中图分类号:T N976;T N977 文献标识码:A 文章编号:C N51-1418(2003)06-0010-06收稿日期:2003-03-06;修回日期:2003-04-09作者简介:樊　祥(1963-),男,安徽滁州人,教授,主要从事电子对抗研究;刘勇波(1978-),男,湖南邵阳人,硕士研究生,主要从事军用光学研究。

光电对抗技术的现状及发展趋势樊　祥,刘勇波,马东辉,水心恒(解放军电子工程学院,合肥　230037)摘要:光电对抗是电子战与信息战的重要组成部分,在现代战争中显示出了惊人的作战效能。

随着微电子、新型材料等高新技术的不断发展,光电对抗在未来的军事斗争中将扮演越来越重要的角色。

本文试从侦察与反侦察、干扰与反干扰等方面,对光电对抗技术、装备、作战平台的现状及发展趋势进行综述。

关键词:光电侦察;光电干扰;光电反干扰Development of E lectro -Optical Countermeasure T echniqueFAN X iang ,LIU Y ong -bo ,MA D ong -hui ,SHUI X in -heng(Electronic Engineering Institute of P LA ,Hefei 230037,China )Abstract :As a part of EW and IW ,E lectro -Optical countermeasure plays a m ore and m ore im por 2tant role in m odern wars.In this paper ,the development of technology ,equipment and cam paign plats is discussed from the aspects of reconnaissance and anti -reconnaissance ,jamming and anti -jam 2ming.K eyw ords :E lectro -Optical reconnaissance ;E lectro -Optical jamming ;E lectro -Optical anti -jam 2ming1　概述111　定义与发展我们通常所说的光电对抗技术,是指现代光电对抗技术。

其实,自从人类社会有战争以来,也就诞生了光电对抗技术。

古代作战依靠人的视觉发现对方,同时常常也采用各种措施对抗人眼视觉。

进入现代以来,各种光电侦察及对抗技术相继问世。

特别是自50年代以来,随着光电侦察、光电制导技术及武器装备的发展,光电对抗在战争中的地位日益提高。

各国对光电对抗方面的投资逐年上升,如美国在20世纪80年代中期对光电对抗的投资已经超过了对微波对抗的投资。

在最近的海湾战争、科索沃战争和阿富汗反恐战争中,美军广泛使用了光电对抗武器,范围遍及陆、海、空、天,使得战争对美军单向透明,取得了辉煌的战果。

总体而言,光电对抗是敌对双方在光谱频段进行的对抗,双方利用光电设备或器材,截获、识别对方光电辐射源,进而削弱敌方光电设备的效能,并保证已方光电设备的正常工作。

经过长时期的发展,光电对抗系统性更强、技术更加成熟与完善、手段更加多样化、战术更加灵活并具有针对性。

112　分类光电对抗包括光电侦察与反侦察、干扰与反干扰两大对立面,每一对立面又都涉及可见光、红外、激光三个技术领域。

具体而言,光电侦察技术主要有红外侦察告警、激光雷达等;有源干扰技术有压制性干扰和欺骗性干扰;无源干扰技术的主要手段有烟幕、光箔条;光电反侦察技术主要有涂料、伪装、热抑制和改变目标光学特性;反干扰技术主要有多光谱技术、编码技术、抗干扰电路、背景辐射鉴别和复合制导等。

为了对光电对抗的技术领域有一个全面和详细的认识,现从光电侦察、干扰、反侦察、反干扰四大方面,对光电对抗技术进行分类,如图1所示。

图1　光电对抗的基本分类2003年11月第6期光电对抗技术的现状及发展趋势2　光电对抗技术结合图1所作的分类,以下按频谱划分,依次讨论各种侦察告警技术。

211　光电侦察告警技术光电侦察告警技术是通过光电手段对敌方各种装备进行侦察,确定其位置,探测其技术参数,并在必要时发出报警的技术。

它是对敌方进行攻击与实施有效干扰的基础。

其机理是利用光源在目标和背景上的反射或目标、背景本身辐射电磁波的差异,来探测、识别目标。

21111　可见光侦察告警技术可见光侦察告警技术在光电侦察技术中发展最早,应用最广。

主要应用于潜望镜、瞄准镜、电视等等;用于观察战场、瞄准目标、校正射击以及制导等。

它技术成熟,其装置结构简单、使用方便,但是由于工作在0136～0178μm波段,受大气影响较大。

其发展趋势是与微光、激光、红外成像技术综合应用,组成一体化光电系统。

21112　微光夜视侦察告警技术夜视技术最早采用主动红外,但由于其容易暴露自己,现已逐渐被其它技术取代。

微光夜视技术为被动式工作,其隐蔽性能良好,自60年代以来已经发展了三代。

60年代中期,利用以纤维光学面板作为输入、输出窗的三级级联像增强器,研制成功了第一代微光夜视仪。

它增益高,成像清晰,但防强光性能差,且体积较大;70年代,利用微通道板(MCP)研制成功了第二代微光夜视仪。

作用距离较第一代提高了115倍,并且可以制成夜视眼镜,但由于它的多碱阴极,没能充分利用夜天光;第三代微光夜视仪采用负电子亲合势(NE A)光阴极技术。

它灵敏度高(500～600μA/ lm),在019μm处仍然有较高的响应,寿命长(5000～10000h),分辨率高(32～46lp/mm),作用距离较第二代提高了50%～100%,但是工艺复杂,造价高。

21113　红外侦察告警技术红外告警系统通常由光学探测、信号放大与处理、显示报警三部分组成。

按照探测方法,又可分为利用瞬间光谱、利用时间特性、利用光谱与时间相关进行探测鉴别等类型。

红外告警技术的发展趋势是:用电扫描或多元并行处理代替机械扫描的全景凝视接收前端;研制高探测率、高分辨力的探测器;利用体积小、功能强的微处理技术代替微机软件;注重功能模块的通用性;研制多光谱综合光电告警系统。

红外侦察主要通过热成像技术实现。

它可以分为两类:扫描型和凝视型。

主要经历了蒸发式热像仪、红外变像管、具有分立探测器的光机扫描系统、非光机扫描成像器件、快速时间响应探测器件、热释电摄像管、成像CC D等几个发展阶段,具有被动式工作、能较好地穿透烟雾霾雪、不受战场强光干扰而致盲、作用距离远等特点。

红外侦察技术的发展趋势为:以红外CC D成像技术为核心,拓宽探测器频谱响应范围,最大限度地降低虚警率,提高多目标处理与识别能力。

从体制上看,今后将向凝视型焦平面阵列方向发展。

21114　紫外告警技术紫外告警是利用“太阳光谱盲区(220-280nm)”的紫外波段来探测导弹的火焰与尾焰的。

在这一波段,太阳辐射的光波几乎被地球的臭氧层所吸收,如果出现导弹羽烟的紫外辐射,就能在微弱的背景下探测出导弹。

紫外告警具有体积小、质量轻、虚警率低、不需扫描、不需低温冷却等优点。

目前研制的第二代导弹逼近紫外告警系统是以多元或面阵器件为核心探测器,其角分辨率高、探测能力强,可对导弹进行分类识别,具有优异的技术性能。

21115　激光侦察告警技术激光侦察技术可分为主、被动两种。

主动激光侦察系统研制开始于60年代初,70年代中期研制成功一种能在数km外获得图像并测距的地面主动激光侦察系统;被动激光侦察系统研制开始于70年代。

按角度分辨力的不同,激光告警可分为低(45°)、中(3°)、高(1mrad)精度告警。

被动激光侦察告警又可分为光谱识别型和相干识别型。

光谱识别型激光侦察告警装置有成像与非成像两种。

前者使用一个或多个光电二极管作为探测器,其视场大、灵敏度高、结构简单、成本低,但方向分辨性差;后者利用广角远心鱼眼透镜和CC D摄像器件,视场大、角分辨率高,但光学系统复杂,只能单波长工作,且小型化困难、成本高。

相干识别型激光告警装置解决了不能探测激光波长的困难,它识别能力强、虚警率低,但工艺复杂、造价高。

激光侦察告警技术的发展方向主要是:扩展侦察告警波长,从可见光、近红外向中、远红外波段发展;提高测向精度,使角分辨率达到3°,直到1mrad;提高灵敏度,以期达到远距离截获;提高波长分辨能力;发展C O2波束激光制导的侦察告警技术;增强多波段告警能力;将激光侦察告警、红外侦察告警以及雷达侦察告警组合成综合光电侦察告警系统。

21116　光电复合告警技术光电复合告警是在激光、红外和紫外告警技术基础上发展起来的高级告警器,它以小型化、模块化和具有通用功能的综合告警结构,采用探测红外、紫外、激光等主要光波威胁的光机电一体化综合告警技术,多波段光电传感器的综合和多种光电探测信息的融合技术,并使各类告警技术优势互补,资源共享,从而更好地发挥综合效能。

212　光电干扰技术光电干扰的目的是使敌方光电武器装备失灵,以削弱、压制、扰乱甚至破坏其作战能力。

光电干扰手段是否有效,必须符合光电频谱匹配性、干扰视场相关性、干扰时机实时性和最佳距离有效性这四个基本特征。

光电干扰技术主要有无源干扰、有源干扰和复合干扰三种方式。

21211　无源干扰技术无源干扰技术主要有:烟幕、气溶胶、消光弹、光箔条、水幕等,它们主要用于改变光电侦察和精确制导武器的电磁波介质传播特性,降低敌方光电侦察和制导系统的作战效能。

由于使用方便、造价低廉、效果较好,烟幕在军事上被广泛的使用。

目前装备的烟幕可以对抗从可见光(0136～0176μm)到近红外(0178～112μm)的目视系统、微光夜视仪、主动红外夜视仪、红外点源制导导弹和1106μm激光系统。

各种烟幕型干扰弹装备了各国军队。

如M76烟幕弹,能够在坦克前30m处形成宽30m,长40m的烟幕,有效作用时间1～3s,可靠度达99%。

目前无源干扰技术的发展方向是:对烟幕气溶胶相关领域(如粒子生长与控制机理、气溶胶力学、固态异相反应、吸收光谱学、材料科学与高分子科学等)进行深入研究;进一步改进可见光、近红外烟幕,发展中、远红外烟幕,完善干扰1016μm C O2激光的水雾烟幕;分类发展遮蔽烟幕、迷盲烟幕、欺骗烟幕等。

21212　有源干扰技术有源干扰技术可以分为欺骗式和压制式干扰两种。

应用欺骗式干扰技术的主要有红外干扰机、红外干扰弹、激光干扰机等。

红外干扰机主要有三种类型:铯弧灯式、燃油式、电热式。

新的红外干扰方法是将聚集的高强度红外能量对准来袭导弹,通过激光器首先向寻的器附近发射激光能量,并通过分析回波来确定红外制导导弹的类型,然后系统选择最有效的激光调制方式对抗红外制导导弹。