漫谈机载拖曳诱饵技术
常规主被动干扰的手段和局限
机载雷达制导武器对抗手段经过半个多世纪的发展，现已比较成熟，先进作战飞机都装备有干扰弹和干扰机。这些主动和被动雷达干扰措施，都是通过增加导弹对目标的瞄准误差，结合载机的机动以摆脱导弹威胁。
干扰弹通过释放箔条形成雷达波束难以通过的干扰云，利用箔条的遮蔽作用形成假目标，干扰和诱骗敌火控雷达和雷达制导的导弹。干扰弹体积小，安装位置灵活，可搭配雷达和红外弹种，是军用飞机最基本的自卫对抗装备，几乎装备了所有的作战飞机。干扰弹的使用简单、灵活，但也存在难以克服的困难，这就是干扰弹装填的干扰丝的波长，需要在装填时就根据威胁等级确定，不容易根据威胁雷达波长进行调整。机载干扰弹的箔条主要用于对抗火控雷达，专用电子干扰机挂载的箔条装置，虽然可以通过自动控制切刀切割不同尺寸的箔条，以满足战场上遇到的不同波长雷达的对抗需要，但尺寸和重量无法适应战术飞机使用，也要占用相当大的机体空间/外挂架。雷达对干扰弹的对抗措施比较容易实现，就是通过多普勒等技术对信号进行测量，依据干扰弹投放后迅速减速，以及箔条干扰云的运动速度和高度变化慢的特点，通过信号特征测量将目标与干扰分辨出来。常规箔条干扰弹对无线电指令和圆锥扫描半主动雷达制导武器的干扰作用较好，但对采用单脉冲雷达半主动制导导弹的效果较差，对有识别和抗干扰技术的雷达制导导弹几乎无效。
主动干扰机是通过内装或外挂方式，将接收和发送天线安装到机身上，通过对告警机接收到的信号进行调制后转发的方式，为威胁导弹的制导系统提供错误的目标回波信号。主动干扰机信号控制灵活性好，较大的功率可以在近距离压制控制信号，对半主动雷达制导导弹的干扰效果比较出色，是高性能战术飞机普遍装备的高端对抗设备。主动干扰机在海湾战争中发挥了很大的作用，有效对抗了无线电指令和半主动雷达制导武器。
主动干扰机的技术发展很快，性能也比较完善，也成为F-22/35这些四代战斗机的标准配置。主动干扰机的问题是要主动辐射信号，如果干扰机在技术上的优势较大，可以压制到导弹武器制导系统，干扰效果是非常理想的。但是，干扰机如果不能压制住导弹制导系统，或来袭导弹应用跟踪干扰源这样的技术，集中安装在机体上的干扰机，很可能将会成为诱导导弹的信号源。AIM-120这类主动雷达制导导弹的导引技术先进，拥有较为完善的抗干扰措施，设计时就考虑过电子对抗的反制手段，主动干扰机的辐射信号存在现实的危险性。
消极干扰模拟效果不好，主动干扰机辐射源与目标重合，在对抗主动雷达制导先进导弹时，都存在难以彻底克服的技术难题。基于安全、高效的雷达对抗手段，适合于高机动战术飞机装备使用的拖曳式主动干扰机，在冷战后期开始接近实用标准，在北约对南联盟的空袭行动中取得了很好的实战效果。
拖曳诱饵的技术基础
雷达是通过跟踪目标反射的雷达波来确定目标。针对单点源搜索的干扰措施有遮蔽、冲淡和欺骗，可以通过散布箔条反射团隐蔽真实目标，也可以通过向雷达主动发射经过调制后，存在虚假距离和角度数据的信号，使雷达向导弹数据处理系统提供错误的目标位置信息。常规雷达在单目标探测中，瞄准点是对准目标反射源最强的一个点，如果在雷达扫描范围内存在多个近距离的反射源，雷达瞄准点则自动对准几个反射源中间的平衡点，这个特点也是多点源干扰的应用基础。
多点源干扰是针对可对抗单点源干扰系统所采用的电子对抗手段。通过在雷达扫描范围内形成多个反射源，使雷达将目标位置错误判断在多点源之间的空白点。多源反射要求将多个反射源容纳到雷达扫描范围内，并较长时间的保持多源干扰的存在性，这个要求对于静止或慢速目标的难度不大，但对快速运动的作战飞机则存在很大难度。抛弃式主动干扰弹虽然可以形成多源反射效应，但抛弃的干扰体（弹/云）与飞机存在速度差，雷达根据测量角度和速度等数据就可以识别，并自动排除假目标所存在的干扰。
常规单点源主动电子对抗手段，能够有效应付半主动雷达和无线电指令，但却难以应对采用多普勒主动雷达制导方式，具备较强分辨识别能力的先进对空导弹。国外很早就在战略轰炸机上应用过自由飞假目标，也开发过小型化的滑翔式主动干扰机，但这些干扰设备的体积和重量都比较大，使用也不够灵活，难以应用于小型化战术飞机。自由飞假目标仍然属于单点源干扰，只能模拟真实飞机的反射条件，却不能长时间有效保护载机的安全。
拖曳诱饵是综合几种主动干扰手段的应用创新，是针对雷达对目标反射时自动对“质心”的功能，利用牵引装置拖曳干扰机的天线，使干扰发射天线既脱离飞机，又与飞机有相同的运动特性。拖曳天线与机载干扰机共同组成信号一致性好，像真性强的双点源干扰装置。
拖曳诱饵可以分为无源和有源两类。无源诱饵的应用技术与常规的拖靶相似，通过钢索牵引角反射器或透镜反射器，反射器按照载机的雷达信号特征设计，能够模拟与飞机相似的速度、角度和RCS信号特征。无源诱饵的技术简单，成本极低，又不需要依托主动电子对抗系统，可以直接用于有雷达告警系统的作战飞机。无源诱饵的问题是采用直接雷达反射方式，虽然可以模拟常规的反射信号特征，对单脉冲雷达的效果也比较好，却不能模拟真正飞机的部分雷达反射条件，能够被采用抗干扰手段的先进雷达系统识别。同时，无源诱饵的尺寸受到限制，被动反射体的反射强度存在局限，也限制了回波功率和干扰的有效性。真正能够较全面模拟飞机信号特征的，是带有信号发射机的有源拖曳诱饵（TRAD），目前所说的拖曳诱饵也大都是主动发射信号的有源诱饵。典型型号是美国的ALE-50/55，既可以作为附加设备安装到作战飞机上，也可以与ALQ-184（V）9之类的电子干扰吊舱进行模块化组合，适应不同作战飞机载荷、功能和系统的需要。
拖曳诱饵并没有什么高深的技术突破，但却有相当高的技术实现难度。拖曳诱饵只是个独立于飞机的干扰天线，本身并没有什么大的创新，设计和工艺相对简单。难的是想要让拖曳诱饵发挥作用，必须保证小型天线拖曳体有足够高的发射功率，能够根据威胁类型自动选择适应的干扰频率，拖曳体要灵敏有效又得足够轻巧便宜，设计、工艺和系统软、硬件标准要求很高，简单的系统背后却是很不简单的系统工程。有源拖曳诱饵相比无源诱饵的干扰效果更好，技术完善程度更高，更有发展潜力，下文则以有源诱饵作为分析模板。
诱饵的干扰压制比越高导弹被诱偏的角度就越大，但诱饵本身的尺寸和天线规格受载体限制，增加功率有一个技术局限的临界点，超过这个点后的技术难度和成本都将急剧增加。
有源诱饵是通过载机电子作战系统处理数据，由自载天线转发信号的电子对抗装置，其天线发射的信号可以由载机提供能源，小尺寸的拖曳体就可以辐射很高的功率。有源辐射的信号灵活性高，功率大，能够根据真实目标的特征库，在拖曳体自动保证速度、距离数据的基础上，用电子战系统模拟出RCS调制信号，以及飞机蒙皮闪烁和引擎信号调整这样的特殊信号特征。电子战系统的数据库越全，自动化程度越高，能主动模拟的信息量就越大，技术难度也就越高。
拖曳诱饵的特点和应用
根据两点干扰的理论，跟踪雷达对于两点高频非相干干扰源，瞄准点将是两点间的功率平衡交点。如果针对的是高频相干干扰源，瞄准点还可能处于两点之外的某个点，诱骗干扰的效果更好，但技术难度更大。拖曳诱饵直接针对雷达的角测量技术，利用雷达对多反射源的“对中”原则，用两个干扰源的点形成一个虚假的“质心”，使制导雷达瞄准这个“质心”以起到欺骗的作用。
拖曳式诱饵的核心技术仍然是主动干扰机，只是将一组干扰发射机牵引到机体外，结合载机自身的主动干扰机，将单点源干扰发展为双点源干扰。拖曳体主要搭载干扰信号发射天线，雷达告警接收机和信号处理系统仍在载机上，这就可以大幅度缩小拖曳体尺寸、重量和成本。诱饵本身是吸引导弹攻击的消耗品，雷达对抗的核心仍是机载干扰机。
拖曳式干扰机可融合到装有主动干扰机的载机中。拖曳体接收调制后的信号，并通过天线发送出去。拖曳干扰机在工作时，机载干扰机也要同步发送信号，使载机和拖曳体的两天线形成有一定距离差，有相似信号特征的主动雷达反射信号。拖曳体干扰信号强度要高于载机的信号强度，干扰功率比值的经验系数为2-10，系数过低则掩护能力不足，系数过高则技术实现困难。
根据第二代有源拖曳诱饵的技术原理，以ALQ-184（V）9和ALE-50组合系统为例，拖曳诱饵典型的作战过程可简化为四个阶段。第一阶段是载机雷达告警系统发现导弹威胁，释放诱饵后，根据雷达告警接收的信号进行调制处理，诱饵的天线通过转发或应答的方式发送干扰信号。这个阶段的导弹距离较远，载机和诱饵都在导引头扫描范围内，制导雷达采用正常的单目标跟踪方式。第二个阶段是在诱饵开始发送干扰信号后，载机根据导弹来袭方向进行机动，增大载机一诱饵连线与制导雷达扫描轴线的夹角，扩大载机和诱饵这两个干扰源在导弹雷达扫描范围中的夹角。第三个阶段则是随着导弹接近目标，两个干扰源与扫描轴线的角度增加，导弹雷达将根据双点源干扰原则瞄准双干扰源的中间，信号强度相对比较平衡的那个点，拖曳诱饵的信号强度越高则瞄准点越靠近诱饵。飞机在施放拖曳体后采取机动摆脱动作，使导弹雷达瞄准点始终处于两辐射源之间，随着导弹的接近，导弹雷达扫描范围减少，瞄准点逐步向诱饵转移。最后阶段，当载机和诱饵的夹角大于雷达波束的一半时，载机将脱离雷达波束的扫描范围，制导雷达扫描范围内只有诱饵一个辐射源。如载机和诱饵距离不变，导弹跟踪雷达的主瓣波束越宽，载机脱离时与导弹的距离就越短。
作战中，拖曳诱饵只有处于雷达主瓣波束范围内，雷达才会将这两个点看成一个目标，如果距离大到其中一个会脱离主瓣波束，导弹雷达就会采用典型的单目标跟踪方式。因此，拖曳诱饵与载机距离不能过大，以避免雷达导引头通过角度分辨目标和诱饵。过长的拖曳线缆也不利于载机机动，载机高机动时，过长的拖缆甚至可能导致与诱饵碰撞。
拖曳体与载机的间距不够也会影响诱骗效果。另外导弹战斗部破片的稳定杀伤半径可达30米，载机与拖曳体距离应达到导弹杀伤半径的2倍。根据理论计算和国外产品的技术条件，拖曳体的距离应该在90～150米范围，战术飞机拖曳体线缆长度在90～100米，能保证脱离正常空、地基对空导弹爆炸的杀伤区。
拖曳诱饵的性能和应用局限
拖曳诱饵运动的速度和高度与载机一致，雷达无法通过识别箔条的方式识别假信号，无源接收系统同样只能瞄准干扰源之间。拖曳诱饵可对抗现有制导雷达的大部分反干扰措施，但仍有弱点。
诱饵干扰成功的前提是形成两个干扰源，在雷达扫描范围内通过间距形成必要的夹角。诱饵释放后载机进行的机动，主要目的就是拉大干扰线与导弹扫描线的夹角，反过来也可以说在雷达干扰中必然存在无效夹角。无效夹角是指导弹在载机头、尾向攻击时，载机与诱饵前、后排列，在雷达扫描范围内的间距很小。导弹采用尾追方式攻击目标时，真实的载机在诱饵前方数十米距离，诱饵较小的信号特征难以启动导弹引信，穿过诱饵的导弹的瞄准精度虽然会受到影响，近炸的战斗部仍可威胁到前方的载机。迎头攻击时载机处于诱饵之前，诱饵随动于载机的机动轨迹，导弹与载机相对速度很高，载机与诱饵之间难以形成有效的角度差，引信信号强度大的载机将首先进入导弹近炸毁伤范围。因此，主动拖曳诱饵发挥作用需要满足目标夹角要求。最理想的是对抗面空导弹，不需要做多大机动就可形成较好的干扰夹角。空战防御则适合超视距空战对抗，因为超视距空战导弹均为雷达制导，且主动雷达制导逐步占据主力，现有的消极干扰和干扰机对其作用不明显，拖曳诱饵能发挥增强和补充作用。超视距空战中有使用诱饵的条件，但空空弹比地空弹的攻击突然性强，尤其是采用低截获技术的AESA雷达，发射导弹前几乎没有明显的告警征候，导弹进入雷达自导段后才有强告警信号产生，留给载机进行对抗干扰的时间很紧张。发挥诱饵的作用必须有完善的电子侦察系统，也要得到C3I系统的支援，只有避免被突袭才能发挥诱饵的作用。
对抗拖曳诱饵的手段
理论上，拖曳诱饵如果选择了正确的干扰信号，采用有效战术手段的干扰成功率接近100%，对抗主动雷达制导导弹的效果明显。雷达要分辨出真实目标和诱饵，首先要在角度、距离、速度中检出至少一项差异，而拖曳诱饵完全跟随飞机运动特征运动，角度、距离、速度的差异很小，现有技术条件下很难作为分辨的依据。即使采用多普勒原理进行识别，也因为目标与诱饵相互运动复杂，多普勒频率无法定量分析，难以通过比对多普勒频率差异识别目标。
拖曳诱饵的假“质心”欺骗干扰适合远距防御，载机展开双点源干扰的战术动作需要理想的操作环境。战斗机在格斗空战中，红外弹是主要武器，拖曳诱饵基本起不到作用。像AIM-120、“德比”、“米卡”这类近战效果较好的中距弹，可在进攻时压缩对手的反应时间，使目标没有足够时间让拖曳诱饵有效工作。也可通过战术机动进入目标头、尾向诱饵盲区，迫使对手放弃对机动性有影响的诱饵，采用常规手段进行反导弹对抗。
战术手段虽然可以发挥一些治标的作用，却无法从根本上扭转技术上的局限，使用效果也受环境的很大限制，装备技术的改良仍然是治本的办法。
雷达制导导弹受到雷达波束技术原理限制，通过提高分辨率等措施增加目标识别能力，理论上确实可以有分辨诱饵的能力，但实现难度很大，也不容易保证雷达导引头的多个主要参数的协调。按现有技术，复合制导方式能有效对抗拖曳诱饵。主动雷达制导装置的技术目前已非常成熟，电子设备小型化的进步很快，以AIM-120的改进情况估算，雷达制导段经过技术改进后，完全可以空出必要尺寸的舱段，利用这段舱体增加光电搜索装置。
拖曳诱饵完全是针对雷达技术原理的双源干扰，而拖曳诱饵本身尺寸小，载荷低，并不具备复合对抗的技术基础，这个弱点完全可以在技术上利用以作为识别依据。毫米波或激光雷达能对目标进行外廓识别，理论上能分辨尺寸差异很大的目标和诱饵，但这些探测手段的有效作用距离近，或对自然环境的要求高，还要与常规雷达争抢天线的最佳位置，短时间里还不能成为复合制导的高效措施。相对这些新技术手段，红外成像制导的技术成熟，成本控制条件好，实用性和有效性相对都比较出色。
如果为现役主动雷达制导导弹增加红外成像搜索装置，拖曳诱饵根本无法模拟出真实目标的红外特征，即使采用成本较低的扫描红外成像装置，也可以在3千米有效探测距离上识别出真、假目标。通过红外系统对双点源信号的识别，可依据红外信号排除诱饵干扰，为雷达确定一个真正的“质心”位置，“强制”雷达只跟踪双源干扰中的一个点，排除掉雷达信号强度高、红外信号强度低的拖曳诱饵。
[编辑/旭日]
作者：青争
来源：《兵器知识》2015年第03期
