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毫米波无源干扰技术发展综述 摘要目前，从毫米波无源干扰机理研究到新型无源干扰研究，以至无源干扰材料的填装工艺、发射技术都取得了很大进展。本文综述了各种毫米波无源干扰物和干扰物控制投放技术，以及毫米波无源干扰技术的发展趋势。关键词毫米波雷达毫米波对抗无源干扰1前言近二十年来，国外毫米波雷达在军事上的应用尤为引人注目，特别是毫米波近程雷达技术和精确制导武器的发展异常迅速，它给未来战争带来的影响是难以预计的。毫米波制导武器的发展也加速了对抗技术的研究步伐。早在80年代初，美国、前苏联等国为了对抗毫米波制导武器的威胁，就开始了毫米波干扰技术的研究。刚起步时，主要精力放在难以解决的障碍，如大功率、覆盖范围等，各国普遍重视了对毫米波无源干扰技术的研究，提出了毫米波箔条、毫米波箔片、气溶胶、毫米波角反射器、毫米波吸收层、毫米波等离子体等一系列手段，为毫米波对抗技术的发展开辟了新的领域。目前，国外毫米波对抗设备局面速发展，每年以30%40%的速度增长。目前，从毫米波无源干扰机理研究到新型无源干扰研究，以至无源干扰材料的填装工艺、发射技术都取得了很大进展。除了深入研究传统的质心式干扰方式外，还针对毫米波的特点，对冲淡式、遮蔽式的干扰方式进行探讨；干扰材料上除线散射体外，还对面散射体及至体目标进行深入研究，并取得一定阶段性成果；随着新型干扰材料的出现，装填技术也得到发展；无源干扰材料发射技术也趋向综合化、智能化、针对毫米波末制导雷达估用可根据作战平台的速度、距离、方位、机动性等多方面因素，进行综合欺骗的投放方法。毫米波无源干扰技术使毫米波对抗技术上了一个新的台阶。2毫米波箔条与箔片毫米波箔条类似于微波箔条，也是利用投放在空中大量随机分布的半波偶极子群对电磁波的散射产生的二次辐射对雷达进行干扰，这是最早提出的毫米波无源干扰方法。但其缺陷是，毫米波箔条的尺寸比微波箔条小得多，因此在制造与布放上困难得多，而且，要达到相同的干扰效果，所需要的毫米波箔条数量比微波箔条高出几倍甚至几十倍，这在战场上是难以忍受的。现在提出的替代方案有两种：一是气溶胶，二是毫米波箔片。气溶胶主要是指产生频率在35GHz以下的反射微粒。目前，这种方案还只是处于理论上推导。另一种比较实用的方案是毫米波箔片。它区别于毫米波箔条的谐振型，其散射机理是利用箔片对电磁波进行反射从而干扰雷达。它不但能解决制造工艺和布放的困难，而且能有效地扩展带宽，这是毫米波无源干扰发展的新方向。目前，在8mm波段下使用时是将箔片和箔条相结合。这是因为：(1)研究表明毫米波段电磁波和其它波段电磁波其物理特性基本是一致的。箔条在毫米波段的散射没有改变，仍属谐振散射，为线散射体特性，其单根最大雷达散射截面为： ，其中 为谐振频率。从公式可以看出，由于毫米波波长较小，要实现一定的雷达截面，箔条的需要量较多。金属箔片，散射基于惠更斯的波动光学，为面散射体特性，其单片雷达散射截面为： ，其中 为入射频率， 为箔片的几何面积。从公式可以看出，随着 的减小，雷达截面积 呈 倍增加，具有较大的雷达截面。性能测试及外声试验表明，经计算优化配方，两种材料相掺杂使用，可获得较好的干扰效果。(2)毫米波雷达波束窄、作用距离近，干扰物能否快速散开直接影响对抗效果，因此，快速散开是实现干扰的关键。空气动力学表明：箔片在投放，立刻出现不规则运动和湍流状态，箔片横向取向尺寸比箔条大，可产生大自转角，利于快速散开。机械特性表明：箔条、箔片混装，在弹内排列，遵循不同直径、不同长度、不同重量、不同开头的排列原则，在受力相同，由于质量不同，形成速度不同，也利于快速散开。3其它毫米波无源干扰技术毫米波无源干扰技术还包括毫米波角反射器、毫米波吸收层、毫米波等离子体、毫米波隐身技术和毫米波干扰物投放技术等等。3.1 毫米波角反射器毫米波角反射器的反射原理就是模拟地面和空中的目标，使对方的制导雷达难辨真假，从而减少对方毫米波制导武器的命中率，达到对抗的目的。理论表明，研制一个折叠的全向角反射器，其雷达截面积在低频端就两倍于飞机的雷达截面。3.2 毫米波吸收层毫米波吸收层就是利用涂在被保护目标上材料的电导损耗、高频介质损耗、磁滞损耗来吸收毫米波能量以减少反射，或是利用材料的干涉和散射特性使反射消失或减少，以达到对抗目的。毫米波吸收层在理论上的难度是如何选择材料种类和厚度。由于毫米波带宽宽，对涂层厚度的要求比较低，所以关键是材料的选取。最新资料表明，采用铁氧体吸收层比较理想。3.3 毫米波等离子体毫米波等离子体工作的机理是利用爆炸、热电离及放射性核素产生的等离子，通过对电磁波的吸收、反射、散射和非线性调制等方法对雷达进行干扰。其中处于研究热点中的放射性核素涂层具有许多独特的优点，已成为毫米波等离子体发展的重点。3.4毫米波隐身技术毫米波隐身技术是利用特殊的目标外形设计、反雷达涂层或采用非金属材料以及复数加载等多项技术来最大限度地减少目标的有效散射面积，以使制导雷达根本发现不了目标，或发现目标时已为时太晚。3.5 毫米波干扰物控制投放技术为了使干优物更有效的发挥作用，干扰效果更佳，干扰物控制投放技术的研究也是必不可少的。根据毫米波雷达的特点，及现代雷达的高智能化，控制投放技术也在不断更新控，表现在以下几个方面：干扰毫米波雷达的发射系统，以机载设备为例，主要投放弹间隔、组隔与厘米波段的参数时间上减小了许多，这使得在很短的时间内，可将大量的干扰物投放在雷达的分辨单元内，这一点对于干扰毫米波段的窄波束雷达尤为重要，因为毫米波雷达波束窄，雷达分辨单元也很小，干扰物进入雷达分辨单元是非常关键的问题。以往的盒式投放装置，发射参数固定不变，应战灵活性很小，只能靠作战者的经验来应变。现在的发射系统可根据雷达特征波束角、作用距离、平台方位、平台速度、大气环境、干扰物参数、平台的雷达反射截面、机载系统可考虑载机的高度等特征参数，最后经计算机计算出弹间隔、组间隔、弹数、单双发等投放参数，实现预先编程，智能化已达到了相应的程度。投放器可以安装在平台的多个地方，并且可以同时投放，因此，干扰物在雷达分辨单元内扩散得更加充分。由于毫米波本身技术上的特点，毫米波有源干扰技术的发展遇到了一系列难题，而毫米波无源干扰技术以其独特的优势，日益引起人们的重视而飞速发展。4毫米波无源干扰技术的发展趋势根据种种迹象分析，毫米波雷达也在不断自我完善，频率在不断升高（工作频率已从8mm波段向3mm波段，以至更高频率）；要求重复频率很高的PD体制不存在速度模糊问题，还有窄波束下的高分辨率；这些都使无源干扰技术面临新的挑战，迫使人们不得不开拓新的思路。4.1 新的干扰机理传统的质心式干扰方式已不适应对毫米波末制导雷达的干扰，原因是：毫米波段，特别是3mm波段雷达波束宽度很窄，给1左右，其作用距离在几百米时，波束投影尺寸为十几米，这样，一般的军事目标已完全充满波束，此时发射干扰物，必出波束无疑，所以起不到质心干扰的作用。为适应毫米波末制导导引头波束窄、作用距离近的特点，应使用冲淡式干扰或遮蔽式干扰，具体就是在末制导雷达开机前，在目标区周围或上空，形成多个假目标，降低其发现真目标的概率；或者是在目标区顶部及来袭方位上大面积布设遮障，使其不能准确发现目标。4.2 毫米波段干扰物传统的箔条要适应毫米波段的干扰，也面临着一系列难题。如要达到一定的雷达截面，要增加装填量，从而带来体积上的增加，散开的困难等等。所以要从箔条的涂层厚度、箔条自身的直径、剪切精度等方面进行研究。在新型干扰物方面，应对面散射体、体目标的研究。从前面的公式中已经提到，面散射体具有较强的散射作用，不受频带的限制，随频率的增加增大，可具有较强的方向性，因为对地面目标攻击中，毫米波末制导导引头都是顶部搜索攻击的，所以控制其方向后，可有效地进行干扰。体目标的研究包括两类，一类是地面布高的假目标，一类是可向空中发射的假目标，如角反射器等。由于毫米波导引头的特殊性，角反射器作为假目标是非常合适的，其原因有：(1)频率的适应性，与被掩护目标具有相同的频率特性；(2)方向性，角反射器可作为全向的，适应不同方位的搜索；(3)几何尺寸小，由于波束窄，有时进入到波束中的干扰物很难达到干扰强度，而角反射器本身具有较小的，同时具有较大的雷达截面。4.3 毫米波干扰物控制投放技术由于新型干扰物的不断涌现，以及干扰机理的不同，需要对干扰物的投放技术及各种假目标的布设技术进行研究，以有效地分配干扰资源。针对毫米波制导系统的特点，要在投放速度、散开时间、投放布放方位、条件等因素综合考虑，优化设计，最大程度的发挥干扰效能。随着具有速度识别功能的PD和MTI体制的末制导毫米波雷达的使用，可采用拖曳式诱饵干扰雷达制导系统的角跟踪和速度跟踪系统，以适应现代作战平台和对抗现代雷达的需要。另外，火箭推动具有动力的无源干扰火箭、伴飞式无源诱饵等，也可作为干扰PD和MTI体制毫米波雷达的无源