雷达制导的发展历史是怎样的?

雷达探测依靠发射的波束,遇到物体的反射,从而知道目标的距离和方位。利用它的特性,也可以进行精确制导。雷达波束制导装置由导弹外部的指挥站和导弹上的控制装置两部分组成。当指挥站发现目标时,它向目标发送雷达波束。当导弹接近雷达波束时,控制装置自动测量其与波束中心的角度和距离,控制导弹沿波束飞行,直至命中目标。通常,指挥站发出两种不同宽度的波束。导弹进入窄波束时,由窄波束引导。雷达制导技术早已应用于地对空、空对空和空对地导弹,如美国海军的鱼叉反舰导弹、美国空军的先进中程空对空导弹和高速反辐射导弹。雷达制导导引头可以在白天和黑夜,甚至在恶劣的天气条件下正确制导,但不同的雷达在制导中有不同的缺陷。

20世纪60年代,国外首先发展了微波雷达制导。微波是指波长为1 cm到1 m的电磁波,微波雷达制导主要有以下几种:微波雷达指令制导是制导雷达分别测量目标和导弹的位置和速度,并根据这些数据计算出控制指令,然后发出无线电遥控指令修正导弹的飞行误差,直至命中目标。微波雷达主动寻的制导是在导弹上安装雷达发射机和接收机,导弹可以自主捕捉、跟踪、定位和摧毁目标。由于导弹的尺寸有限,弹载雷达发射的功率有限,作用距离只有6 ~ 15 km,因此导弹的中段制导常采用惯性制导、指令制导和波束转向制导。微波雷达的半主动寻的制导可以减少导弹上的设备,增加飞行距离,但不能自寻的。而且制导站易受敌方攻击,地杂波干扰影响其制导精度,所以主要用于导弹攻击空中目标,不用于导弹攻击地面。微波雷达的波束控制制导由于抗干扰和抗摧毁性能差,目前很少使用。

70年代末,美军开始探索合成孔径雷达的制导技术。所谓合成孔径雷达(SAR),是指飞行中的导弹或飞机的合成孔径雷达天线,以90度视角或其他斜视角观察地面目标,在一定时间内收集地面的一系列雷达回波,通过适当的相对校正,相干积累这些信号,并在离散的窄带多普勒滤波器中分解地面特征,以获得对地面目标的高方位分辨率。其特点是:高分辨率接近光电制导,因此制导精度高,比微波雷达高10倍左右。同时具有良好的全天候作战能力。合成孔径雷达通常工作在微波波段,因此具有一般微波雷达的全天候能力,作战距离大,非常适合对敌方防空火力范围外的重要地面或海上目标进行远程打击。

20世纪80年代,发达国家在积极发展合成孔径雷达制导技术的同时,开始发展毫米波雷达制导技术。毫米波是指波长为1 ~ 10 mm的电磁波,介于微波和红外波段之间,具有两者的某些特性。毫米波雷达体积小,重量轻,特别适用于体积小的精确制导武器,甚至可以安装在制导炮弹的子弹上。它不仅可以精确测量目标的位置和大小,而且可以全天候工作,具有很强的抗杂波干扰能力。毫米波制导导弹可以向目标辐射毫米波信号,由目标反射后由弹载接收机接收,从而发现目标并实施跟踪;处理后的信号形成控制指令,引导导弹飞向目标,实现“发射后不用管”。

90年代,毫米波主动寻的制导和被动寻的制导武器已经试验成功。1991年,美国Hulkery公司将毫米波制导技术成功应用于为美国空军研制的新型“小牛”空地导弹。但这种技术的元器件不如微波元器件成熟,成本高,无法广泛应用。未来,随着毫米波组件自动化生产的解决和目标识别技术的成熟,毫米波寻的制导将得到广泛应用。