侯庆禹，张夫龙，吴　昱，黄和国，王成海

(1.中国航天科工集团8511研究所，江苏 南京 210007; 2.装备发展部军事代表局驻南京地区第二军代室，江苏 南京 210007)



·技术前沿·

基于小卫星平台的空天支援突防技术

侯庆禹1，张夫龙1，吴昱2，黄和国1，王成海1

(1.中国航天科工集团8511研究所，江苏 南京 210007; 2.装备发展部军事代表局驻南京地区第二军代室，江苏 南京 210007)

目前国外各类导弹防御(MD)系统正通过信息融合、资源共享、组网工作等方式朝着一体化防御方向发展，仅仅依靠导弹自身携带的电子干扰设备，存在技术突防手段单一的问题。提出一种基于小卫星平台的空天支援突防技术，通过多站组网工作，可以在弹道导弹突防过程中提供全程支援式干扰，配合导弹携带的突防干扰设备，实现多平台、多干扰技术的协同作战体系，有效增加导弹的突防能力。

空天支援技术；反MD系统；导弹突防；小卫星；组网协同

0　引言

目前，已有数个国家建立了导弹防御系统(MD)，其中以美国的弹道导弹防御(BMD)系统最具代表性，其防御层次和防御技术最为全面。而利用电子干扰技术来突破BMD系统是提高导弹突防能力的一个有效手段。但是，仅仅依靠导弹自身携带的电子干扰设备，技术突防存在手段单一的问题，因此还需要多平台、多种干扰技术来协同突防，尤其是远距离支援式干扰的配合使用，可以有效增加导弹的突防能力[1-2]。国外方面，主要是采用电子战飞机来完成远距离支援干扰，例如美军的EA-6B电子战飞机、“咆哮者”EA-18G电子战飞机等[3]。但基于机载平台的远距离支援式干扰，存在覆盖区域小、无法满足弹道导弹全程突防中的掩护需求等不足。

为解决上述问题，星载反MD电子对抗技术受到了研究人员的关注[4-5]，但传统的大卫星存在研制周期长、费用高、技术复杂等问题，限制了它在对抗领域的发展应用。随着小卫星技术的不断发展，其军事上的应用价值逐渐被重视，小卫星可以应急发射对军事上感兴趣的区域进行监视和作战支援，特别是对于难以预测的突发事件，可以提供情报、侦察、监视、通信等其他支援，从而弥补大卫星的不足[6-7]。同时，小卫星覆盖范围广，通过合理设计其轨道，可以对国外导弹防御系统中部署的远程预警、跟踪制导雷达实现全程侦察；如果将大功率干扰机安装在小卫星平台上，则可以实现在弹道导弹突防过程中提供全程支援式干扰，掩护导弹的突防，可有效解决机载远距离支援干扰存在的覆盖区域小等不足。本文在对导弹突防过程中作战对象进行分析的基础上，提出一种基于小卫星平台的空天支援突防技术的典型作战应用，为远距离支援式干扰的实现提供了新的思路。

1　作战对象分析

美国的BMD系统是一种将各种反导武器综合在一起的“多层”防御体系，这个系统以陆地、海面和空中为基点，全方位地实施拦截任务，在来袭导弹起飞、飞行或下降的阶段中将其摧毁。其主要任务是保障美国本土及其盟友和海外驻军免遭敌对国家“有限的战略/战术弹道导弹攻击”。为了防御来袭的各种射程的弹道导弹，美国已逐步建立起一套完整的BMD体系，如图1所示。

图1　针对不同射程弹道导弹的MD系统防御体系图

弹道导弹(BM)在助推段飞行时间较短，且一般处于攻击方本土，拦截难度大，拦截方难以实现有效拦截；中段飞行过程中，时间最长，是BMD系统实施拦截的最佳时机；在飞行末段即再入段，目标易被识别，实施拦截相对较容易。因此，对来袭BM的中段和再入段防御是美国BMD系统的重中之重，用于导弹中段和再入段拦截的系统主要包括GMD系统、“宙斯盾”BMD系统、THAAD系统和PAC-3系统。

导弹突防过程中，将面对GMD系统中的“升级的早期预警雷达”(UEWR)和升级的“丹麦眼镜蛇”雷达以及地基X波段雷达(GBR)和海基X波段雷达(SBX)、“宙斯盾”系统中的AN/SPY-1多功能相控阵雷达、PAC系统中的AN/MPQ-65雷达、以及THAAD系统中的AN/TPY-2雷达，上述预警、探测、跟踪、制导雷达，均为超低副瓣的相控阵雷达，综合了脉冲压缩、频率编码、频率捷变等雷达的特点，具有多种抗干扰措施，具备较强的抗干扰能力。

同时AN/SPY-1、AN/TPY-2、GBR等多功能相控阵雷达借助通信手段链接成网，并由中心站统一调配，从而形成一个有机整体。网内各雷达的目标航迹信息上报到中心站，综合处理后形成雷达网覆盖范围内的情报信息，并按照战争态势的变化，自适应地调整网内各雷达的工作状态，发挥各个雷达的优势，从而完成整个覆盖范围内的探测、定位和跟踪等任务，进一步提高了抗干扰性能。

2　空天支援突防技术

通过对上述作战对象的分析可知，由于MD系统中的雷达具备很强的抗干扰性能，传统的、单一体制的干扰机干扰效能受到影响，导弹突防面临着严峻的威胁环境。除进一步提升弹载干扰机性能和多干扰机组网协同干扰[1,8]外，采用多平台、多种干扰技术来协同突防，尤其是远距离支援式干扰的配合使用，可以有效增加导弹的突防能力。

远距离支援式干扰一般是通过电子战飞机或加装大功率干扰吊舱的战机来实现，但机载平台的支援式干扰在应用中存在滞空时间短、覆盖区域小等问题，无法满足新形势下的作战需求。小卫星技术的不断发展，给远距离支援式干扰提供了新的思路和发展机遇。

2.1远距离支援干扰

远距离支援干扰[9]是现代电子对抗系统的重要手段之一，是从敌方武器控制系统的杀伤区域以外，为处于敌方火力中的己方部队提供电子干扰支援。远距离支援干扰一般采用高功率的噪声干扰或多假目标干扰，通过发射强的电磁干扰对敌方雷达进行压制，以掩护己方攻击的作战行动。它主要干扰的对象为敌方的预警和跟踪制导雷达，通过旁瓣注入的方式在远距离完成对敌方雷达的干扰。由于远距离支援干扰机具有干扰功率大、干扰时间长、干扰频带宽等优点，它在现代战争中被广泛使用。

2.2作战应用设想

小卫星具备快速反应能力和快速重建能力，能有效提供战术支持，对于局部突发战争的军事侦察具有优势，受到越来越多的关注和重视。例如美国的“太空作战快速响应”计划中，研制了一系列小型的“战术小卫星”(TacSat)，已经发展到战术卫星-8。该系列卫星主要任务还是开展军事情报的侦察工作[6]。

随着小卫星平台技术以及卫星快速发射技术方面的飞速发展，未来可在星载侦察载荷的基础上，增加干扰载荷，实现新的作战应用。在导弹突防中，针对导弹防御系统雷达，利用卫星平台运行高度高、视角范围大、可覆盖区域广的优点进行支援式干扰，在大气层外掩护弹道导弹弹头突防。具体作战应用示意图如图 2所示。

在小麦品种的选择上，要选择品质好、分节强、抗倒伏、抗寒、抗病的小麦品种，充分发挥小麦优良品种在生长过程中的光合能力与抗衰老优势。

图2　星载支援式干扰作战应用示意图

基于小卫星平台的干扰载荷配合弹道导弹发射时机，可以有针对性地对敌方反导系统中远程预警雷达、跟踪制导雷达实施旁瓣干扰，使敌方反导雷达全方位受到干扰，大面积压制雷达或产生多方位的假目标，破坏或降低雷达探测、跟踪、识别目标的能力，从而掩护导弹成功突防。

基于小卫星平台的空天支援突防技术，通过合理设计运行轨道，能够实现对导弹的全程突防过程中的掩护需求。在实际应用中，主要有两种作战方式：单星多波束干扰和多星协同干扰。

1)单星多波束干扰

在单颗星上搭载多频段干扰载荷，各波段干扰机独立工作，各自根据侦收的外界威胁信号而产生相应干扰，也可将各波段干扰机进行综合集成设计，各波段干扰机分时工作。通过阵列多波束技术，可以完成对多目标的干扰。

2)多星组网协同干扰

考虑到反导系统中的威胁雷达具备旁瓣对消等抗干扰措施，因此为了有效完成对该雷达的旁瓣压制干扰，达到远距离支援干扰的目的，可以采用多颗小卫星组网协同工作的方式，通过在空间不同方位进行干扰，使得雷达旁瓣对消抗干扰措施失效。

另一方面，针对舰载“宙斯盾”雷达在作战中通常采取多舰编队组网工作方式，为最大化发挥远距离支援干扰的威力，可在星载远距离支援干扰的同时，配合导弹自身携带的突防干扰装置对反导雷达进行主瓣干扰，构成用多平台、多种干扰技术来协同突防，进一步增强突防能力。

2.3需解决的关键技术

1)平台技术

国外对小卫星平台技术的研究起步早，美军已将其在军事方面广泛应用，例如以快速响应为作战需求的“战术小卫星”系列、以数据收集为作战需求的立方体小卫星等[6]；国内相关单位和高校也在开展研究工作，与国外先进水平相比还有差距。

2)载荷技术

主要是指干扰载荷的硬件实现技术，重点是宽带阵列合成技术和小型化技术。

宽带阵列合成技术方面，利用多波束控制技术可同时产生多个干扰波束，满足同时对多个雷达干扰和空域瞬时覆盖要求，还可实现测向、自适应干扰抑制等其他功能，并发挥天线增益有效提高干扰信号的等效功率。

小型化技术方面，由于小卫星平台对载荷体积、质量、功耗等方面的限制，要求干扰机必须满足小型化要求。一是微波模块的小型化，干扰机含有大量微波器件，采用传统的微波单片混合连接的方式，体积和质量都无法满足要求，需要充分借助多功能芯片及微系统集成技术，降低微波模块质量；二是数字模块一体化设计，将宽带数字测频、复杂环境下信号分选、宽带DRFM等技术集中在一块高密度的数字信号处理板上，共用板上的大规模数字集成电路，以解决宽带侦察干扰一体化的难题；三是电源模块及大功率发射机的小型化，通过上述技术的突破，实现干扰载荷的小型化，适应小卫星平台。

3)干扰技术

重点是干扰载荷采用的分布式协同干扰技术，利用空间不同方位分布的多个干扰机，通过星间数据链整体作战系统，通过多角度侦察以及多种干扰样式的组合，形成综合对抗能力，并通过多平台协同作战，有效对抗雷达的抗干扰措施，为导弹武器系统的突防提供支援。

干扰机在作战使用中，涉及到干扰资源管理与控制问题，即针对敌方雷达目标的数量、威胁等级、威胁时间，结合己方现有的干扰资源以及战术要求，运用各种干扰资源管控技术，对干扰资源进行合理优化分配，以充分利用干扰资源的过程，这也是需要解决的关键技术。

3　结束语

针对目前导弹仅仅依靠自身携带的电子干扰设备，还无法确保能够突破导弹防御系统，而机载远距离支援式干扰又存在覆盖区域小、无法满足弹道导弹全程突防中的掩护需求等问题，本文提出基于小卫星平台的空天支援突防技术，可与导弹自身携带的干扰装置构成多平台、多干扰技术的协同突防系统，实现对反导系统的有效突防，并给出了小卫星平台下的典型作战应用和需要解决的关键技术，为后续的深化研究提供了一定的参考。■

[1]王芳，涂震飙，魏佳宁.战术导弹协同突防关键技术研究[J].战术导弹技术, 2013(3)：13-17.

[2]汪浩,绍继兴,李一.基于能力压制的反舰导弹突防体系构建研究[J].飞航导弹, 2014(8)：54-57.

[3]赵国栋.从“徘徊者”到“咆哮者”——21世纪美海军专用电子战飞机的发展之路[J].国际展望, 2005(7)：32-37.

[4]周文炯,肖宇翔,朱立东,等.微小卫星转发式欺骗干扰的时延分析和仿真[J].电子信息对抗技术, 2006(6)：27-30.

[5]路同山.星载反MD电子/信息对抗技术研究[D].上海：上海交通大学,2013.

[6]杨敏,孙洋,鲍凯.小卫星及卫星组网的战术应用研究[J].舰船电子工程, 2014(9)：4-7.

[7]张俊华,杨根,徐青.微小卫星的现状及其在空间攻防中的应用[J].航天电子对抗, 2008，24(4)：14-17.

[8]石玉彬.分布式干扰技术研究[D].西安：西安电子科技大学,2013.

[9]赵国庆.雷达对抗原理[M].西安：西安电子科技大学出版社,1999.

Aerospace support jamming technology based on small satellite platform

Hou Qingyu1, Zhang Fulong1, Wu Yu2, Huang Heguo1, Wang Chenghai1

(1.No.8511 Research Institute of CASIC,Nanjing 210007,Jiangsu,China; 2.The Second Representative Office in Nanjing of Equipment Development Department, Nanjing 210007, Jiangsu, China)

Based on information fusion, resource sharing and networking cooperative, foreign missile defense(MD) systems are developing into integrated defense system.If just rely on jammer fixed in missiles, the problem of single penetration strategy exists.An aerospace support jamming technology based on small satellite platform is proposed.From networking cooperative, it can provide the support jamming in whole course of missile penetration.Cooperating with the jammer fixed in missile, it can realize cooperative engagement system of multi-platform and multi-jamming technology, and enhance the capability of missile penetration effectively.

aerospace support jamming；anti-MD system；missile penetration；small satellite；networking cooperative

2015-12-24；2016-03-14修回。

侯庆禹(1981-)，男，高工，博士，主要研究方向为电子对抗。

TN972；TJ761.3

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