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2021年精确制导武器制导技术发展综述引言：当今世界，处于百年未有之大变局，军事理论创新和技术 进步驱动融合催化，世界新军事变革进入了关键性的质变阶段精确 制导技术作为导弹等精确制导武器最重要的分系统技术，是各军事强 国争相发展的战略前沿技术2020年，精确制导技术取得多项突破, 射频、复合制导等持续发展，分布式协同作战体系成熟度进一步提升, 智能精确制导技术深入发展，量子、微波光子、水下探测等新体制制 导技术成果加速转化，融合渗透形成了精确制导技术多元化、智能化、 分布式发展趋势1射频、光电与复合探测技术持续发展，美国大力发展射频综合、 集成、控制技术领域1.1光电与射频领域不断研发基于新型材料传感器，有效提高探 测能力随着电子、材料科学的发展进步，光电与射频制导技术不断 向新型材料拓展，探测能力不断提升2020年6月，美国弗吉尼亚 大学和德克萨斯大学奥斯汀分校的电气与计算机工程师研发出性能 创历史记录的雪崩光电二极管（APD）,可有效控制2 |im波段的高 灵敏度光电探测器暗电流密度，降低信号噪声，有望为下一代夜视成 像和激光雷达（LiDAR）光电探测器带来变革性技术2020年10月， 考纳斯理工大学（KTU）材料科学研究所的研究团队开发了新款基于 石墨烯-有机硅肖特基接触的红外传感器，肖特基接触式传感器的多 个阵列可在半导体板（例如硅板）上开发，具有制造技术简单、开关 速度快的优点，但灵敏度较低。

研究人员通过在石墨烯上制造纳米结 构的金属等离子体吸收体，从而提高了这些传感器的灵敏度，其效率 高于目前市场上的红外传感器2020年11月，BAE系统公司发布了 新款全高清热成像相机机芯Athena 1920,这款红外成像传感器搭载 了 1920x1200像素的氧化机(VOx)非制冷微测辐射热计阵列，帧频 达到60 Hz,具备动态场景的运动模糊降噪功能，成像视场是传统热 成像相机机芯的8倍，且尺寸小(51 mmx40 mmx21 mm)、质量轻 (70g),可大幅提升红外成像制导探测能力2020年7月，英国近 距格斗空空导弹(ASRAAM)交付英国皇家空军服役，该导弹导引头 采用128x128元碑锢汞凝视焦平面红外成像导引头(图1),为世界 首创焦平面阵列器件工作在3-5 nm波段，安装在万向支架上，导 引头离轴角高达±90而且其光学组件的跟踪角速度高达800%-整 个导引头被安装在蓝宝石头罩内，这种材料不易剥蚀，耐冲击性能好 该导引头采用机械斯特林致冷器这种致冷器在作战任务中没有时间 限制，可使导引头连续工作很长时间图1石帝锢汞凝视焦平面红外成像导引头2020年4月，瑞典萨伯集团宣布利用一架双座型鹰狮战斗机成功试飞了氮化镣机载有源相控阵雷达。

试飞持续了 90 min,机上的雷达成功地针对多个随机空中目标和一系列地面目标进行了试验该雷 达采用了由数百个氮化镣收发通道组成的阵列，与当前主要采用神化 镣收发通道的大多数有源相控阵传感器相比，采用氮化镣收发通道的 雷达具备抗电子干扰能力更好、小目标探测能力更优和带宽更大等优 势，同时功耗和发热都更低图2氮化镣机载有源相控阵火控雷达收发通道阵列全景1.2复合探测体制逐渐成熟，进一步提高精导武器打击精度光电探测制导体制具有探测分辨率高、抗干扰能力强、装备成本 低等特点，在近距离战术导弹中广泛应用射频探测制导体制具有作 用距离远、气象环境影响小等特点，适用于远距离作战复合探测体 制综合了两种探测体制的优点，对战场复杂干扰环境适应性更好，成 为精确制导武器重要发展方向之一2020年6月，美国海军航空兵 测试了一枚AGM-88G型新型反辐射导弹该型导弹配备了涵盖数字 化被动宽带雷达阵列、毫米波主动雷达、数字化反辐射接收机的多模 块复合导引头，增加了数据链功能，确保导弹可以在飞行中实时上载 目标数据以应对多种威胁、在发射过后可以多种导引头联合判明目标 性质/状态对导弹进行引导、在命中后可实时回传数据评估打击效果。

2020年10月，美国空军开始正式部署由雷神公司生产的小直径炸弹 智能武器，这款小直径炸弹采用三模导引头，包括毫米波雷达、红外 成像能力、半主动激光、GPS和惯性导航系统这些制导系统可以引 导炸弹在各种天气条件下打击目标，包括灰尘和碎片造成能见度低的 环境2020年10月，美空军授予雷声技术公司一份2.391亿美元的 订单，令其交付第6批1 000余枚GBU-54/B风暴突击者(又称小直 径炸弹(SDB) II)雷达及红外制导空对地弹药该智能弹药使用毫米 波主动雷达导引、半主动激光制导、红外导引及GPS耦合惯性制导， 可在黑暗、雨、雾、烟、尘等恶劣天气下打击移动目标其毫米波雷 达可探测并跟踪恶劣天气状况下的目标；红外成像可增强目标识别 力；半主动激光制导使武器能够追踪飞机或地面上的激光指示器三 模式导引头在三种模式之间共享目标瞄准信息，以随时随地与固定目 标或移动目标交战1.3综合射频技术取得重要突破，美国致力于发展射频综合、集 成、控制技术目前雷达射频技术已不断趋于成熟，但传统制导武器系统的探 测、通信、电子战等射频设备仍然“各自为战"，在效能、空间上利用 率较低，极大地影响了作战效率，近年来国内外不断开展射频模块化、 综合控制研究。

从2017年开始，美国国防预先研究计划局(DARPA) 先后向Perspecta公司、L-3野马科技集团和诺格公司授予了射频任务 操作中综合合作式单元(CONCERTO)项目合同，为自适应综合射频 系统开发一种模块化体系结构，在无人机等平台上实现雷达、电子战 和通信等综合射频系统和传感器资源管理器CONCERTO项目旨在从 僵化受限的独立设计且集成的射频系统方式，转向一种规模可变、灵 活、易修改、便于技术插入的综合射频方式，也更能有效利用通用射 频口径CONCERTO系统具备多种功能，所需空间和功率比多个分离 系统组合在一起要小得多，可提高载机平台能力2019年8月完成 第一阶段任务，2020年10月完成了第二阶段演示验证2020年10 月27日，Perspecta公司宣布收到DARPA对于CONCERTO项目的第三 阶段合同，第三阶段工作将持续21个月，将进一步发展射频资源管 理工具，包括管理多样化的第三方射频有效载荷硬件，满足无人机及 其他平台多功能需求，支持多平台操作，Perspecta公司称其射频综 合资源管理将改变无人机等平台的性能模式，提供更好、更快、更准 确的指挥和控制，实现分布式战斗管理目标。

此外，DARPA将于2021年投资枪手项目，演示一种战术射程武 器，该武器结合了导弹的机动性与枪炮打击不同目标的能力，可用于 近距离空中支援、反暴动和空对空作战任务等DARPA称开发这种系 统需要综合利用空气动力学、推进系统和有效载荷来实现广域作战范 围，支持机动性和多目标识别算法，并且主要依靠模块化技术来实现 多种功能的综合国产直-20反潜直升机是中国海军在2020年之后的主力舰载直 升机，直-20反潜直升机同样配备了综合射频系统实现搜索雷达、电 子战、数据链等功能综合，前端共享，后端处理区分，综合能力更强、 响应速度更快国内外对于综合射频技术不断增加研究和投入力度，模块化、控 制化的综合射频将是精确制导武器未来的必然发展方向2协同探测技术成熟度不断提升，美国加强协同探测系统研发与单平台复合制导方式相比，协同探测融合了多平台探测结果、 综合了不同平台制导技术优势，更能适应现代战场复杂环境的作战需 求协同作战体系概念最早开始于2015年，美海军水面部队司令托 马斯•罗登发文《分布式杀伤一一重回制海权》，探讨了海军水面部队 如何应用“分布式杀伤”战术；随后几年间美军先后发布《美国陆军多 域作战》、《恢复美国的军事竞争力一一马赛克战》等，2020年4 月美发布《扩展战场：多域作战的重要基础》，6月美发布《空军条 令附件3-1：联合全域作战中的空军部职责》，7月美国兰德公司发 布《现代战争中的联合全域指挥控制一一识别和开发人工智能应用的 分析框架》。

可以看出美国致力于发展分布式作战，在重点能力领域 进行了体系化布局，开展体系架构、指挥控制、通信组网、平台/武 器等能力方面的关键技术项目研究据不完全统计，美国防部2021 财年发布的DARPA预算文件，分布式作战相关项目高达57个， 2015-2020财年经费预算逐年攀升2020年6月，DARPA发布弹性网络网络分布式马赛克通信项目 2020年7月，DARPA授予卡尔斯潘公司空战演进项目，以全面开发 联合空战实验基础设施，并选择另18家公司竞争开发、演示、测试 和集成先进作战管理体系任务,开展了 CSDB-1和F-16战机飞行试验, 评估武器联网通信行动，后续还将在更复杂场景进行综合集群测试 5年来，美军分布式作战和多域作战等概念不断发展，并演进出马赛 克战和联合全域作战概念，这些作战概念的突出特点是利用美军多年 来发展的网络化技术、协同技术、无人系统技术、作战计算技术、人 机交互技术和人工智能技术等创新发展智能化联合作战样式美军积 极探索无人系统与导弹协同作战能力，目前美军已部分实现无人机领 域的分布式作战能力，正在构建全域协同作战体系未来飞航导弹也 将作为重要节点，不断提升协同智能作战能力，可作为作战网络中各 类指控节点、侦查节点和打击节点，根据战场态势实时调整集群与个 体的规划任务，从而形成自适应动态“杀伤网”。

预计未来5年，飞航导弹将具备一定程度的自主与协同作战能 力，可以与指控体系实现实时战场信息交互，与网络中的其他节点实 现有限交互，并根据提前设定的任务规划算法应对可预见的战场环境 变化，形成多重动态杀伤链，提升作战灵活性和效能3新体制制导技术多元化发展现代战场日益复杂的电磁干扰对抗环境作战需求和电子器件科 学技术的快速发展，不断推动量子雷达、微波光子雷达等新体制制导 技术向工程应用发展3.1量子探测理论不断完善，量子探测系统研制取得阶段性成果 量子雷达作为量子科学与雷达系统相结合而产生的颠覆性前沿 技术，技术发展呈逐年加速趋势在基础理论层面，不断有量子探测 新理论被提出，体系更趋于完备；在技术研究及验证层面，光量子雷 达、微波量子雷达均取得了阶段性的实验结果；并且针对军事应用， 反隐、探潜等多种量子雷达应用设想出现，国外部分机构已经开展小 型化、芯片化的量子探测系统研制量子纠缠源、量子压缩源等非经典光源，由于产生的光子之间存 在量子关联，用于测量可得到超越经典极限的结果，是国内外研究的 热点2020年5月，意大利帕维亚大学的物理学家组成的一个研究 小组，提出了利用量子纠缠光子对，对目标的三维探测精度进行增强 的量子雷达探测理论（图3）,可用于在三维空间中定位非合作性点 状目标，该种方案可比传统雷达获得目标更精确的距离和位置信息。

该方案还有潜力扩展到四维时空中目标的定位，以确定目标的空间位 置和状态变化图3纠缠态量子雷达理论模型2020年5月，奥地利科学技术研究所（1ST） Johannes Fink教授的研究团队利用纠缠微波光子创造了世界上第一个微波量子照射雷 达实验装置（图4） o该系统利用超导约瑟夫森参量转换器产生纠缠 微波光子，并照射距离为lm的室温物体，相比经典雷达，信噪比可 提高三倍该种量子雷达受背景噪声的影响较小，并且发射功率低， 在探测远距离目标时不会暴露自己，该技术在微弱目标探测、超低功 耗生物医学成像等方面具有潜在的应用前景图4微波量子照射雷达利用里德堡原子的能级跃迁，可以实现不同于经典电磁感应的微 波场高精度测量，已在量子精密计量领域实现了初步应用2020年, 美国里德堡原子公司推出用于AM和FM无线电通信的里德堡原子接 收机（图5）,可通过光学手段对无线电信号进行采样和解调；接收 器中不包含电子元件，且可有选择地或同时接收从兆赫兹到毫米波频 带中的。