谈谈空空导弹的制导系统

万磁王

雷达寻的制导
　　雷达制导系统的原理是接收目标表面反射的雷达回波，经放大、调变、分析后，判定目标的方位角及距离，然后把这些数据传送到导弹计算机，通过计算对飞行控制面发出偏转指令。
　　至于向目标发射雷达波的发射机，可以安装在发射导弹的载机上（被称为半主动雷达寻的制导）；也可以安装在导弹上（被称为主动雷达寻的制导）。无论采用哪种制导方式，当今的先进导弹都能把地表或海面反射的背景杂波与目标反射波区别开来，对干扰和电子对抗措施也有很强的抵抗能力。


半主动雷达寻的制导
　　在半主动雷达寻的制导系统里，发射导弹的载机通过机上的火控雷达截获目标位置后，将导弹通电，并把机上发射窄波束雷达连续波（continuous wave）的照射器（illuminator）对准目标方向。如果此时导弹可锁定由目标反射回来的雷达波，就能直接发射了，这个过程称为发射前锁定（Lock-on Before Launch）。

半主动雷达寻的制导需要载机持续照射目标

万磁王

　　如果采取发射前锁定的方式，在导弹飞向目标的过程中，载机必须全程以照射器照射目标，这会大幅限制载机的行动自由，容易遭受抗性攻击，而且载机一次也只能攻击一个目标。
　　有些防空导弹使用类似的发射前锁定制导方式，不过稍有变化，被称为末端半主动雷达制导（Terminal Semi-Active Radar Homing）。这种导弹以发射后锁定（Lock-On After Launch）的模式飞向目标所处的大概位置，在飞行途中的大部分时间里，导弹以惯性制导方式进行导航，在最后攻击阶段再启动半主动雷达引导头。这种方式除了不需要照射器持续照射目标外，还能在短时间内发射多枚导弹，让照射器轮流照射各目标，可进行近乎同时间的多目标攻击。
　　早期半主动雷达制导导弹使用圆锥扫描式引导头，现在的导弹多改用单脉冲（mono-pulse）引导头，精度更好、抗干扰能力更强，下视/下射（look-down/shoot-down）能力和低空性能都有所改进，不过结构也更复杂。单脉冲引导头通常有三个寻的通道（channel），三通道的信号相综合以获得持续追踪目标所需的信息。第一个通道负责回波信号的振幅，另两个通道负责与回波信号特性有关、但较复杂的物理特性。接收单元对三个频道的输入信号相位和振幅分别处理后，由制导单元完成最后的目标方位角及距离测量。

俄罗斯R-27导弹的半主动雷达制导引导头

万磁王

　　为评估引导头角度测量的准确性，必须控制三频道的信号起伏。在这个过程中，来自地面或雨水的雷达杂波以及其它多余反射信号会相互干涉，削弱对目标方向矢量测量的准确度，这就需要用另一个电子装备以适当的多普勒（Doppler）通道及三通道间的相关性，对各信号进行进一步控制。

AIM-7E导弹的引导头，使用了大量真空电子管元件

到了AIM-7F，引导头开始使用固态电子元件和印刷电路板制造，提高了可靠性

更加进化的AIM-7M引导头

　　半主动雷达制导起源于20世纪50年代末期，直到90年代一直是雷达制导技术的主流。主动雷达寻的制导技术在最初受限于引导头的空间限制，无法容纳功能强大的雷达发射机及接收机，而逐渐被人们所遗忘。但随着固态电子及集成电路的出现，如今情况已迥然不同。高功率微波集成电路促成小型先进发射机的发展，先进微处理器让导弹在应付电子对抗时更得心应手，先进数字信号处理器能辨认噪声及多余的信号。最新式的雷达制导空空导弹都采用主动雷达寻的制导模式，不过目前许多国家的空军手中仍库存有大量的半主动雷达寻的制导导弹。

万磁王

主动雷达寻的制导
　　主动雷达寻的制导的工作方式与半主动雷达寻的制导很类似，只是雷达波的发射及接收全由导弹一手包办。由于不需要其它雷达的支持，载机发射导弹后无需持续照射目标，所以主动雷达寻的制导导弹也被称为发射后不管导弹，能同时攻击多个目标。

在主动雷达寻的制导，雷达波的发射及接收全由导弹一手包办

万磁王

　　纯粹使用主动雷达寻的制导和发射前锁定模式的导弹，接战距离会比半主动雷达寻的制导导弹要短，理由很简单：导弹雷达的性能一定不如载机雷达。正因如此，大部分主动雷达寻的制导空空导弹在飞行中可选择以惯性导航模式飞到预定位置后，再开启雷达引导头。导弹还能通过数据链接收载机传来的目标方位信息，让导弹得以改变航向，或是改变开启雷达的时机。同样的道理，这种导弹的引导头在遭遇敌方强烈电子干扰时，会将追踪模式转换为干扰源寻的，把干扰源当做攻击目标。

MICA EM的主动雷达制导引导头具有把干扰源当做目标进行攻击的能力

万磁王

　　主动雷达寻的制导的中、远程空空导弹是现在最先进、最具威力的空空导弹，但要把高性能发射机和适当口径的天线塞进有限的圆柱空间内，仍然存在许多问题，再探测距离和抗干扰能力方面还有改进空间。此外，如何在远距离正确判定目标，目前还没有适当的方法，因此现在正在发展的双向（two-way）数据链，可让导弹回传雷达数据给载机供进一步确认。

AIM-120的引导头

万磁王

　　主动式寻的制导空空导弹还需要在价格与性能间取得平衡，即便是全球规模最大、经费最充裕的美国空军，也无力把老式的半主动式雷达制导导弹一对一完全更换为主动式雷达制导导弹。AIM-120C先进中程空对空导弹每枚价格约为40万美元，其中与制导有关的引导头、伺服马达、发射机、接收机、数字单元、惯性参考单元（Inertial Reference Unit）、目标探测装置（Target Detection Device）……等，就占了总价格的70%。最新的AIM-120D每枚价格为70万美元，增加的30万美元绝大部份是用在了改进制导系统上，让该弹在强烈电子干扰环境中仍具有良好的制导和性能表现。

AIM-120D在2015年4月完成作战测试，形成战斗力

万磁王

强化性能
　　导弹要顺利猎杀目标，并不像一般人所想的那么简单，所取决的因素不但包含导弹本身的特点及性能，也包括各接战阶段的导弹动能、目标的电子对抗能力。越战时期使用的AIM-7麻雀导弹（Sparrow）的猎杀率（kill ratio）不到10%，而AIM-120宣称经实战验证，猎杀率达85%，但由于其面对的敌人都欠缺强大的电子对抗能力，因此这个数据并不具备代表性。基于这种考虑，虽然最新一代的空空导弹在技术上已有很大的进步，但如何强化导弹性能及其致命性，相关研究仍需持续不断地进行。

阿甘

好专业，学习了