铁幕下的电子斗争技术的革命

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[编者按]在朝鲜战争短暂的过招之后，东西方阵营又开始了几乎令人窒息的冷战对峙在这一时期，电子工业的最新成果不断被运用到电子战领域中。新技术给电子对抗装备的发展带来了深远的影响，但在应用之初的不成熟表现也让它们一度饱受争议。今天，就带大家了解一下上世纪50年代至60年代，在电子对抗领域应用的新技术情况。

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微波波段的“大喇叭”——行波管

话说苏联科学家秉承着“拿来主义”的基本思想仿制美国SCR-584雷达和CPS-6之后，让美国人恨得牙根直痒痒。以SCR-584为蓝本生产的SON-4火控雷达，拥有强大的功率，具备“烧穿”一般电子干扰的能力。而采用与CPS-6相同技术的P-20警戒雷达，可以同时在5个不同频率上发射雷达波，也就是说，要完全干扰这种雷达，需要同时在5个频率上进行电子压制。50年代开始大量生产的这两种苏联雷达，差一点就彻底改写了美国电子战装备的发展史，因为它们此时所具备的抗干扰能力已经让美国军界开始对电子干扰丧失了信心。原因主要有三个：一是美军缺少在微波波段功率完胜SON-4的干扰机，即使有，其体积和重量也不适合安装在最需要雷达干扰设备的战略轰炸机上：二是缺少能够同时压制多频段雷达信号的单部干扰机。在朝鲜战场上，如果遇到不同频段的雷达照射，美军的电子对抗操作员必须同时操作几部不同的干扰机，而事实证明，即使一个训练有素的操作手，同时操作3部以上的干扰机也是不可能的。三是调谐速度太慢。机械调谐的速率存在瓶颈，面对频率捷变的雷达当即傻眼。

一部有效的干扰机，要比对手的雷达拥有更强大的功率、更宽的频率覆盖范围、更快的调谐速度，这几个决定性因素将决定电子干扰设备发展之路该走向何处。如果没有实质上的技术突破，那么，电子干扰就将不再被视作一种低投入高效能的作战方式。值得庆幸的是，让电子干扰机生产商望眼欲穿的技术突破，很快就到来了。

50年代初，一种全新的真空管——行波管逐渐成为了微波波段主要的功率放大器件。行波管最早是由一个科班建筑师兼物理学爱好者鲁道夫-康夫纳在二战后期研制成功的，设计初衷是用于微波宽带检波电路，但效果一般。战后，康夫纳彻底放弃了建筑专业，在贝尔实验室继续其对行波管的研究，将行波管作为微波宽带放大器，用于无线电中继站传送电话信号。美国军方很快意识到这项技术在电子战领域的潜在作用，将其应用于电子侦察接收机中。通俗讲，行波管就是微波波段的“大喇叭”，可以在很宽的频带内对微波信号进行放大。1951年夏，美军对采用行波管为主要放大器件的电子侦察接收机进行了试验。当时的试验报告记载，这部被称作“麦片盒”的侦察接收机在敏感度等方面“表现出了非凡的效能”。

除了用于电子侦察，行波管在电子干扰领域也有用武之地。借助行波管优异的宽频带放大特性，可以制成一种转发式干扰机。简单的说，就是把对方雷达信号放大若干倍再发射回去。由于是直接放大，干扰波的工作频率、调制方式与原雷达波完全相同，“中招”的雷达会把干扰波误认为是目标回波接收进来，继而被其强大的功率彻底扰乱。在50年代中期，美军对采用行波管转发式干扰机进行了相关实验，同时对5部SCR-584雷达进行了有效地干扰。这个数字在今天看来似乎微不足道，但是在朝鲜战争刚刚结束的那几年里，同时干扰3部以上雷达都是极难完成的。

但是，早期行波管对于安装条件极为苛刻，以至于要安装在可调节的防震底座上，需要不断调节底座的水平度才能让管子正常工作。纵使在实验室里展现的性能再好，但这样的器件也是绝不可能装在不断颠簸的飞机上的。而且，行波管的生产工艺要求很高。作为一种特殊的真空管，管内的微小杂质颗粒、吹玻璃技工吹出的管子不过关，甚至某个触点上油腻的手指印，都会对成品的性能产生或多或少的影响，所以工艺问题也成了阻碍行波管规模化应用的拦路虎之一。直到60年代，行波管才真正达到了工业生产的水平。

“阻塞式干扰”成为现实

在行波管的研发当中，人们发现在某些情况下，行波管中会产生很强的寄生振荡，也就是说在接收端除了有被放大的输入信号之外，还有一些不同频率的杂波产生。此时摆在技术人员面前有两条路，一是滤除杂波，二是想方设法利用这些杂波。在大部分人只选择了第一条路的时候，法国的技术人员却在这两个截然不同的研发方向上同时展开了攻关，最终，在研究利用寄生振荡的过程中发明出了一种全新的器件——返波管。

二战期间的微波雷达都使用磁控管作为振荡器产生微波，磁控管的优点是效率高、成本低、体积小、重量轻。时至今日，家家户户厨房中的微波炉也都是采用磁控管作为辐射源的。但是，磁控管的辐射频率调谐是一个完全机械的过程，类似于西洋乐器中的长号，长号依靠套管的前后滑动未改变声调的高低，而磁控管是依靠改变谐振腔大小来改变输出频率的。这种纯机械的调谐方式存在速度上的瓶颈，因为谐振腔很容易在高速的机械运动中变形，致使输出频率不稳定，功率也会大打折扣。返波管的出现，完全打破了调谐的速度限制，因为只要改变返波管的底极电压，其输出频率就会迅速改变，电压只要稍微调整几伏特，频率就可以改变1兆赫。显而易见，返波管革命性的快速改频能力大大超越了磁控管采用的机械调谐方式，使电子干扰机的发展进入了一个新的阶段。

返波管的出现带来了频率调谐速度的大幅度提高，但天线却拖住了它的后腿。因为要想把干扰波发射出去，必须通过天线这关才行，而天线其实是个“刺儿头”，对“合得未”的频率可以放行，“看不惯”的频率就会挡着不让过。不同类型的天线，也有不同的脾气，跟它最“合得来”的频率也不一样。一般来讲，通过调整天线的阻抗，就可以找到和某一频率的电波最“合得来”的那个点，电波才能顺顺当当地发射出去，这一过程称为天线的阻抗匹配。阻抗匹配同样是一个慢工出细活的工作，当时干扰机所配的传统天线根本赶不上返波管每秒钟扫过成百上千兆赫的速度，所以，对于宽带天线的需求日渐迫切。

在这种形势下，美国伊利诺斯大学首先制造出了平面螺旋天线。这种天线是个“老好人”，对电波频率的变化比较“宽容”，每次改频之后不用调整天线阻抗也能达到较高的效率。以平面螺旋天线为基础发展的半月形天线和对数周期天线也得到了广泛应用。宽带天线的出现，给具备高速调谐能力的返波管带来充分的施展空间，并给日后干扰机的发展铺平了道路，二者的组合使得“阻塞式干扰”从教科书上的术语变成了现实。对抗红外线的威胁