坦克主动防护系统威胁目标综合探测干扰技术

王延暴 郝小宁 杨评论

（西安电子工程研究所 西安 710100）

摘要：介绍了坦克装甲平台主动防护系统的威胁目标综合探测干扰技术，技术措施包括防攻顶有源相控阵雷达、宽带无源电子侦察、宽带有源电子干扰、多波段光学告警、激光压制、红外干扰等，主要完成对威胁目标的告警、探测和干扰等功能，提高坦克装甲车辆的防护能力和生存能力。在设计中，有源相控阵雷达、宽带无源电子侦察、宽带电子有源干扰等设备采用射频前端综合设计，同时和多波段光学告警、激光压制、红外干扰、中央处理器等设备进行一体化设计。各组成部分采用模块化设计，以适应各种装甲平台的通用化要求。

关键词：主动防护系统；综合防护系统；防攻顶有源相控阵雷达

The Integrated Detection Jamming Technologies of Tank Active Protection System for Threatening Targets

Wang Yan-bao Hao Xiao-ning Yang Pin-lun

（Xi’an Electronic Engineering Research Institute，Xi’an 710100，China）

Abstract：The integrated detection jamming technologies of tank armored platform active protection system for threatening targets is presented. The technical measures including anti-top-attack active phased array radar，wideband passive electronic reconnaissance，wideband active electronic jamming，multiband optical alarm，laser suppression，IR jamming，etc. are mainly intended to accomplish alarming，detecting and jamming for threatening targets，and to enhance protective ability and survivability of the tank armored vehicle. The equipment like the active phased array radar，wideband passive electronic reconnaissance，wideband electronic active jamming employ RF front end integration design，and meanwhile，combining with equipment like multiband optical alarm，laser suppression，IR jamming，central processor into one body design. Each integral part adopts modularization design so as to suit for generalized requirements of various armored platform

Keywords：active protective system； integrated protective system； anti-top-attack active phased array radar

引言

自第一次世界大战坦克首次登上人类战争舞台至今，其发展已有近百年的历史。伴随坦克技术的不断发展，各种反坦克武器的研制也相继开始，并迅速发展。近几十年来，随着作战思想的变化和新技术在军事上的广泛应用，反坦克武器的作战纵深也不断扩展，且呈现出明显的立体化优势。在未来地面战场上，坦克装甲车辆除将面临现有威胁外，还将面临来自空中/地面的攻顶导弹、动能导弹、自寻的攻顶导弹/炮弹和自寻的动能导弹/炮弹等新的威胁，而且将面临被更先进的红外、紫外、激光、毫米波、无线电射频和可见光探测器/寻的头远距离瞄准的威胁。

随着反坦克弹药效能的长足进步和大量扩散，传统靠增加装甲厚度等传统的防御手段已难以抵消反装甲技术的发展。而主战坦克等装甲车辆自身的防护能力直接关系到它在战场上的生存能力和作战能力。因此，俄罗斯、美国、英国、以色列等国都在积极探索研制新的装甲车辆防护技术，于是坦克主动防护系统应运而生。战车的主动防护系统以主动出击、消灭敌人来保护自己。它能够提前发现或检测到对自身的威胁，然后采取主动措施（如拦截、摧毁、干扰或迷惑等手段），在敌方导弹或炮弹击中战车前消除威胁，或最大限度地降低被命中的概率和被毁坏的程度。

1 国外发展现状及趋势

1.1 国外发展情况

俄罗斯在主动防御系统的研究上一直处于领先的地位。早在20世纪80年代初期，苏联就研制出了世界上第一种主动防御系统——“鸫”，如图1所示，并将其安装在T-55A中型坦克上。该系统采用硬杀伤原理，利用带破片战斗部的火箭弹拦截来袭的反坦克导弹和火箭，可以为坦克炮塔正面60度的弧形区域提供防护，据称其对抗RPG反坦克火箭的成功率可达80%。

1993年，俄罗斯开始装备“窗帘”主动防御系统，如图2所示。这是一种软杀伤系统，它利用光电对抗装置干扰敌方的激光测距仪、激光目标指示器以及半主动视线导引反坦克导弹等。目前，俄罗斯的不少T-80UK、T-80U和T-90主战坦克上均装有该系统。俄罗斯陆军人士表示，该系统可以使“陶”式、“龙”式、“海尔法”导弹的命中概率降低3/4，使“米兰”和“霍特”导弹的命中概率降低2/3。

90年代中期，俄罗斯开始研制“竞技场”主动防御系统，如图3所示。该系统是一种硬杀伤系统，防护范围可达300度，并具有一定的防攻顶能力。在战斗模式下，安装在坦克顶部的雷达不断搜索附近范围内的移动目标，一旦确定来袭导弹后便迅速将其锁定，随后火控系统计算出目标弹道参数和相应的拦截轨道，并自动发射拦截弹。拦截弹根据火控系统的指令在距来袭导弹10米左右的距离上起爆，形成定向破片区，从而摧毁目标或降低目标对坦克的威胁能力。“竞技场”系统可以全天候使用，并具有一定的目标选择能力。此外，拦截弹产生的破片区域距离坦克20-30米，不会对伴随的步兵产生太大的威胁。试验表明，“竞技场”系统对于“陶”式、“霍特”、“海尔法”等反坦克导弹以及RPG、LAW火箭弹均有较好的拦截效果。

美国针对“未来战斗系统”进一步研制和完善的“综合陆军主动防护系统”（IAAPS），如图4所示，美国“综合陆军主动防护系统”IAAPS研制的目的是用于保护美国陆军“未来战斗系统”中有人驾驶车辆免受各种反坦克武器的威胁。该系统中的被动式传感器系统发现来袭的目标后将提示计算机，由其对目标进行分类，而后选择多种方式打击目标。通过急促发射小型低速弹丸来摧毁来袭高爆弹药，同时，这种防护系统不会伤害附近的己方部队，可以安装在各种类型的地面战斗车辆上。

2004年，德国的迪尔（Diehl）系统公司推出了名为“阿维斯”（Awiss）的车辆主动防御系统，如图5所示。这是一种轻型的模块化系统，适用于坦克以及一般的轻型装甲车辆。“阿维斯”系统采用一部K波段搜索定位雷达，可靠性高，即便在复杂的环境中也可以正常工作。在捕捉到来袭弹药并确定拦截位置后，系统会发射一种重约3千克的榴弹，在距车辆数米的距离上利用破片来摧毁目标。该系统已通过了一系列测试，期间拦截了包括RPG火箭弹和“米兰”反坦克导弹在内的多种目标。

2005年，拉斐尔和以色列飞机工业公司推出了一种全新的主动防御系统——“战利品”系统，如图6所示。该系统采用了高性能的阵列雷达和高速火控计算机，能够发现、跟踪并摧毁包括所有已知反坦克导弹和火箭弹在内的威胁，为装甲车辆提供全方位的保护。最值得注意的是“战利品”系统的拦截弹采取碰撞杀伤的方式，这不但极大地提高了拦截成功率，还将对伴随步兵的附带杀伤概率降低到了最小。此外，该系统还具有相当高的目标选择能力，在2006年进行的一次测试中，“战利品”主动防护系统探测到2枚来袭的火箭弹，并摧毁有威胁的1枚，对另1枚不具威胁的火箭弹没有做出反应。

1.2 发展趋势

随着反坦克武器的不断发展，任何单一的探测干扰技术都有自己的缺点，不可能满足坦克的探测干扰要求，因此未来主战坦克的主动防护系统威胁目标综合探测干扰一定是各种探测干扰系统的组合。综合探测干扰系统中的探测系统必须能完成全空域的搜索，并且作用距离必须能满足系统相配套的防护距离的要求。综合探测干扰系统的对抗系统也要有多种防护系统组成，在远距离如果能对来袭弹药实施干扰则实施干扰，通过不同的设置或者不同的干扰措施来对付不同的反坦克武器。

2 综合探测干扰技术

2.1 综合探测干扰措施组成及工作原理

本文提出的坦克主动防护系统威胁目标综合探测干扰技术，由有源相控阵雷达、宽带无源电子侦察、宽带有源电子干扰、多波段激光告警、激光压制、红外干扰、中央处理器等设备构成，装载在防护平台上，主要完成探测和自卫功能。探测系统主要由两维有源相控阵雷达完成，具有多目标探测、高精度跟踪、火力控制等能力，对目标进行精确探测和跟踪，引导火力系统对威胁目标实施攻击，并对毁伤效果进行评估。自卫主要由电子侦察干扰和激光告警等设备完成，具有侦察告警和干扰能力，对敌方雷达、来袭导弹进行侦察和干扰，使其失去作用或降低精度，减小其对防护平台的毁伤概率，从而达到防护的目的。

综合探测干扰系统在使用状态下，首先开启宽带电子无源侦察设备和多波段激光告警设备，对防护平台所处空域进行被动探测；当探测到威胁信号时，引导探测雷达，对具有威胁的方位实施主动探测，进一步获取威胁目标的距离、方位、速度等参数，结合被动探测数据，对照目标特征数据库，分选识别出威胁目标的种类、型号；依据分选识别结果，对目标实施火力攻击或查找干扰样式表，选取最佳干扰样式，引导宽带有源电子干扰、激光压制或红外干扰等设备对威胁目标释放干扰，完成保护平台的目的；同时系统探测威胁目标受火力攻击或干扰后状态，评估防护效果。对无法设施干扰或干扰效果不好仍对我方坦克构成威胁的反坦克武器，由雷达完成近距离高精度方位、俯仰、距离的检测，并将检测结果报送中央处理器，中央处理器选择相应弹药去打击。

2.2 综合探测干扰技术需要突破的关键技术

2.2.1 防攻顶有源相控阵雷达技术

防攻顶有源相控阵雷达包括宽带天线辐射阵面、辐射单元的馈电网络、发射组件、接收组件、A/D采样组件、数字下变频组件。分离式有源相相扫天线将采取集成一体化设计技术，将阵面辐射器、移相器、波控机和T/R单元集成在一起，以减轻重量、压缩体积、提高精度。T/R单元的本振馈电问题拟通过将多个T/R单元集成设计到一个T/R组件中，组件内采用微带功分器实现本振功分馈电，从而大大减少本振馈电连接电缆和连接接头。

2.2.2 宽带无源电子侦察

研制宽带无源电子侦察，应用于地面作战平台的防护，探测敌方雷达是否照射跟踪到我方平台，提供实时的测量、分析、判断，给作战人员提供及时的威胁告警，协助系统完成作战任务。宽带无源电子侦察配套于地面作战平台，对照射到该平台上的雷达信号完成实时捕获、参数测量、信号分选识别，检测出它们的存在、所在方向和威胁程度，并且通过声音和显示措施向作战人员发出告警信息。

宽带无源电子侦察主要由天线、接收前端、检波对数视频放大器（DLVA）、瞬时测频接收机、本振源、信号处理机、终端显示器等组成，主要完成照射源信号的滤波、变频、放大和检波，通过比幅测向、瞬时测频、信号处理等模块完成对照射源信号的方位测量、信号分选、目标识别、威胁等级判断，并提供威胁目标的终端告警显示，同时预留外部接口，可实现数据加卸载和信号消隐控制等功能。宽带无源电子侦察一旦发现来袭威胁，测量威胁的方位、频率等信息，并将威胁信号下变频送至宽带有源电子干扰设备。

2.2.3 宽带有源电子干扰

宽带有源电子干扰机的作用就是反制，利用自身的有效干扰技术，首先使敌方雷达不能发现目标，同时使雷达不能由搜索状态转入跟踪状态；雷达一旦处于跟踪，宽带有源电子干扰机立即发射破坏雷达跟踪的干扰技术使雷达失控，丢失目标，导弹就无法发射。宽带有源电子干扰机由数字射频存储器（DRFM）、干扰决策资源管理、本振源、功率放大器、发射天线等组成。宽带有源电子干扰机首先将告警器送来的信号进行采样、存储，并根据来袭目标的特性选择合适的干扰样式，对信号进行调制，然后将信号进行上变频、放大，最后经天线发射出去。有源相控阵雷达对干扰效果进行评估，并将干扰效果反馈至宽带有源电子干扰机，干扰机对干扰样式进行适当调整，直至威胁目标制导雷达无法正常跟踪目标。

2.2.4 探测干扰一体化设计技术

宽带无源电子侦察、宽带有源电子干扰采用同一组超宽带天线，告警、探测、干扰在方位、俯仰上各覆盖90度，三者公用信号处理器、电源模块及终端显控。通过电子开关实现告警、干扰两种工作状态的切换。为了达到干扰的同时能够实时评估干扰效果，有源相控阵雷达一直处于工作状态。为了实现坦克装甲平台的全空域探测干扰，可以安装5块相同的模块，天线分别装在坦克装甲平台的顶部及四周，这样可以实现与坦克装甲平台的共形设计。信号处理器、电源模块及终端显控可以安装在坦克装甲车辆的里面，可以通过增加信号处理器板卡及电源模块的数量来实现全空域覆盖，不需要增加5倍的体积及重量。

系统工作时，雷达对整个防空空域探测，在没有威胁目标临近时，信号处理控制电子开关使无源侦察设备工作，干扰设备处于关闭状态，无源侦察设备对整个防空空域侦察。一旦发现目标，对目标进行识别，信号处理控制电子开关关闭无源侦察设备，开启有源干扰设备，选择相应干扰样式及功率，并引导相控阵雷达对威胁方位进行探测，进一步获取威胁目标的距离、方位、速度等参数，结合被动探测数据，对照目标特征数据库，分选识别出威胁目标的种类、型号；根据探测结果评估干扰效果，如果干扰无效，依据分选识别结果，重新查找干扰样式表，选取最佳干扰样式，引导宽带有源电子干扰。一旦威胁目标消失，信号处理关闭有源干扰，重新开启无源侦察设备。

3 结论

坦克的综合探测干扰技术是提高坦克生存力的重要保证，综合探测干扰系统的体积、重量及检测、干扰、防护效果决定了其能否在未来坦克中装备。本文提出的综合探测干扰系统采用和坦克共形设计思想，将探测、告警、干扰一体化设计，并采用两维有源相控阵雷达实现，实现了综合探测干扰系统的小型化、轻型化的设计思想。综合探测干扰系统的设计还采用了模块化的设计理念，集探测、告警、干扰于一体的相控阵雷达配合其他的防护措施就可以装在两栖作战平台上。

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作者简介：王延暴（1980—），男，山东滕州，硕士研究生，工程师。研究方向雷达系统工程。