针对美国导弹防御系统的弹道导弹突防通道研究

北京航天长征飞行器研究所 王春莉 谢亚梅 焦胜海



针对美国导弹防御系统的弹道导弹突防通道研究

北京航天长征飞行器研究所 王春莉 谢亚梅 焦胜海

【摘要】本文针对美国导弹防御系统作战体系提出了采用突防通道来实现让预警雷达无法发现突防物释放、多弹头分导或单弹头分离过程的思路。具体从突防通道定义、战术运用及具体参数设计等方面展开分析，对在体系对抗条件下提高弹道导弹突防能力有一定的参考价值。

【关键词】突防通道；箔条

1 引言

美国导弹防御系统主要指用于保护美国本土、美国海外的军事设施、驻军及其盟国，使其免遭近程、中程、远程和洲际弹道导弹袭击的导弹防御系统，它是一个集预警、指示、制导、拦截和杀伤评估等功能于一体的作战体系。在这个体系中早期预警信息对防御系统成功的展开拦截是至关重要的，所以本文研究的重点即是利用突防通道来实现让预警雷达无法发现突防物释放、多弹头分导或单弹头分离过程。

2 突防通道

传统的通道概念来源于空军也称为干扰走廊，由大量抛撒在空中（大气中）并形成具有一定长度、宽度和厚度的云状干扰物组成。由于干扰走廊的干扰云多由箔条形成，因此干扰走廊又称为箔条走廊。干扰走廊的作用是对电磁波散射衰减，使雷达无法看到飞机。而我们这里提到的突防通道是以弹道导弹为平台在真空段应用箔条通道掩护突防物释放、多弹头分导和单弹头分离，使防御系统无法获取各种信息。并可在通道有效存活时间内，组织多波次导弹进攻。

3 突防通道的战术运用及设计

3.1 突防通道的战术运用

弹道导弹突防通道生成系统以弹道导弹为平台，在弹道上升段或中段按照预设的时间、姿态、速度释放大量箔条，在时间和空间上形成掩护通道。突防通道生成系统主要由释放系统、时序控制系统、干扰物生成系统等组成。

在单弹头导弹上鉴于运载能力有限而突防通道生成系统质量大，突防通道生成采用突防弹来实现，突防弹与进攻导弹协同作战。在多头分导式导弹中，突防通道生成可以由其中一枚弹头承担完成,用于掩护其他弹头的分导和相应突防装置的释放。

3.2 箔条突防通道设计

3.2.1 箔条突防通道的雷达散射特性[2][4]

箔条云团可以看成由大量的偶极子型散射体组成。将箔条等效为偶极子，箔条的长度一般取为雷达工作波长的一半，此时箔条等效为半波偶极子。根据天线理论[3]半波偶极子的散射截面为：

当箔条之间的间距足够大时，可以将每根箔条看成是独立的，即如果箔条云团含有N根箔条，那么整个箔条云团散射回波的Stokes矢量为N根箔条各自散射回波的Stokes矢量之和，整个箔条云团的平均RCS为N根箔条各自的平均RCS的和。

3.2.2 箔条突防通道的主要参数[1][2]

箔条突防通道的主要设计参数为通道长度、宽度、厚度、密度等，具体分析如下。

a）通道的长度及宽度：宽且连续的箔条通道其基本要求是能够使弹头隐蔽在通道内，同时在通道内可以进行相应的突防装置释放而不被敌方雷达发现，通道的长度和宽度取决于预警雷达的部署位置和对导弹目标的可探测的总时间而定。

b）通道厚度：对于在真空、微重力条件下使用的箔条其厚度由信号衰减要求决定。

c）突防通道中箔条的长度、直径：根据有关理论[1][5]研究表明，带宽随着L/d的减小而单调增宽,即增大箔条的直径，使箔条的干扰带宽增宽，但靠直径增加带宽是有限的,因此借鉴有关工程应用的经验，我们认为选取箔条直径d=25μm～50μm的镀铝玻璃丝比较合适。

为了获得最好的干扰效果，应使箔条与被干扰雷达频率产生谐振。在实际使用中，考虑偶极子及媒质均非理想导体，箔条的长度通常比理想情况下使用的半波长短一点，即约为l=0.48λ。

d）通道的平均体密度和衰减：箔条的平均体密度和衰减是铺设通道考虑的重要因素。箔条的平均体密度是单位体积内平均箔条数，箔条的平均体密度ρ为：

式中：

ρ为箔条的平均体密度，单位：根/m3；

n为箔条包的数量，单位：个；

Si为第i个箔条包内箔条丝的数量，单位：根；

V为突防通道体积，单位：km3。

箔条通道对电磁波衰减的度（衰减系数β，单位dB/ m）可用来衡量干扰的效果。

随着波长减小(频率上升)衰减系数减小，这就意味着要增加箔条根数；随着箔条体密度减小(突防通道体积增大)，衰减系数减小，这就意味着要增大箔条体密度，也就是要增加箔条根数。因此随着时间的推移，干扰走廊体积的增大，对雷达的遮蔽性能也在降低。

4 结束语

经过多年的大规模投入，美国已经初步建立了基于网络中心战的多层次反导体系，严重威胁着我国以单件导弹武器、少量突防手段为主的突防能力。为了应对日渐完善的反导体系的威胁，如何在“大防御体系”下导弹武器系统能够避免或减少被敌方发现识别的概率，增强突防能力，是确保我国导弹武器强大威慑力和后发制人报复能力的关键。本文开展的突防通道技术研究就是从体系对抗的角度，探索提高突防技术措施的使用效能，为多发进攻导弹开辟安全通道，具有重要的军事应用价值。

参考文献

[1]陈静.雷达箔条干扰原理[M].北京:国防工业出版社,2007,5.

[2]赵勋杰,陈静.箔条云电磁散射统计特性研究[Z].电子对抗,1990,(3):1～10.

[3][美]J.D.Kraus,等.天线(第三版)[M].章文勋,译.北京:电子工业出版社,2004.

[4]王雪松,赫晓峰,周颖,等.自由空间中偶极子云团极化散射特性研究:相干散射模型[J].电波科学学报.2001,16(1):66-77.

[5]Butter,B.C.F.;“Chaff”;IEE Proceedings,Vol.129,Pt. F;NO.3,June 1982;pp.197～201.

王春莉（1976－），女，黑龙江人，硕士，北京航天长征飞行器研究所高级工程师，研究方向：飞行器设计。

谢亚梅（1977－），女，陕西人，学士，北京航天长征飞行器研究所高级工程师，研究方向：飞行器设计。

焦胜海（1976－），男，山东人，硕士，北京航天长征飞行器研究所研究员，研究方向：飞行器设计。

作者简介：