1.2 弹道导弹简介
根据飞行方式和飞行弹道的不同，导弹通常可以分为弹道导弹和巡航导弹两种类型[1]。巡航导弹在大气层内飞行，弹体附有弹翼、尾翼和舵面，而弹道导弹的飞行轨迹主要在大气层以外，无弹翼。弹道导弹利用火箭将导弹送到预定的飞行轨道并达到预定的速度，火箭熄火后在地球重力作用下沿抛物线弹道飞行。弹道导弹发射时要穿越大气层，在大气层外飞行一定的距离，然后弹头重返大气层对目标实施攻击。
弹道导弹按照射程可以分为近程弹道导弹或战术弹道导弹（射程小于1000km）、中程弹道导弹（射程介于1000km～3000km）、远程弹道导弹（射程介于3000km～8000km）和洲际弹道导弹（射程大于8000km）；按作战用途可分为战略弹道导弹和战术弹道导弹；按发射点位置和目标位置可以分为地地弹道导弹和潜地弹道导弹；按推进剂可以分为液体推进弹道导弹和固体推进弹道导弹；按结构可以分为单级弹道导弹和多级弹道导弹。
1.2.1 弹道导弹飞行阶段
不同类型的弹道导弹，其飞行轨迹、速度和加速度的具体数值差异较大，但总体的变化规律是一致的，其整个飞行过程分为助推段、中段和再入段。相关特性如图1.1和表1.1所示。
图1.1 弹道导弹的典型弹道
助推段以导弹离开发射架作为起点，以助推器最后一级火箭熄火，有效载荷与推举它的装置分离为终点。远程弹道导弹助推段时间约为3min～6min，战术弹道导弹约为2min。助推段是弹道导弹最脆弱的阶段，其红外和雷达特性非常明显，火箭燃料箱受打击易遭摧毁，而且飞行速度也较慢，这个阶段还没有产生碎片，也没有释放诱饵等突防装置，目标识别问题不突出。
表1.1 标准弹道下的弹道导弹飞行特性
中间飞行段主要是指弹道导弹助推火箭关闭发动机后，导弹在大气层外飞行的过程。典型远程弹道导弹中间段的飞行时间约为15min～20min，是弹道中最长阶段，防御方有足够的时间做出决策，甚至可以人工参与，以便确定是否发射拦截弹，以及发射几枚。先进的远程战略弹道导弹一般采用多种突防措施提高弹头的突防能力，如采用各种隐身措施减小弹头的雷达截面积，在中间飞行段还经常采用投放干扰箔条和模拟弹头的假目标（诱饵，见图1.2），或将末级火箭炸成碎片形成干扰碎片云等突防措施。由于没有大气阻力，这一阶段弹头、诱饵、整流罩、母舱和碎片残骸等，均在弹道附近伴随弹头高速运动，在整个中间飞行阶段形成一个目标群，这个目标群扩散的范围可达几千米。要实现中段拦截，预警探测系统必须从目标群中识别出真弹头，并引导拦截武器打击目标。如何从大量干扰团及随弹头一起飞行的诱饵中识别出真弹头，并实施有效拦截，是反导系统的核心任务。
图1.2 民兵Ⅲ型导弹的充气诱饵和真弹头
再入段是指弹头及其伴飞物进入大气层向打击目标飞行的阶段，再入段又称末段，持续时间一般为60s～90s。在该阶段，由于大气阻力作用，目标群中伴随弹头飞行的碎片、轻质诱饵、箔条等会因摩擦产生高温，从而被烧毁或降低速度而被大气过滤掉，这个现象称为大气过滤。经过大气过滤，只有少数专门设计的重诱饵呈现出类似弹头的运动轨迹，弹道目标及重诱饵再入大气层时，不同质阻比的目标表现出不同的减速特性，可以通过质阻比对真假弹头目标进行识别。在再入段，反导系统的目标识别压力大大降低，但反应时间很短，对拦截系统提出了更高的要求。
1.2.2 弹道导弹突防手段
在弹道导弹飞行过程中，伴随弹头飞行的目标群包括弹头和母舱，另外还可能包括各种形式的发射碎片和释放的诱饵或干扰机[2]。
随着弹道导弹技术的发展，在中段各类目标趋于复杂，并在飞行管道中具有一定的扩散范围，如图1.3和图1.4所示。
图1.3 突防群目标扩散范围示意图
图1.4 弹道导弹突防过程中反导系统所面临的复杂环境
构成中段目标的物体有下面几种。
1. 发射碎片。所有的导弹都有一定的碎片，它们在大气层外与再入飞行器一起飞行。碎片可能包括助推火箭、保护罩、废弃的母舱、帮助再入飞行器脱离母舱的弹簧以及各种爆炸螺栓部件等。即使没有突防装置，防御系统也必须从这些目标中识别出真正具有杀伤力的进攻弹头。
2. 诱饵。包括涂有金属层的气球（可保护飞行器或增强诱饵的信号特征）、轻型充气或刚性复制诱饵、箔条等（见图1.5）。更加先进的诱饵还包括一个与再入飞行器非常相仿的红外热源。
3. 金属箔条及采用雷达隐身和特征变换措施的目标。弹头可在中段抛撒金属箔条，将各种目标隐藏在箔条云的后面。另外，弹头的设计者可以通过隐身技术和特征变换来改变再入飞行器的信号特征，例如，进攻方可将再入飞行器包在金属气球中。
4. 干扰机。进攻弹头可以通过噪声干扰对雷达进行压制，缩短雷达的探测距离，还可以进行欺骗干扰，通过对雷达信号调制后转发，使雷达接收到虚假回波信号，不能跟踪真实的目标，从而使雷达不能区分真假目标。
图1.5 美国弹道导弹的弹头及各种诱饵
这些突防措施无论对雷达还是对红外探测器都会形成有源和无源干扰，引起雷达和红外探测器的“过载”，给反导系统中探测器的部署、探测能力、识别能力和抗干扰能力等方面带来了极大的挑战，表现如下。
1. 大范围覆盖和前置部署的挑战。目前，美国、俄罗斯、朝鲜、印度等国家和台湾地区都拥有多种类型的弹道导弹，而核潜艇的隐蔽性更增加了潜射弹道导弹发射位置的不确定性。为了有效预警，需要建设覆盖全境的预警探测网络和多层拦截支撑体系，美国和俄罗斯已经形成了基本覆盖全球的预警网络，美国正在研制和建设包括预警卫星、前置的远程预警和精密跟踪识别雷达在内的多层拦截信息保障体系，覆盖了导弹的助推段、中段和再入段。由于威胁目标位置的不确定性，多层拦截体系要求预警探测系统能够大范围覆盖并尽量前置部署。
2. 小目标检测能力的挑战。减小雷达目标截面积是对付防御雷达的首要技术，是各种突防技术的基础，使用隐身技术可使弹头RCS缩小10dB～20dB，使预警雷达的探测距离显著下降，预警时间大幅减少，作战效能大大降低。弹头的RCS越来越小，要求雷达具有更大的功率孔径积和更强的小目标检测能力。
3. 识别能力和抗干扰能力的挑战。实施与弹头相似的诱饵技术，是形成多目标进攻、分散拦截火力的有效措施。分布在弹头前后的诱饵将大大增加雷达识别难度，从而降低拦截成功率。需要雷达具有多种信号特征提取手段和综合识别能力。在弹头隐身的基础上实施伴随式干扰，是弹道导弹突防的重要措施，干扰使远程预警雷达无法有效截获目标，使精密跟踪识别雷达难以正确识别弹头。必须提高雷达的目标识别能力、先进的自适应处理能力和抗干扰能力。
面对上述挑战，导弹防御系统必须综合考虑各种因素，建立合理的防御系统配置和有效的拦截过程。