信信号,对发射机定位,以便及时采取行动,所采取的行动应该包括干扰,为躲避攻击而采取的机动、阻挠敌方武器的攻击,以及为攻击敌设施进行指挥等; 二是电子进攻,电子进攻的目的是使敌方不能有效地使用电子设施,集中包括电子干扰、反辐射武器、飞行炸弹等; 三是电子防护,这是电子战的防御部分,包含电磁抗干扰、电磁辐射控制等。 (1)电子支援 电子支援在电子战中面临的最大问题是对被遮挡隐蔽的敌发射机的截获和定位。一部位于地面的侦察接收机,由于地物(如山脊)的遮挡,信号的衰减是很大的(约80dB或更大)。当一部侦察接收机距离阻挡地物比发射机远时,它所接收的信号衰减为刀刃衍射系数,该系数是距离与阻挡物高度之比的函数。 采用无人机载电子支援接收机,能向目标发射机靠近俯瞰地形地物或绕到地物后面而达到视线接收,从而可以降低接收机的灵敏度。这就使无人机电子支援得到两项重要的优越性能,它可以比远距离载人系统使用更小型或低效率的天线;第系统可在更宽的带宽上工作,这是因为通常接收机的灵敏度与其带宽成反比。由于对重要威胁信号的截获概率往往是接收机带宽的函数,因此无人机系统的总效能在带宽加大时会大大增强。 (2)无人机定位 电子支援系统的重要特点之一是能对敌方辐射源定位,并且往往对其定位精度要求很高。但是载人系统必须远离被定位的辐射源,这是对载人系统的极大的挑战。 无人机系统有两个非常明显的优点。第一,它可以运动到进行90°方向测量的位置,这需要进行爬升或侧向运动来避开地形障碍;第二,无人机系统可以接近被指定的辐射源,这样就允许采用较低精度的定位技术获得更高的定位精度。 (3)无人机的有效载荷 所谓有效载荷,一般是指机身、燃料和发动机之外的由无人机携带到空中的各种设备。有效载荷的设计受重量、体积、电源和成本等因素制约。有效载荷大约可分为四大类:杀伤性载荷、非杀伤载荷、本身载荷和辅助性载荷。 1杀伤性载荷 作为电子进攻的内容之一,无人机无论是作为一种飞行炸弹,还是作为一种发射平台,其载荷所具有的单一最终目的就是破坏敌人的辐射源。我国于1988年4月12日曾用一架"长虹"硬杀伤无人机成功地完成压制雷达功能的试验。"长虹"无人机发射后,能够在空中等待,直到截获到某个特定的雷达辐射源为止,然后以寻的雷达波束的方法把炸药战斗部运载到目标,达到破坏敌目标的目的。 2本身载荷 所谓本身载荷指的是整个飞行器作为有效载荷使用。如把无人机作为靶机使用。在无人机电子战中,无人机作为各种诱饵也属于本身载荷一类。无人机由母机发射,具有足够的雷达反射面积和机动能力,迷惑敌雷达,使其注意力集中在无人机上面。同样,为了完成这类任务,可对诱饵无人机做特殊设计,或安装某些装置,以增大雷达反射面积。 3辅助性载荷 没有辅助性载荷,无人机就不能飞,或者即使能飞,它也不知方向与目的。这些载荷包括各种操纵传感器、通信系统、电源、机械装置等。现代无人机带有种类齐全的传感器,能把诸如飞行高度、姿态、速度、油料消耗等各种参数发往地南控制站。机上传感器的输出信息和收集的电子情报也通过下行通信线路传到地面控制站。在地面控制站必须把更新任务的指令、飞行方向、飞行器位置,以及各种指挥功能发往飞行器。这些数据由通信线路传输,通信线路必须尽可能保密和抗干扰。 4非杀伤性载荷 各种无源装置,特别是各种传感器,代表了非杀伤性载荷的绝大部分,有源装置和投掷式设备也包括在这类载荷中。有源装置的特点是辐射能量,通常是电磁能。这类辐射包括各种形式的雷达、干扰、目标指示、测距、通信和数据传输的中继转发。 二、无人机系统面临的威胁 由于无人机系统由两个都产生电磁辐射的部分--地面站和无人驾驶飞行器组成,所以面临着电子对抗环境的威胁,这种威胁可分为相应的两个部分。 1.地面站面临反辐射武器系统的攻击 地面站产生电磁辐射基于以下两个原因: (1)传统的应答式测距要求地面站进行电磁辐射; (2)即便采用无源定位技术,定位时不再产生辐射,但在大多数场合,无人机在战场上执行任务过程中完全不进行地面遥控的战术机动是难以想象的,所以当为发送遥控指令到无人机时,地面站必定产生辐射。由于地面站多为固定目标,所以一旦为反辐射武器系统瞄准,特别是当反辐射导弹采用被动雷达寻的加捷联惯导的复合制导体时,地面站很难不被摧毁。 2.无人驾驶飞行器面临反辐射武器系统的攻击 因为在许多情况下,要求实时传输侦察图像、遥测数据及定位信息,故无人机向地面站的电磁辐射是不可避免的,因而也会成为反辐射武器系统的攻击目标。 三、提高无人机战场生存能力的战术与技术途径 1.地面站降低电磁辐射的措施 (1)采用无源定位技术 为克服GPS无源定位技术存在的受制于人、易受干扰等问题,可采用协作目标无源定位技术。该办法的核心是将无人机上的时钟与地面站的时钟在地面预先对准(同步),而无人机在飞行过程中不断地向地面辐射单程测距脉冲,其高度数据由无人机高度传感器给出,并经下行射频信号传至地面站,地面站的定向系统同时跟踪无人机的电波辐射得到方位数据。因此,地面站不需任何辐射即可获得斜距、高度、和方位角,从而实现对无人机(当机载摄象机镜头垂直安装时也就是对地面所摄目标)的无源定位。 由于这种无源定位方法完全是自主式的,且定位时无人机上只用发射机而无接收机,故干扰对定位无影响。 (2)采用扩频遥控技术 首先从遥控角度讲,因为在大多数需要战术机动的场合,从开始遥控到完成机动的时间约为秒级,故遥控指令的速率约为1kb/s量级已足够使用。由于遥控指令码速率低,故机载遥控接收机的带宽可以做得很窄,从而具有较高的灵敏度。这样即可采用减小地面遥控指令发射机的发射功率的措施来降低电磁辐射。另外,在条件允许的情况下,还可通过降低天线副瓣辐射、多站组网、诱骗站等雷达反辐射导弹技术降低地面站的截获概率。 2.无人机抗反幅射武器攻击的措施 首先,当无人机采用发射控制技术,即使发射停止时间大于工作时间几倍,就可使反辐射导弹得不到足够的数据难以保持实时地高精度跟踪,而且从侦察角度讲,只要正确选择无人机向地面站发送侦察图像及数据的时间占空比(即发射停止与工作时间比),摄象机视角及飞行速度,并在地面站对侦察图像、航迹点进行存储(在多媒体微机上不难实现),就可保证对目标区域的覆盖而不出现空隙。 其次,由于反辐射导弹弹体直径一般为20~40cm,最大不超过1m,因而无法安装大口径天线,工作频段难以覆盖甚高频以下频段。因此尽可能将无人机发射侦察图像及数据的载频选在甚高频以下频段,使得反辐射导弹难以实现精确跟踪。 另外,可在地面站上设置遥控开关功能,当无人机在敌方目标上空执行任务时,可选在适当时间关闭遥控发射机,使敌方的反辐射武器系统无法对地面站定位。并在上行遥控指令中设置遥测开关指令,这样可在适当的时间关闭机载遥测发射机(这种情况下无人机可按预先设置的航线飞行),降低无人机的辐射以防止无人机被敌方反辐射武器系统跟踪。 四、结论 (1)通过采用本文介绍的协作目标无源定位方法及扩频遥控技术可有效降低地面站的电磁辐射,大大提高地面站的战场生存能力; (2)通过对无人机采用发射控制技术及地面站配合合作侦察图像存储技术,可降低反辐射导弹对无人机的跟踪精度; (3)通过将遥控指令载频、侦察图像和遥测定位数据载频选在VHF以下频段,使反辐射导弹定位(对地面站)、跟踪(对运动无人机)精度下降; (4)通过在地面站上设置遥控开/关、遥测开/并的指令功能,可在一定程度上避免被反辐射导弹定位(对地面站)、跟踪(对运动无人机)。 |
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