國外毫米波導(dǎo)引頭概覽

毫米波是指30～300GHz頻域(波長為1～10mm)的電磁波。毫米波的波長介于厘米波和光波之間，因此毫米波雷達(dá)制導(dǎo)兼有微波制導(dǎo)和光電制導(dǎo)的優(yōu)點(diǎn)。同厘米波導(dǎo)引頭相比，毫米波導(dǎo)引頭具有體積小、質(zhì)量輕和空間分辨率高的特點(diǎn)。與紅外、激光、電視等光學(xué)導(dǎo)引頭相比，毫米波導(dǎo)引頭穿透霧、煙、灰塵的能力強(qiáng)，具有全天候（大雨天除外）全天時(shí)的特點(diǎn)。另外，毫米波導(dǎo)引頭的抗干擾、反隱身能力也優(yōu)于其他微波導(dǎo)引頭。

毫米波精確制導(dǎo)技術(shù)于20世紀(jì)70年代末被提出，由于半導(dǎo)體集成電子和毫米波技術(shù)的成熟，研制成功了一些較好的功率源固態(tài)器件、熱離子器件，同時(shí)，在集成電路、高增益天線和鰭線波導(dǎo)等方面的技術(shù)也獲得了巨大發(fā)展，因此美國提出把微波擴(kuò)展到毫米波段，并應(yīng)用于對復(fù)雜背景目標(biāo)的探測中。

20世紀(jì)70年代末英國和瑞典開始研制可由迫擊炮發(fā)射的反坦克末制導(dǎo)迫彈，經(jīng)多年的努力，英國BAE公司研制成功了第一個(gè)采用主動(dòng)毫米波雷達(dá)導(dǎo)引頭的反坦克武器莫林（Merlin）。該反坦克武器的特點(diǎn)是具有全天候作戰(zhàn)能力，它采用了3mm波段的毫米波探測器，能對付運(yùn)動(dòng)和靜止的裝甲目標(biāo)，鴨式控制，地面有效搜索范圍對動(dòng)目標(biāo)為300ｍ×300ｍ，對靜止目標(biāo)為100ｍ×100ｍ。在末制導(dǎo)階段，彈上的毫米波尋的器對地面進(jìn)行兩次掃描，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后，導(dǎo)引頭將炮彈導(dǎo)向目標(biāo)正上方，并以近似垂直的角度攻擊目標(biāo)。

1978年，英國部署了采用8毫米波段毫米波雷達(dá)指令制導(dǎo)的長劍2地空導(dǎo)彈。

與此同時(shí)，美國軍方也非常重視毫米波制導(dǎo)技術(shù)的研究，1975年，美國空軍與HoneyWell公司簽訂合同，開展戰(zhàn)術(shù)毫米波反導(dǎo)彈系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研制，旨在研制空空、空地導(dǎo)彈用的雙模尋的器，即主動(dòng)式雷達(dá)與被動(dòng)式輻射計(jì)組合或主動(dòng)式雷達(dá)與被動(dòng)式紅外傳感器組合等，以增強(qiáng)惡劣環(huán)境下的制導(dǎo)能力。1975年，美國空軍開始了名為“廣域反裝甲武器”(WAAM)的項(xiàng)目，以研制一系列新型反裝甲空對地武器，供近距離支援飛機(jī)使用。“沃斯普”(WASP)，又稱為“黃蜂”導(dǎo)彈是其中的項(xiàng)目之一，該項(xiàng)目始于1979年，當(dāng)時(shí)合同授予波音和休斯。導(dǎo)引頭采用毫米波制導(dǎo)技術(shù)，工作頻帶94GHz，天線直徑6英寸，有效作用距離在晴天為5 km，能見度較低時(shí)為3 km。

美國海軍于1978年開始研制用于17.78cm直徑的空空導(dǎo)彈的雙模制導(dǎo)技術(shù)，其中，主動(dòng)式尋的器采用毫米波技術(shù)，被動(dòng)式尋的器為微波接收方式。將這類尋的器用在空地導(dǎo)彈上是一種十分有效的現(xiàn)代雷達(dá)武器。此外，美國陸軍和國防部高級研究計(jì)劃局于1978年與Sperry公司簽訂了空地反裝甲武器的毫米波制導(dǎo)技術(shù)研究合同，Sperry公司還接受了美國國防部提出的空地、地地導(dǎo)彈(用于反裝甲群)主動(dòng)/被動(dòng)式制導(dǎo)技術(shù)的研究課題。

20世紀(jì)80年代后，人們重新意識到毫米波雷達(dá)相對于微波雷達(dá)和光學(xué)紅外系統(tǒng)的優(yōu)越性，又由于毫米波關(guān)鍵技術(shù)獲得的突破，毫米波精確制導(dǎo)技術(shù)研究產(chǎn)生了強(qiáng)烈的復(fù)蘇趨勢。80年代初研制成工程化導(dǎo)引頭，并進(jìn)行了掛飛試驗(yàn)。但由于采用分立器件，工藝復(fù)雜，價(jià)格昂貴，妨礙了部署使用。從1986年開始，美國國防部為了解決毫米波分立元器件離散以及價(jià)格昂貴的問題。由國防部高級研究計(jì)劃局(DARPA)發(fā)起并主持了一項(xiàng)歷時(shí)近8年(1986～1994年)的微波毫米波單片集成電路計(jì)劃(MIMIC)。該計(jì)劃旨在開發(fā)1～100GHz頻率范圍內(nèi)的各種單片集成電路，并要求成本低、性能好、體積小、可靠性高和具有批量生產(chǎn)能力。該計(jì)劃的順利實(shí)施并完成，直接推動(dòng)了毫米波制導(dǎo)技術(shù)的飛躍發(fā)展。

在這段時(shí)期，美國實(shí)施了LEAP計(jì)劃，配套研制了平面相控陣?yán)走_(dá)導(dǎo)引頭，該導(dǎo)引頭采用W波段(94 GHz)，天線口徑為127mm，內(nèi)有368個(gè)積木塊，每個(gè)積木塊中設(shè)置6個(gè)收發(fā)模塊，共有2208個(gè)陣元，4個(gè)圓盤狀固態(tài)發(fā)射模塊組成發(fā)射機(jī)，每個(gè)圓盤產(chǎn)生7.8 w功率，考慮損耗后的總功率為25 w。導(dǎo)引頭采用多模塊封裝與高密度連接(HDI )技術(shù)，取消了大量引線，結(jié)構(gòu)小而緊湊。

美國陸軍用于反導(dǎo)的愛國者PAC-3導(dǎo)彈，采用了毫米波導(dǎo)引頭。針對彈道導(dǎo)彈和巡航導(dǎo)彈攔截任務(wù)。PAC-3主承包商洛馬公司決定采用波音制導(dǎo)導(dǎo)航與導(dǎo)引頭公司從1984年開始?xì)v經(jīng)14年研制成功的8mm雷達(dá)，改裝成配備新型相控陣的毫米波導(dǎo)引頭，裝入PAC-3彈頭。

20世紀(jì)90年代以來，隨著軍事斗爭對毫米波制導(dǎo)需求的增長，以及在研制毫米波發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、天線和無源器件等各個(gè)方面的重大突破，毫米波制導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的階段。隨著在毫米波單片集成電路(MMIC)方面研制取得的重大突破，毫米波精確制導(dǎo)技術(shù)進(jìn)入全新的發(fā)展階段。這段時(shí)間新型高效、大功率W波段功率源、介質(zhì)天線、集成天線、低噪聲接收機(jī)芯片等相繼問世。隨著半導(dǎo)體集成電路技術(shù)的發(fā)展和毫米波技術(shù)的成熟，工作作于毫米波段的雷達(dá)導(dǎo)引頭受到各國軍方的重視。并迅速成為研制的熱點(diǎn)和重點(diǎn)，這是因?yàn)楹臀⒉ㄌ綔y器相比，毫米波探測器重量更輕、體積更小、探測精度更高、抗干擾性能更強(qiáng)。從而更適彈上應(yīng)用。

1991年9月，由Hercules公司研制的基于主動(dòng)毫米波制導(dǎo)技術(shù)的“小牛”（Maverick）改進(jìn)型AGM-65H導(dǎo)彈試射標(biāo)志著毫米波雷達(dá)制導(dǎo)導(dǎo)引頭首次在空地導(dǎo)彈中得到應(yīng)用。該導(dǎo)引頭雷達(dá)工作在FMCW體制下，工作頻段為Ka波段，口徑尺寸為12英寸。MTI技術(shù)是其主要檢測手段。因此，其不具備目標(biāo)識別、分類的能力，沒有得到正式地裝備使用。

1995年，美國成功研制出的采用的毫米波雷達(dá)制導(dǎo)方式的“長弓海爾法”(Long-bow Hellfire ) AGM-114L空地導(dǎo)彈，使用了8mm毫米波導(dǎo)引頭雷達(dá)，工作在35GHz頻段，測角方式為單脈沖測角體制，導(dǎo)彈口徑17.8cm。長弓海爾法空地導(dǎo)彈被裝備在美國著名的武裝直升機(jī)阿帕奇上，能夠完成目標(biāo)的鎖定與跟蹤，具有發(fā)射后不理和全天候的作戰(zhàn)能力，于1998年7月被部隊(duì)正式裝備。

同年，由英國MBDA公司研制的“硫磺石”(Brimstone)空地導(dǎo)彈也使用毫米波雷達(dá)制導(dǎo)技術(shù)。該導(dǎo)彈基于海爾法導(dǎo)彈發(fā)展而來，使用了3mm毫米波導(dǎo)引頭雷達(dá)，工作在94GHz頻段，F(xiàn)MCW體制下，天線類型為卡塞格倫天線，測角方式為單脈沖測角體制，導(dǎo)彈口徑17.8cm。該毫米波雷達(dá)導(dǎo)引頭能夠?qū)δ繕?biāo)回波完成高分辨的成像，利用彈上處理系統(tǒng)對目標(biāo)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)識別與分類。對于識別出的目標(biāo)，導(dǎo)彈可以定位目標(biāo)的最佳打擊部位，最大程度地對目標(biāo)造成殺傷破壞。該導(dǎo)彈于2004年底量產(chǎn)，正式裝備英國皇家空軍是在2005年3月。

2008年底,歐導(dǎo)公司推出了硫黃石的雙模改進(jìn)方案( Dual Mode Brimstone DMB),利用激光半主動(dòng)探測模式提高導(dǎo)引頭在復(fù)雜背景下的目標(biāo)選擇能力。在雙模硫黃石導(dǎo)引頭中,雷達(dá)與激光半主動(dòng)系統(tǒng)共用拋物反射面天線。

硫黃石導(dǎo)彈技術(shù)難點(diǎn)是需要解決毫米波與光學(xué)選擇透射—反射材料，長期以來，這種材料一直未得到很好的解決,導(dǎo)致雷達(dá)和紅外探測系統(tǒng)的探測距離都受到很大影響，因此又有人開始嘗試分口徑設(shè)計(jì)，即口徑的一部分只用于雷達(dá)探測，另一部分只用于光學(xué)探測。典型的實(shí)現(xiàn)方案如泰勒斯( Thales)研制的雙模復(fù)合導(dǎo)引頭。

為在強(qiáng)雜波、惡劣天氣條件和復(fù)雜電磁環(huán)境下對目標(biāo)進(jìn)行檢測、識別、跟蹤、定位以及攻擊點(diǎn)選擇，并滿足小型化和低成本需求，德國EADS公司于2001年研制了一款高分辨率MMW-SAR導(dǎo)引頭，既可用在森林防火無人機(jī)上，也可用在精確制導(dǎo)導(dǎo)彈上。

二十一世紀(jì)后，美國大力發(fā)展新一代名為聯(lián)合空地導(dǎo)彈(JAGM)的中近程輕型空地導(dǎo)彈，旨在取代現(xiàn)正大量服役的小牛AGM-65，海爾法AGM-114等空地導(dǎo)彈。JAGM導(dǎo)彈合同由洛克希德.馬丁公司獲得，于2011年進(jìn)入工程研制階段，2012年試飛。JAGM空地導(dǎo)彈首次采用三模制導(dǎo)技術(shù)，包括毫米波雷達(dá)、紅外和激光制導(dǎo)技術(shù)，導(dǎo)彈彈徑為17.8cm。該導(dǎo)彈充分應(yīng)用了三種制導(dǎo)方式的優(yōu)勢，能夠克服戰(zhàn)場中的各種復(fù)雜環(huán)境，具有較高的抗干擾能力。

同時(shí)，美國對AGM-88高速反輻射導(dǎo)彈進(jìn)行了升級，升級后的型號為AGM-88E 先進(jìn)反輻射導(dǎo)引導(dǎo)彈（AGM-88E Advanced Anti-Radiation Guided Missile，AARGM），該導(dǎo)彈使用了最新的軟件、頻率覆蓋范圍更大的數(shù)位式反輻射自動(dòng)搜尋傳感器、全球定位/慣性導(dǎo)航導(dǎo)彈導(dǎo)引和主動(dòng)毫米波雷達(dá)末導(dǎo)引組成的多模復(fù)合導(dǎo)彈導(dǎo)引技術(shù)。AARGM 由美國國防部和意大利國防部共同投資研發(fā)，交由原軌道ATK公司（現(xiàn)諾斯羅普·格魯門創(chuàng)新系統(tǒng)公司）生產(chǎn)。先進(jìn)反輻射導(dǎo)彈AGM-88E AARGM是美國空中力量由對敵“防空壓制”向?qū)场胺揽沾輾А弊鲬?zhàn)模式轉(zhuǎn)變的重要標(biāo)志，為美軍提供了在復(fù)雜威脅環(huán)境下摧毀敵防空系統(tǒng)的精確打擊能力、近實(shí)時(shí)戰(zhàn)場毀傷評估能力。

2018年，印度國防研究與發(fā)展組織（DRDO）發(fā)布消息稱，科研階段長達(dá)35年的NAG反坦克導(dǎo)彈在最后一次測試中成功擊毀了兩輛安置在沙漠中的坦克，完成了所有的測試工作。NAG反坦克導(dǎo)彈可配用三種不同的導(dǎo)引頭：基于CCD攝像機(jī)的晝用型導(dǎo)引頭、基于碲鎘汞(MCT)焦平面陣列的成像紅外導(dǎo)引頭、可用于全天候目標(biāo)打擊的毫米波主動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭。

審核編輯 ：李倩