曾小東，芮 錫

(中國電子科技集團公司第十研究所，四川 成都 610036)

0 引言

當前戰(zhàn)爭的形式正在進行大規(guī)模升級，地面部隊對直升機的依賴越來越強。小規(guī)模裝甲突擊群需要直升機的不間斷掩護，未來的建設(shè)目標是能“飛”起來作戰(zhàn)，這就需要有更多的直升機。直升機具有超低空貼地飛行、強大的火力攻擊和卓越的機動性能等優(yōu)勢，能夠?qū)Ω鞣N地面目標和超低空目標實施精確有效的打擊，獨立執(zhí)行戰(zhàn)術(shù)級任務，在聯(lián)合作戰(zhàn)體系中扮演著不可取代的重要角色。然而，隨著現(xiàn)代戰(zhàn)場對抗的日益激烈，各種精確的雷達、光學、聲學和無源探測設(shè)備相繼出現(xiàn)[1-3]，直升機的作戰(zhàn)環(huán)境變得更加嚴酷復雜。實戰(zhàn)經(jīng)驗證明，先進的LPD(低可探測)技術(shù)是提高其生存能力和作戰(zhàn)效能最有效的手段之一，因此受到世界各國的高度重視。

1 可探測平衡

與各種探測方法相對應，直升機的低可探測技術(shù)主要包括針對雷達探測信號的低可探測[4]、針對紅外信號的低可探測[5]、針對聲學信號的低可探測[6]以及針對射頻主動輻射信號的低可探測[7]等。目前，在國內(nèi)外的直升機低可探測技術(shù)研究中，已廣泛開展了針對雷達探測信號的低可探測、針對紅外信號的低可探測以及針對聲學信號的低可探測等研究，而在針對射頻主動輻射信號的低可探測方面，研究相對滯后，公開資料顯示毫米波火控雷達采取了有限的低可探測設(shè)計。依據(jù)可探測平衡原則[8-9]，各種低可探測技術(shù)之間應平衡發(fā)展，各種低可探測應有大致相近的被發(fā)現(xiàn)距離，不能出現(xiàn)明顯的短板，否則就會破壞直升機的整體低可探測能力。因此，直升機的低可探測應符合綜合平衡、協(xié)調(diào)發(fā)展的要求。

當前的作戰(zhàn)環(huán)境下，直升機由于飛行高度低，視距近，雷達的發(fā)現(xiàn)距離受限。但是機載射頻輻射信號，尤其是短波、超短波信號，在城市建筑、山體、樹林等復雜地形環(huán)境下，依然有很強的繞射和透射能量。因此，針對射頻信號的低可探測需求將更加迫切[10]。

2 射頻隱蔽突防時的LPD技術(shù)考慮

2.1 威脅分析

從作戰(zhàn)模式看，直升機在隱蔽突防時，通常貼地飛行，隱蔽接敵，突然攻擊后馬上機動規(guī)避。在此過程中，直升機由于飛行高度低，具有低可探測的先天優(yōu)勢。對于陸基和?；鶡o源探測系統(tǒng)，受限于地球曲率，其威脅范圍大大縮小[11-12]。距離在L1以外的無源探測系統(tǒng)，無法偵收到直升機有源射頻傳感器發(fā)射的輻射信號，如圖1所示。典型L1值如表1所示。

表1 典型值

然而，對于空基無源探測系統(tǒng)而言，如預警機、偵察機等平臺，這種低可探測優(yōu)勢將不復存在。在L2距離以內(nèi)的所有空基無源探測系統(tǒng)，只要其接收機靈敏度足夠高，都將以很大的概率截獲直升機的有源射頻傳感器輻射信號，如圖2所示。假定直升機以飛行高度200m實現(xiàn)隱蔽突防，對于不同高度的空基無源探測系統(tǒng)，典型的L2值如表2所示。

表2 典型L2值

由表2可以看出，高度在8000m的空基無源探測系統(tǒng)，只要其無源探測系統(tǒng)的接收機靈敏度足夠高，對直升機平臺的截獲距離即可到達400km以上。

2.2 LPD措施分析

由以上威脅分析可知，直升機在隱蔽突防時面臨嚴重的無源探測威脅，需要從以下幾個方面采取LPD措施，以滿足高生存能力和隱蔽接敵的要求。

1)輻射時間管理技術(shù)

采用編隊協(xié)同的LPD技術(shù)，減少編隊有源射頻傳感器的輻射時間，提高LPD性能。作戰(zhàn)飛行時直升機長機雷達開機，存儲探測到的目標數(shù)據(jù)并加以分析，確定目標類型、位置等數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)不但可顯示在本機的多功能顯示器上，而且可通過數(shù)據(jù)鏈傳給直升機僚機，僚機雷達靜默。長機根據(jù)戰(zhàn)場目標分布情況將目標數(shù)據(jù)分配給僚機，然后同時發(fā)起攻擊。

2)窄波束、超低副瓣天線技術(shù)

采用窄波束、超低副瓣天線技術(shù)，可以將輻射能量集中在主瓣內(nèi)，大大減小天線副瓣輻射的功率，從而大大減小被敵方截獲的空間范圍。為了避免被陸基/?；鶡o源探測系統(tǒng)偵收到主瓣信號，通信的波束寬度應盡可能窄。在不被陸基/海基無源探測系統(tǒng)偵收到的情況下，主瓣允許的最大寬度與直升機的飛行高度、編隊距離等有關(guān)，如圖3所示。

圖3 窄波束、超低副瓣天線技術(shù)

對于遠距離通信，主瓣寬度需要比近距離通信更窄，以避免陸基/?；鶡o源探測系統(tǒng)的偵收。直升機的飛行高度越低，對主瓣寬度的要求越高。對于直升機低空隱蔽突防，則要求波束寬度相對更窄。

3)功率控制技術(shù)

偵察裝備對直升機輻射信號的最大截獲距離R1與輻射功率的1/2次方成正比。

(1)

式中，Pt為輻射功率，Gt為天線增益，λ為信號波長，SI為偵察裝備的系統(tǒng)靈敏度。

由上式可以看出，在偵察裝備的系統(tǒng)靈敏度不變的情況下，當直升機的發(fā)射功率降低時，最大截獲距離RI減小。

4)LPD波形設(shè)計技術(shù)

采用LPD波形并結(jié)合與之相應的信號處理技術(shù)，可以獲得信噪比增益，使電子裝備在性能不受影響的情況下減小輻射功率，一方面減小了被敵方無源探測系統(tǒng)截獲的距離，另一方面對于非協(xié)作的無源探測系統(tǒng)來說，由于信噪比的降低，其偵察參數(shù)的精度也會有所下降，從而影響偵察后端的分選、識別、定位等。此外，LPD波形還能降低信號被截獲的概率，例如通信中的跳頻技術(shù)。

3 LPD技術(shù)對隱蔽突防的效能提升

(2)

表3分析了不同LPD措施對無源探測系統(tǒng)截獲距離的影響。

表3 不同飛行段的截獲距離

直升機可以在各飛行段中管控各射頻傳感器的開關(guān)狀態(tài)、工作模式以及工作參數(shù)等，使得無源探測系統(tǒng)截獲距離大大縮短，為突破敵方的防空系統(tǒng)創(chuàng)造了有利條件。從圖4和圖5的對比可以看出，直升機采用LPD措施后，在突防中的生存力明顯提高。

圖4 采取LPD措施前的突防示意

圖5 采取LPD措施后的突防示意

4 結(jié)論

通過直升機LPD與突防能力的關(guān)系分析，可以看出LPD對于直升機的生存力提升具有重要意義。無論是從反LPD的視角，還是LPD技術(shù)發(fā)展的需要，對于直升機射頻輻射特征的分析以及射頻輻射抑制技術(shù)的研究均具有十分重要的學術(shù)和應用價值。另外，以上的分析方法也為建立直升機的LPD性能指標體系提供了初步理論依據(jù)。