李晨博

（陸軍炮兵防空兵學(xué)院鄭州校區(qū) 鄭州 450052）

1 引言

科學(xué)技術(shù)的進步，使現(xiàn)代空襲兵器更加多樣化，以航模、無人機等為代表的低小慢目標被應(yīng)用在情報偵察、火力打擊、電子干擾等軍事對抗中，給防空作戰(zhàn)帶來極大壓力，傳統(tǒng)防空武器裝備系統(tǒng)應(yīng)對低小慢目標難度大，發(fā)展新式防空武器裝備已迫在眉睫。

2 國內(nèi)外低小慢目標現(xiàn)狀

低小慢目標是指有“低空超低空飛行，飛行速度較慢，不易被雷達探測”等特征的目標。伴隨民用領(lǐng)域?qū)o人機等航空器的需求，各國都加大了對無人航空器的研究，且越來越多的功能被應(yīng)用到無人航空器上，如國內(nèi)的“大疆”等旋翼無人機，具有航拍、遙感測繪、農(nóng)藥噴灑等功能，給人們生活帶來極大便利，但也給國土防空安全帶來嚴峻挑戰(zhàn)。

在軍事領(lǐng)域應(yīng)用最多、最廣的低小慢航空器主要為小型飛機和無人機，如：美國的MQ-9“死神”、“捕食者C”、以色列的“艾坦”等多種察打一體無人機，多次在對外戰(zhàn)爭中取得了不錯戰(zhàn)果。此次俄烏戰(zhàn)爭中，旋翼無人機在對敵偵察探測、情報獲取方面占據(jù)了重要地位，對引導(dǎo)火力打擊，觀察毀傷效果獲得了非凡效果。因此，發(fā)展對抗“低小慢”目標的防空武器裝備刻不容緩，對國土防空安全具有重大意義。

3 對抗低小慢目標的難度

低小慢航空器不僅造價便宜，種類多樣，且體積小，機動性強，能夠搭載各種設(shè)備，具有不同功能，用途多樣，但對抗低小慢目標的手段卻不盡如意，主要體現(xiàn)在以下方面。

3.1 偵察探測難

現(xiàn)代防空武器偵察探測裝備以雷達探測為主，對低小慢目標探測難度如下。

3.1.1 地平線遮擋

雷達探測目標時，發(fā)射的雷達波為直射波，地球曲率使其被地平線遮擋，盡管米波雷達沿著地平線有一定彎曲，但遮擋較多仍會探測不到目標，要求目標有一定飛行高度，如美國薩德導(dǎo)彈系統(tǒng)探測八百或一千公里以上時，目標在一萬米高空，受地平線遮擋，雷達裝備依舊探測不到目標。低小慢目標飛行高度一般都在100m 以下超低空飛行，受地球曲率影響，探測距離最多二三十公里，高度再低，探測距離更近，甚至探測不到。

3.1.2 飛行速度慢

相控陣雷達進行目標搜索時，遵循一定規(guī)律，如高空飛行的預(yù)警機雷達，其波束向下方掃描，為了對地面和海面雜波進行過濾屏蔽，要將速度過小信號給濾掉，否則，在對地面和海面探測時，易將海面上高速快艇或地面高速路上行駛車輛，納入到目標這個層次中，導(dǎo)致目標數(shù)量過于龐大，對空中需要打擊目標無法分辨，因此會設(shè)定一個速度閾值，如美國E-3 預(yù)警機對速度低于80 海里的目標都會當(dāng)做雜波濾掉，而有些低小慢目標飛行速度更慢，遠遠低于雷達探測速度閾值，致使對低小慢目標“看不到”，出現(xiàn)技術(shù)盲區(qū)。

3.1.3 反射截面小

雷達探測目標距離的遠近與目標自身的反射截面積也息息相關(guān)，其相關(guān)性為R=RCS1/4（R 為雷達探測距離，RCS 為目標反射截面積），可以看出，反射截面積越小，雷達探測距離越近。而低小慢目標因體積小，表面積相對就小，使反射雷達波截面積很小，只有在非常近的位置雷達才能發(fā)現(xiàn)，而這時目標很有可能已經(jīng)執(zhí)行完任務(wù)，返航了。

3.2 火力打擊難

一是警戒雷達對低小慢目標探測距離近，火力攔截反應(yīng)時間短，無法有效對低小慢目標進行打擊，且傳統(tǒng)攔截武器系統(tǒng)對低小慢目標的打擊存有缺陷。目標可以隨時調(diào)整高度、速度，使防空武器系統(tǒng)無法進行穩(wěn)定持續(xù)的定位、跟蹤，有時能發(fā)現(xiàn)但無法進行打擊。二是使用防空導(dǎo)彈攔截打擊成本高，性價比差距大，且防空武器系統(tǒng)導(dǎo)彈數(shù)量有限，一旦耗盡，對敵方后續(xù)戰(zhàn)斗機、轟炸機等目標的入侵將無計可施。

3.3 性能辨別難

低小慢目標種類繁多，既有情報偵察、火力打擊、電子干擾等多種用途小型飛行器，如以色列的“搜索者”、美國的“彈簧刀”等，又有察打一體綜合性能強的無人機，如我國的“鷂鷹II”察打一體無人機、俄羅斯的“獵戶座”察打一體無人機等，導(dǎo)致戰(zhàn)場上防空系統(tǒng)對其性能辨別困難，不能有效辨識低小慢目標類型和用途，就無法判定其對己方的威脅程度，大大降低了己方安全性。

4 對抗低小慢目標的措施

如何有效對抗低小慢目標已成為世界各國的研究重點，傳統(tǒng)警戒雷達系統(tǒng)已不能滿足對低小慢目標的探測需要，急需通過其他方式實現(xiàn)發(fā)現(xiàn)、識別低小慢目標的目的，在此基礎(chǔ)上，本文介紹光學(xué)探測、聲學(xué)探測等新型探測方法。

4.1 光學(xué)探測系統(tǒng)

人工智能和遙感圖像處理技術(shù)的發(fā)展，使光學(xué)系統(tǒng)探測低小慢目標變?yōu)楝F(xiàn)實。通過采集不同種類、不同性能低小慢目標的圖片、視頻樣本，并區(qū)分相類似的自然環(huán)境目標（鳥類等），經(jīng)處理形成數(shù)據(jù)庫，編寫目標檢測、目標跟蹤等算法，搭建自適應(yīng)特征感知模型，探測、跟蹤低小慢目標，并增強圖像中連續(xù)幀間的時效性與準確性；采用人工智能技術(shù)，加強系統(tǒng)對整個目標探測、跟蹤過程的深度學(xué)習(xí)，以便在之后的探測過程中，更加快速、準確地識別低小慢目標特征信息，結(jié)合光電觀察設(shè)備，形成一整套光學(xué)探測系統(tǒng)。

4.2 聲學(xué)探測系統(tǒng)

低小慢目標飛行時，螺旋槳產(chǎn)生的噪聲具有一定特性，聲源定位法可對無人機進行探測、跟蹤。聲源定位系統(tǒng)組裝方便，便于攜帶，單兵即可背負和架設(shè)，且聲源探測系統(tǒng)為無源系統(tǒng)，隱蔽性好。成熟的聲源探測系統(tǒng)有“麥克風(fēng)”陣列系統(tǒng)，系統(tǒng)采用九元均勻十字陣，收集聲音范圍廣，能及時發(fā)現(xiàn)目標，工作原理是麥克風(fēng)陣列采集周邊環(huán)境聲音信號，與螺旋槳特有噪聲規(guī)律數(shù)據(jù)庫比對，通過聲源定位算法，實現(xiàn)對低小慢目標的探測。

4.3 改進現(xiàn)有雷達性能

為提高雷達對低小慢目標鑒別的可靠性，可用更精細的雷達回波特征作為依據(jù)。低小慢目標飛行運動時，整體屬于平動狀態(tài)，旋翼或螺旋槳轉(zhuǎn)動是除目標平動外的微動，該微動對雷達波產(chǎn)生周期性的調(diào)制效應(yīng)，使雷達回波的多普勒譜展寬，產(chǎn)生微多普勒效應(yīng)。該效應(yīng)能反映目標更精細的特征，識別精度高，可靠性好，對雷達偵察探測低小慢目標提供改進方向。通過該效應(yīng)改進現(xiàn)有雷達，能更好應(yīng)對低小慢目標的威脅，更好地防衛(wèi)國土。

5 對抗低小慢目標防空武器裝備建設(shè)方向

未來戰(zhàn)場上，低小慢目標會更加頻繁出現(xiàn)，需要針對性更強的防空兵武器系統(tǒng)進行對抗打擊，依據(jù)防空兵武器系統(tǒng)現(xiàn)狀，對防空兵應(yīng)對低小慢目標裝備建設(shè)發(fā)展做如下探討。

5.1 發(fā)展新型目標探測系統(tǒng)

在傳統(tǒng)雷達探測系統(tǒng)對低小慢目標無法有效偵察探測的前提下，轉(zhuǎn)變探測模式，發(fā)展光學(xué)、聲學(xué)探測裝備，應(yīng)用不同模式對低小慢目標實施偵察探測，形成光學(xué)、聲學(xué)探測系統(tǒng)，對目標光學(xué)特征和噪聲特性進行采樣，建立低小慢目標特征數(shù)據(jù)庫。

戰(zhàn)場應(yīng)用中，在防空區(qū)域合理布置光學(xué)、聲學(xué)探測裝備，與偵察警戒雷達配合，構(gòu)建聯(lián)合偵察預(yù)警網(wǎng)絡(luò)，對偵察探測信號進行實時處理，傳送給指揮機構(gòu)，確保早發(fā)現(xiàn)、早打擊。英國反無人機系統(tǒng)AUDS，采用雷達與光學(xué)探測儀器相結(jié)合的方式對低小慢目標進行搜索，發(fā)現(xiàn)目標后，立刻進行視頻跟蹤和定位跟蹤。

5.2 搭建空中雷達預(yù)警探測平臺

在現(xiàn)有偵察警戒雷達基礎(chǔ)上應(yīng)用微多普勒效應(yīng)技術(shù)提升雷達性能，搭建空中雷達預(yù)警探測平臺，將雷達用氣球或旋翼無人機等手段，升至空中，對空域進行偵察探測，相比陸基雷達裝備，該方法能有效減少地球曲率的影響，視野提升數(shù)倍，極大提高了探測范圍和探測精度，消除地貌、地物的遮擋，該升空平臺不僅能應(yīng)用在陸地防空系統(tǒng)，在海上更能發(fā)揮其探測性能，且搭建空中氣球雷達預(yù)警探測平臺造價便宜，性價比高，能大量裝備部隊。美國JLENS 浮空器最大探測范圍達400km，對作戰(zhàn)區(qū)域內(nèi)低空、超低空目標達到超視距偵察效果。我國也在大力研發(fā)空中偵察預(yù)警平臺，并已達到一定水平。

5.3 發(fā)展新型打擊武器裝備

常規(guī)武器系統(tǒng)對低小慢目標打擊困難，這就要發(fā)展新型武器裝備來應(yīng)對未來戰(zhàn)場中該目標威脅。依據(jù)低小慢目標特點，采取軟打擊和硬摧毀等多種手段對抗。

5.3.1 激光武器

激光武器，利用高能激光束照射目標，使目標自身的材料特性發(fā)生改變，對目標進行熱作用破壞、力學(xué)破壞和輻射破壞，對低小慢目標進行有效打擊。

我國在激光武器方面處于領(lǐng)先地位。沙特為應(yīng)對胡塞武裝使用無人機等低小慢目標的打擊，從我國進口了“寂靜獵手”激光炮，該武器采用光纖激光器，按照目標距離設(shè)置打擊功率，射程可達4200m，并可連續(xù)發(fā)射200s，充能僅需2.5s，成本低廉，能做到發(fā)現(xiàn)即摧毀。該武器部署簡單，機動能力、抗干擾能力強，精度高，在對胡塞武裝無人機進攻時，表現(xiàn)優(yōu)異，成功擊毀數(shù)十架無人機。在防御低小慢目標起到了良好效果。

5.3.2 高功率微波武器

高功率微波武器指微波峰值達到100MW 以上，或者單一脈沖有效輻射能量達到10J 以上，以及平均功率高于1MW 的微波武器，利用微波的熱效應(yīng)、電效應(yīng)、磁效應(yīng)殺傷目標。該武器經(jīng)高增益天線定向輻射，將高功率微波源產(chǎn)生的微波能量聚集在窄波束內(nèi)，以極高強度照射目標，破壞目標電子設(shè)備，摧毀目標。高功率微波武器比激光武器波數(shù)寬，可同時打擊多個目標，能全天候作戰(zhàn)。發(fā)展高功率微波武器，是世界各國都在研究的重點，該武器極大豐富了對空攔截低小慢目標的方式，提高了己方目標的安全性。

5.3.3 電磁干擾武器

低小慢目標執(zhí)行任務(wù)時，通過電磁波進行數(shù)據(jù)傳輸，并利用GPS 進行定位，根據(jù)這些電磁波信號的傳輸特征，發(fā)展針對性電磁干擾武器，阻斷目標信號回傳的鏈路，屏蔽其與衛(wèi)星信號交流，打擊低小慢目標。英國的反無人機系統(tǒng)AUDS，探測到目標后，其電磁干擾武器系統(tǒng)進行工作，對跟蹤目標發(fā)射大功率干擾射頻，阻斷目標與后方操作人員的通信鏈路，致使目標無法飛行，進行迫降、返航或墜毀。

5.4 構(gòu)建反低小慢目標防御系統(tǒng)

在對低小慢目標進行有效偵察、探測、打擊的基礎(chǔ)上，構(gòu)建反低小慢目標防御系統(tǒng)，將所有功能集中于一個對抗系統(tǒng)，使其察打一體，更好應(yīng)對低小慢目標。

2021 年珠海航展中，我國自主研發(fā)的“天穹”綜合反無人機系統(tǒng)，綜合處理可見光和紅外等多種探測信息，并排除虛假信息，根據(jù)雷達引導(dǎo)，可快速捕捉或識別低小慢目標，對目標進行精確跟蹤，最后用激光進行打擊，使目標墜毀。這套系統(tǒng)工作效率高，打擊成本低，是我國首套出口型反無人機系統(tǒng)，在國際上受到一致好評。

可在“天穹”綜合反無人機系統(tǒng)基礎(chǔ)上，結(jié)合戰(zhàn)場復(fù)雜多變的電磁環(huán)境，開發(fā)一款軍用領(lǐng)域反低小慢目標的探測、打擊系統(tǒng)，提高此方面作戰(zhàn)能力。同時，加強對軍隊人員的針對性訓(xùn)練，尤其是立足現(xiàn)有高炮等武器裝備，探討對抗方法，在戰(zhàn)術(shù)運用上尋找突破。強化協(xié)同意識，建立一體化作戰(zhàn)模式，注重伴隨保障，避免在機動途中遭受打擊。

6 結(jié)語

本文通過對低小慢目標偵察探測難度，火力打擊難度等進行分析，使用光學(xué)探測、聲學(xué)探測等新的偵察探測方式，改進現(xiàn)有雷達系統(tǒng)探測模式，由陸基探測轉(zhuǎn)為空中探測，極大豐富了對低小慢目標的探測方式，提高了探測精度。使用激光武器、微波武器、電子干擾武器等實現(xiàn)對“低小慢”目標的打擊毀傷，并將偵察探測、火力打擊相結(jié)合，形成一整套反低小慢目標防御系統(tǒng)，對我防空武器裝備建設(shè)方向提供參考。