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第16章 战争中的光电子技术

第一章第十五节战争中的光电子技术

高技术条件下的局部战争反映了信息化时代的基本特点。光电子技术在高技术局部战争中扮

演着十分重要的角色,包括高分辨率的信息获取、特大容量的信息传输、超高密度的信息存

储、特快速度的信息处理、轻小省电的平板显示,不仅使指挥控制更加灵活准确,作战周期

大大缩短,而且也直接用于武器控制,提高武器的打击精度和促进武器的智能化、无人化。

由于光电子技术在战争中的广泛使用,光电对抗在战争中的作用日益增强。

 高技术局部战争对光电子技术的需求

1信息获取

由于战争涉及的地域广阔,情况复杂而且瞬息万变,对信息获取提出了很高的要求。这些要

求可以概括为“三全”、“两高”和“一实”,即全球、全天时、全天候、高分辨率、高识

别力和实时。作战双方,谁获取的信息更全面、更准确、更及时,谁就在战争中处于主动地

位。

有的军事家预言,由于大家都拥有相当先进的信息获取手段,因而在激战之中,一方只要比

另一方早5分钟判明战场情况,就可以打败对方。信息获取主要靠3类传感器:雷达、光电

子和声学。它们有各自的优缺点,适于不同用途、不同对象,有时需将两种传感器结合起来

使用,取长补短。

常用的光电传感器有CCD相机、红外(点目标)探测器、红外成像仪(又称热像仪)、多

光谱相机(从可见光到红外,按光谱分为若干通道)、紫外探测器、激光测距仪、激光雷达

、激光陀螺、光纤陀螺、光纤水听器和其他光纤传感器。

光电传感器的优缺点都来源于工作波长短(频率高)。其主要优点是分辨率高,包括角分辨

率、距离分辨率和光谱分辨率,特别是能够获取高分辨率的图像信息;主要缺点是大气传输

衰减较大(同微波雷达相比),因而在地面和中低空应用时作用距离较近,在恶劣天气时则

很难发挥作用。

2信息传输和处理情报

侦察、部队的指挥与控制以及后勤供应都有大量信息要传输和处理,高技术局部战争中的通

信量剧增。美国国防部关于海湾战争致国会的报告中称:“在海湾地区的90天中,我们所

进行的电子通信联络工作比在欧洲40年还要多。”

组成美国国防部通信系统的网络和系统有:自动数字网络、国防通信系统、国防数据网络、

国防卫星通信系统、国防交换网、超高频卫星通信和全球军事指挥与控制系统。卫星通信和

光纤通信是这些通信网络和系统的主干线。

除特大容量信息传输外,高技术局部战争还需要超高密度存储、超快速信息处理和优质信息

显示。光盘和全息存储、光信息并行处理和平板显示器等光电子技术正好适应这些要求。

3信息融合和分发

从多种途径获取的大量信息,包括数据库中已有的信息(如数字地图,以前获取的同一地区

或同一目标的信息等),需要进行融合,去粗取精,去伪存真,从大量纷繁的信息中挑出或

突显出最关心的某些信息。例如,从一个地区的地图中找出新建筑物、飞机或车辆的增减,

导弹发射井和发射架,部队配置和调动情况等。经过融合的信息可以消除大量杂乱而无用的

背景,突出重要目标或事件,便于迅速、准确地了解和判断情况。

信息融合之后还要分发给有关部门和人员。分发工作要视不同对象进行筛选,并要保证及时

(或适时)地送达需要那些信息的部门或人员。当一个武器平台上有两个以上的传感器时,

往往就在这个武器平台上进行一次信息融合。

4武器的控制

各种火炮常用雷达和光电子技术进行火力控制(简称火控),即为火炮提供目标的空间坐标

和运动速度等参数,以提高火炮的命中率,特别是首发命中率。自从美国在越南战场上使用

了专门对付炮瞄雷达的反辐射导弹后,光电火控系统受到特别重视并迅速发展。

光电火控系统一般为电视跟踪或红外跟踪加激光测距。在精确制导武器中,光电精确制导占

有重要位置。最早使用的光电精确制导武器是20世纪50年代后期出现的红外制导空空导弹

。海湾战争中大量使用了红外和电视制导炸弹、激光制导炸弹。从战区外发射、低空飞行的

巡航导弹也使用了激光测高和障碍回避光雷达等光电子技术。

各种武器平台和许多导弹都需要精确的导航,常用的是GPS和惯性导航。激光陀螺和光纤

陀螺由于没有运动的机械部件,因而体积小、重量轻、耗电省,而且起动快、寿命长,已逐

步进入武器和武器平台,成为新一代惯性导航的核心部件。近炸引信是保证武器战斗部有效

摧毁目标的关键部件。红外引信和激光引信抗干扰性强,已经广泛应用。

5光电对抗

由于战场上大量使用各种光电传感器,不同档次的激光武器已经或即将投入使用,因而光电

对抗在高技术局部战争中具有十分重要的地位。光电对抗主要有以下几种:

(1)激光告警与防护。一个军事目标一旦被敌方发射的激光照射,无论是被激光测距机照

射还是被激光制导的目标指示器照射,就意味着马上会被炮弹、导弹或炸弹命中。因此,激

光告警成为保存自己的必不可少的装备。激光告警器应能区分照射激光的威胁等级和照射的

方向,以便立即做出反应。人眼和光电传感器很易受到激光伤害。

尽管国际上正在酝酿像禁止化学和生物武器那样禁止激光致盲武器,并提出了一个条约

草案,但它只禁止生产专门用于致盲的激光武器,不能根本解决激光致盲问题。

美国在海湾战争中就使用了两部装有“鱼”激光致盲武器的布雷德利战车,海湾战争后

又生产了若干台。因此,对人眼和光电传感器的激光防护已成为现实的紧迫任务。对付固定

波长的激光可以用防护镜,而对付可变波长的激光尚无良策。

(2)红外干扰。空空导弹和地空导弹多采用红外制导技术。作战飞机为了自身的生存,必

须对来袭的红外制导导弹进行干扰。办法之一就是投放红外干扰弹,发射强的红外辐射,将

来袭导弹引开;抛撒适当尺寸的箔条可以进行无源干扰。

(3)反光学观瞄。光学和光电观瞄仪器的光学系统有所谓“猫眼效应”,容易被激光

探测出来,即用激光扫描时,其视场中如果有光学系统,就会产生强烈的反射。一旦发现它

,就可以对其发射强的激光,将光学系统后面的光电探测器或人眼烧坏。

(4)反光电精确制导武器和卫星。光电精确制导武器的制导头是最脆弱的部分。只要

选择的波长正好在它的响应波长范围内,就可以用较强的激光使其光电探测器饱和而暂时失

效;若功率再大,就会使光电探测器永久失效。

美国军方1997年10月进行了激光反卫星的试验。所用激光器为连续波氟化氘化学

激光器,被照射卫星为轨道高425km的MSRI-3卫星,据说仅有30W(另一说法

为200W)功率就使卫星上的光电传感器饱和。如何有效地干扰和破坏军事卫星以及如何

有效地防止激光对卫星的干扰破坏,已成为军事科技研究面临的一个重大课题。

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