高功率微波雷达应用与发展研究

吴永刚

贵州航天南海科技有限公司 贵州遵义 563000

摘要：现代战争反辐射导弹严重威胁雷达，本文简要探讨高功率微波雷达及其发展现状，并且按照反辐射导弹引导头特点，分析使用高功率微波雷达抗反辐射导弹的可能性。

1 引言

随着1965年发明反辐射导弹以来，在较短时间呈现快速发展，而且这多次的局部战争中取得良好效果。比如美军在海湾战争中通过反辐射导弹摧毁伊拉克雷达站，破坏伊方防空系统，以便确保能够顺利实施多国部队大规模空袭。各个国家军事专家都认为反辐射导弹就是雷达的克星，为此，怎样防御反辐射导弹就显得特别重要和必要。随着反辐射导弹技术的发展，反辐射导弹越来越朝着自动化、隐身化、数字化、智能化方向发展，要对其实施对抗的难度势必增加，仅仅依托单一技术手段很难奏效。高功率微波技术度成熟以及高功率微波无情的出现，为对抗反辐射导弹开辟新的路径。高功率微波是指微波的脉冲峰值功率在 100 MW 以上 ， 频率在 0. 5～300 GHz 范围内的电磁脉冲。高功率微波武器是将高功率微波源产生的微波经高增益定向天线辐射 ， 以极高的强度照射目标 ，杀伤人员和破坏电子设备。高功率微波武器通常的辐射频率在 1～300 GHz 范围内 ， 输出脉冲功率在 GW 级 ， 由能源、高功率微波发生器、大型聚焦天线、跟踪瞄准设备和其他系统控制等配套设备构成。雷达用于目标探测，微波武器用于目标攻击，它们有较多的其同点，将两者兼容，设计一个同时具有雷达和微波武器功能的系统，是未来防御装备发展趋势之一。该系统不仅可以实施低功率探测、跟踪目标。还可以迅速提高功率，对敌目标的电子设备实施干扰、破坏或实施硬杀伤摧毁。雷达与高功率微波武器一体化设计可真正满足探测与攻击的一体化要求，雷达截获跟踪目标后，切换到高功率微波武器状态，实现对目标全天候、全天时、高精度、效果可控的攻击，具有隐蔽性与抗干扰特点。

2 高功率微波短脉冲雷达

2.1 高功率短脉冲雷达概念

所谓的高功率短脉冲雷达是高功率微波武器当中的重要一员，二十世纪八十年代中期，在脉冲功率技术、核技术高速发展的条件下，前苏联科学家率先提到这一概念，而在九十年代，这一概念逐步发展成为美俄等国家的前沿课题。

高功率短脉冲雷达则是借助于强电磁脉冲功率干扰、软杀伤、硬杀伤敌方武器。高功率短脉冲雷达作为高功率微波武器，其主要能够达到两个目的：一是能够增大作用距离，增强反干扰、反隐身的探测能力；二是处于近距离借助于强功率辐射，以便能够实现软杀伤和硬杀伤来袭导弹等智能化兵器，与此同时，还能够强干扰同频电子装置。短脉冲有利于提高距离分辨力，与此同时，低重频短脉冲又解决了占空比的矛盾，要不就会导致出现高达1GW的脉冲功率，占空比如果达到千分之一，那么平均功率高达1MW，电站供电则是显得特别困难。综合以上就能够了解到，短脉冲高功率微波脉冲雷达存在着抗干扰能力强、分辨力高、作用距离远以及反隐身能力强以及强杂波背景下目标检测能力强的优点，还存在着对反辐射导弹、无人机以及巡航导弹实施跟踪、软杀伤或者硬杀伤的特征。

2.2 高功率微波脉冲雷达研究现状

国际上对于高功率微波脉冲雷达的原理性工作，首先展开的是二十世纪八十年代中期，而且取得一些重大成果。随后，随着进一步深入的高激光技术、核技术、微波技术、脉冲功率技术研究，高能定向武器技术取得突破性进展。俄罗斯于1990年的托姆斯克附近的奥布河实施基于LAP—VHCE RBWO微波源的高功率微波脉冲雷达初步试验，这一雷达峰值功率为500MW，重复频率100Hz，频率稳定度0.1%，接收机贷款210MHz，探测RCS=1m2的小型飞机作用距离达到50km，可分辨该飞机经过一小岛的距离变化情况。1992年俄罗斯通过Sinsus驱动器和返波管振荡器研制的NAAGIRA雷达，发射频率300MW、工作频率10GHz、脉宽5ns、重复频率150Hz，能跟踪150km以外的高度低于50m的直升飞机，1993年英国国防部与俄罗斯签订该类雷达试验装置订购合同，在1995年研制出来仅有距离一维分辨能力的NAGIRA雷达试验装置。俄罗斯和英国在1995年至1996年期间对于这一雷达试验装置开展联合试验。该雷达发射机工作载频10GHz，脉冲宽度5ns，峰值功率为300MW至500MW，重复频率150Hz。在别的目标定位、跟踪方式的配合下，已对于低空飞行的直升飞机、小型船只、坦克实施探测试验，彰显出独特的探测性能。英国还将其进行掠海飞行的快速运动目标进行探测，这种目标可能蛀牙哦对是掠海导弹。按照相关分析结果显示，美国在发展高功率微波定向能武器的过程中，通过海军实验室与空军实验室牵头，已经在菲利普国家实验室与圣地亚哥国家实验室对于高功率微波脉冲雷达实施初步的原理性实验，可是实验内容与实验结果到现在还保密，很可能美国的进展稍微滞后于俄罗斯和英国。

3 高功率微波脉冲雷达反辐射导弹研究

3.1 高功率微博脉冲雷达抗反辐射导弹的可能性

由于反辐射导弹的核心则是自动寻的无源探测导引头。往往相对比较先进的导引头绝大多数都是采用先进的电子和微电子技术、微波集成电路技术以及以微处理器当成基础的软件控制技术，这极大的提高了反辐射导弹的性能，然而也使得其对于电磁脉冲干扰和损伤效应的敏感程度随之增加。通过高功率微波脉冲雷达来对抗反辐射导弹，主要的是研究高功率微博脉冲雷达对于反辐射导弹导引头敏感电子器件的干扰和损伤效应。

从反辐射导弹攻击的角度来看，高功率微波脉冲雷达存在着自我保护的能力。高功率微波脉冲雷达对于反辐射导弹导引头的敏感电子器件具备特别强的干扰和损伤效应，从而应该存在着一定的抗辐射导弹的能力。

3.2 尚待今后予以解决的问题

高功率微波脉冲雷达属于一种新体制的雷达，针对这样的情况，那么在建造高功率微波脉冲雷达的过程中往往存在着各个方面的困难，还有待于进一步的解决部分技术难点。

一是由于受到高功率微波脉冲雷达发射的信号峰值功率大于1GW都影响，加之脉宽仅仅只有4ns到20ns的范围，这就应该实施收发天线分离方式，往往存在着特别高的收发隔离度要求；

二是高功率承载能力。从现阶段所具备的微波器件、波导在3厘米频段的承载能力仅仅只有1000kW，距离GW级别还相差几个数量级；

三是由于受到高功率微波脉冲雷达短脉冲的传输发射对于传输环节、馈源的功率容限、天线的瞬时带宽、方向性、旁瓣以及响应速度都存在着特殊性要求，针对这样的情况，在发射天线理论设计与工程实现领域则势必会存在着比较多特殊的问题；

四是高功率微波脉冲雷达在实施响应的收发同步控制以及跟踪雷达同步运转、整机的安全性、电磁兼容设计领域都提出来很高的要求，特别是在电磁兼容领域，屏蔽隔离不好，对敌方则会毫发无损，摆在首要位置的就是对于自己的分机构成了软杀伤或者硬杀伤，不能进行正常的工作。

4 结语

总而言之，使用反辐射导弹已经逐步发展成为现代战争的主要手段之一。针对这样的情况，通过研究对抗反辐射导弹相关技术已经逐步发展成为确保雷达战斗力与生存能力的一项十分重要的课题。高功率微波脉冲雷达不但能够有效的增大作用距离，切实增强反干扰、反隐身的探测能力，而且还拥有一定的抗反辐射导弹的能力，与此同时，可以对于同频电子装置产生强干扰，这也就能够极大的提高了雷达在现代战争中的生存能力。

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