激光对抗技术的现状及发展趋势
发布时间：2008-10-30 来源： 阅读次数：49820 分享到：
1．概述
激光自出现伊始，由于其高亮度、高的方向性和相干性立即受到了各国军方的重视，40年来各国不断地探索激光技术在军事中的应用途径，目前军事激光技术已经取得了长足的进展，激光的军事应用已经覆盖了侦察定位、通信、制导、火控、激光武器等各个领域，并已经在近年来的几次局部战争中呈现出了巨大的威力。面对战场上日益增长的激光威胁，大力发展激光对抗技术已经成为夺取未来战争主动权的关键，这突出地表现在以下几个方面：
一、正在成为继雷达、可见光/红外侦察技术之后21世纪光电侦察技术发展的重点。目前的激光雷达已经可以对几公里之外的飞机、坦克等目标进行高分辨率成像，可发现十几公里以外隐蔽的光学观瞄器材，并对其精确定位。随着激光技术的发展，2l世纪初将出现便携/小型化高分辨率激光雷达，使得目前伪装/隐蔽手段难以发挥作用。
二、光制导武器作为目前和未来一段时间制导精度最高盼手段，将在未来战争中发挥着越来越大的作用，对重点目标的防护造成了极大的威胁。从目前制导技术发展的情况来看，要获得圆周误差小于5米的精度，只有激光或光电制导技术能够胜任，并且在2005年到2010年间，也只有激光和光电制导能够达到以上的命中精度。因此，不论精确制导武器怎样发展，激光和光电末制导技术仍将是精确制导技术的主要发展方向之一。激光有源/无源干扰技术作为对抗光电精确制导武器的重要手段之一，将仍然是当前和今后一段时期对抗技术发展的重点。
三、功率小型化激光的出现，使得战术激光武器投入战场应用。目前已经出现了用于对地面/机载光电传感器进行软硬损伤的战术激光武器系统，大功率激光器已经可以对飞行中的飞机/导弹甚至卫星光电传感器进行硬破坏。21世纪初将出现以摧毁飞行中的导弹和卫星传感器的战术/战略激光武器系统，这使得对各种武器和平台的激光防护成为未来电子防御技术发展的重点。
2．侦察与反侦察
2.1光被动侦察
要对抗敌方的激光系统，首先是要发现对方发射的激光。如要对抗敌方的激光制导武器系统，不论采用有源或无源手段，必须首先探测到敌方发射的激光目标指示信息，这样才能有的放矢。但要及时准确地探测别人发射的激光不是一件容易的事，因为你不知道它什么时候从什么方向射来；另外，它所用的激光波长也是未知的，特别是要求实时监视整个空间又要有很高的角分辨率就更困难了。国外从20世纪70年代初以来就已投入的大量的人力物力研究和发展激光告警技术。具不完全统计，美、英、德、法、挪威、以色列、瑞典、西班牙和南斯拉夫等国已经研制和装备了几十种激光告警装置。从工作原理来看，有光谱识别和相干识别两类，从工作方式来看，有直接拦截和散射截获两种；从工作波长来看，几乎都0.49µm——1.1µm硅探测器的光谱响应范围，另有少数告警器已扩展到了1.54µm和10.6µm波段。
光谱识别型依赖的是军用激光器大多工作在有良好大气透射特性的为数很少的几个已知的波长，如果探测到其中某个波长的能量，那么很可能就是由激光器产生的。这类激光告警器又有成像型和非成像型之分．。
相干识别技术是利用激光有高度的时间和空间相干性，在一定的条件下可以发生干涉现象，利用干涉仪的原理可以探测和识别激光波长、来袭方向等参数。但相干识别技术复杂，实现起来较为困难，造价昂贵。因此，只有很少几种告警器是利用了相干识别方法。
激光告警技术目前已经广泛地装备于地面固定目标、战车、舰船、飞机等平台上，用于对激光测距、激光制导、激光雷达等信号的侦察告警。在许多应用场合，激光告警器已经实现同激光有源干扰手段、无源干扰手段和火控系统等的有机结合。
2.2主动侦察
美国早在20世纪60年代初就已开始主动激光侦察系统的研制工作，60年代末曾投入越南战场上使用，采用的主要是He—-Ne、Ar离子和GaAs激光器，主要用于夜间航空侦察，获得高清晰度的目标图象。20世纪70年代中期，荷兰研制了一种地面激光主动侦察系统，采用Nd：YAG作为激光源，能在白天和夜晚获得数千米外的目标图象，并可0H,JJ足E。目前随着激光和光电子技术的进步，激光相干探测技术已经可以进入实际应用，利用激光外差探测技术的激光雷达已经应用于目标精密成像、目标识别和侦毒等方面。
将激光主动侦察技术用于引导激光致盲武界或干扰机对准敌目标上的光学窗口，则是最近的发展动向。被称为“猫眼效应”的寻找光学窗口的技术，采用的就是利用激光主动扫描某一区域，利用光学镜头比普通地物目标后向反射回波强得多的特点，对光学观瞄器材进行主动激光侦察定位。据悉，前苏联已装在坦克上的LASER激光致盲武器系统，就是先发射低功率的激光束扫描战场，当发现后向反射强的光学窗口后，再发射高功率激光束进入光学窗口，实施致盲干扰。
2.3反侦察
激光反侦察(或称为激光隐身)技术随着激光侦察技术的进步越来越受到重视。目前，主要的激光隐身技术是对目标加以隐身涂层和改变其结构。美、英等国家已经研制出激光隐身涂料，可以有效地吸收多种军用激光波长的激光辐射，并与雷达吸收材料配合使用，实现宽波段范围的雷达和激光隐身。通过改变目标结构，降低激光反射截面，使激光侦察对目标的发现距离降低也是目前使用较多的-kO技术，如目标设计成锥形可大大降低激光后向散射。光学观瞄设备采用无“猫眼效应”结构也是一种趋势。
3．激光干扰技术
激光干扰技术主要分为激光有源干扰和激光无源干扰两个方面。
3.1光有源干扰
激光有源干扰首先是以欺骗式干扰的形式出现的，它需要的激光功率不高，技术上比较容易实现。激光有源欺骗干扰主要是指角度欺骗和距离欺骗。角度欺骗是通过截获激光制导目标指示器的信号并进行复制，形成激光有源假目标，将激光精确制导武器引到假目标上来。激光距离欺骗是对精确制导武器载机测距信号进行干扰，使其不能获取目标的真实距离信息，从而不能对目标进行准确攻击。目前许多国家已经装备了激光有源欺骗干扰设备，如前苏联已经在陆军、海军装备了多套此类设备，具报道，对各种激光制导武器的干扰成功率可以达到80％以上。
激光角度欺骗主要难点是，目前为了对抗欺骗干扰，新一代的激光制导武器都采用了复杂的编码和距离波门技术，使得传统的欺骗干扰不起作用。因此，目前和今后激光有源欺骗干扰的重点是采用更先进的解码技术和短延时激光干扰技术，研制新型干扰没备；另外采用光纤放大技术和高重频激光干扰技术也是发展方向之一。
激光有源干扰目前发展最快的是压制式激光干扰技术，它是随着大功率激光系统的出现而发展起来的，又分为以损伤光电传感器为主的激光致盲武器和具有硬摧毁能力的战术激光武器两类。
利用高亮度激光束干扰或破坏人眼视觉和各种武器装备中的光电传感器的战术武器统称之为激光致盲武器。它具有发射时无后坐力，打击精度高，发射成本低以及软杀伤等特点。激光致盲武器是现代战争中一种有效的光电对抗武器，也是一种新型压制兵器，具有一定的威慑力量，因而引起了各国军方的极大关注。世界各发达国家正大力发展激光致盲武器系统，并将陆续装备部队。美国从20世纪70年代起就开始研制这类武器，1975年美国空军研制了一种“机载高级光学干扰吊舱”，发射绿色激光，可致盲高炮观察员和瞄准手的眼睛。1982年开始研制的“车载激光致盲武器系统”，利用YAG激光器可以干扰/致盲8公里远的激光测距机和其他光电观瞄器材。
卫星在现代战争中的地位越来越重要，近年来，激光反卫星光电传感器技术更加受到各国的重视。美国1997年进行了激光对卫星光电传感器干扰实验，利用地面大功率激光干扰低轨道卫星传感器。实验表明，利用激光干扰/破坏卫星光电传感器是可行的。依据实验数据，目前美国已经具有对中低轨道的卫星光电传感器进行硬破坏的能力。另外，前苏联在大功率激光技术方面与美国的相当，据报道已经研制成功了可以用于破坏卫星光电传感器的激光武器系统。可以预料，激光反卫星技术，作为信息化战争的一种威慑手段将在未来一段时间得到迅速发展。
与此同时，可以直接对目标进行硬摧毁的战术激光武器也随着军用大功率激光器件的实用化而逐渐成熟。与传统的武器相比，它可以在较短的时间内快速拦截多个目标，因此，在对付精确制导武器，特别是在拦截巡航导弹方面可发挥独到的作用。在要地防空和舰船防空系统中激光武器可以作为末端防御手段，与高炮、防空导弹组成严密有效的防空体系。美国、俄罗斯、德国等都在加紧研制战术激光武器系统。美国陆军正在实施一项化学激光武器计划，拟采用兆瓦级的DF激光器用于保护重要设施，美国海军的“海石”激光武器计划，将有能力用激光摧毁几公里之外飞行中的反舰导弹。德国MBB公司正在研制一种车载激光防空武器，采用液体燃料二氧化碳激光器，将可摧毁10公里远的飞机和导弹。
3.2激光无源干扰
激光无源干扰主要是指烟幕和伪装等。无源干扰作为廉价、有效，可以大量装备的干扰手段越来越受到各国的重视，美、英、俄等国家近几年更是投入了大量经费用于研制新型无源干扰设备。如美军研制的地面车辆发烟系统可以产生大面积的烟幕，能提供90分钟的可见光遮蔽和30分种的红外遮蔽，目前正在改进，增加毫米波遮蔽能力。烟幕布放系统通常与激光告警器同时使用，当有激光威胁时及时告警，并立即放出烟幕阻挡激光辐射。目前，国外已经将这种对抗手段装备到坦克、战车、舰船和飞机上。
伪装技术，尤其是红外伪装也是近年来无源干扰技术发展的重点。伪装技术的发展趋势是重点发展宽波段的伪装器材和激光隐身器材，波段除了可见光和中远红外之外，还应覆盖毫米波和雷达波段。
3.3光防御(反激光干扰)技术
战场激光的威胁已经存在并将日益严重，因此，各国对激光防御也日益重视。1984年美国陆军开始实施“光学改进计划”，目的是要解决士兵使用直观光学与光电观瞄器材可能造成的眼睛损伤问题。为了对付将来可能在战场上使用的激光器，陆军又制定和实施了一项称作“先进激光防护计划”的新的防护计划。这项计划将研究发展先进的抗激光手段或措施，如研究先进的滤光片，研究不受激光功率和波长变化影响的防护技术等。
为了保护光学和光电装置及壳体免受激光破坏，国外正在积极研究抗激光的材料和结构。快速光电开关、滤光片等可以装到光学和光电装置中去，防止激光致盲。抗激光的涂料可以保护元部件和壳体，正在研究的还有高抛光铝涂层、新型陶瓷复合材料、装甲塑料等。抗激光的结构设计也在积极研究之中，如夹层结构等。
4．激光对抗技术的发展趋势
激光对抗技术作为电子对抗领域中最具活力的技术之一，激光对抗作为一种威慑手段，将在未来的信息化战场中发挥更大的作用。未来一段时间，激光对抗的重点将放在以下几个方面：
一、进一步扩展激光对抗波长范围。随着可调谐激光在军事上的应用，战场上将出现可调谐激光目标指示器、激光武器等，使得目前的激光侦察、干扰和防护技术难以奏效。因此，未来激光对抗需要进一步扩展波长范围。在激光侦察方面，重点研制全波段激光告警器和激光警戒接收机，使其范围覆盖可见光、近红外、中红外直至远红外波段，并具有一定的波长识别能力；在激光防御方面，研制宽波段激光防护器材和非线性光学限幅器件，用于保护人眼和光电传感器不受损伤。
二、不断提高侦察精度，实现对敌目标的精确定位。在激光告警技术上，进一步提高告警定向精度，并研究灵敏度更高的侦察手段和信息处理技术，研制散射截获型告警设备，降低虚警率；探讨激光雷达实现更远距离和更高精度的方法，实现小型化和实用化。
三、在激光干扰方面，重点发展大功率激光武器系统。在激光软杀伤武器方面，发展反光电传感器大功率武器系统，可以对卫星光电传感器进行干扰、致盲，发展机载激光干扰系统，采用小型化激光器件，干扰破坏寻的导引头；战术激光武器系统方面，向着小型机动化、组合化方向发展，将光电／雷达侦察、火控组合使用，可以对来袭飞机、巡航导弹、再入段的弹道导弹进行硬摧毁，对机载光电观瞄器材、导弹光电导引头实施远距离致盲／摧毁。
四、发展宽光谱烟幕、光箔条和隐身涂料，实现可见光、红外和激光全波段的光电无干扰和隐身技术。
五、大力发展激光防护和加固技术，研究超快光开关、非线性光学材料，对各种平台上的光电传感器进行激光防护和加固。
5．结论
随着激光技术的发展和在军事中的应用越来越多，激光将成为光电对抗技术中最活跃的
一个领域。
参考文献
1．孙晓泉 吕跃广《激光对抗原理与技术》 解放军出版社 2000．6
2．王永仲 《现代军用光学技术》 科学出版社 2003．1
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