隐身巡航导弹的发展及对抗措施

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 17:59:46


http://arm.cpst.net.cn/gfbk/2011_06/307595433.html


隐身巡航导弹的发展及对抗措施
杨俊欣 2011年05月19日 12:44  我要说两句
                                            
                                            
                                                                                                                                                                                                        
                                                                                                               


  在可以预见的未来隐身巡航导弹将是防空系统所面临的主要威胁。为了对付这种威胁,加强各种光电对抗措施的研究,注重提高雷达探测技术、发展红外探测技术以及数据融合技术,开展微波武器的研究等。

  一、隐身巡航导弹的发展
  美国在隐身技术研制领域处于世界领先地位,因此美国隐身导弹的发展具有代表性。
  在60年代以前,主要是探索隐身技术,并将初步研究成果应用在SR-71、U-2等高空侦察机上进行验证试验。如SR-71曙光高空侦察机的气动外型就采用了雷达隐身技术,主要措施为采用倾斜式双垂尾、翼身融合体外型、机体涂黑色涂料以及在机身边条和机翼的前后沿采用塑料蜂窝机构材料。我们所熟悉的U-2高空侦察机则采用了挡板来改变红外辐射方向,这是红外隐身的雏形。
  在60-70年代隐身技术的全面发展时期,美国对该技术进行了有计划、有步骤的试验和研究工作。基本上完成了隐身技术的基础研究和先期开发工作。如加强对电磁散射机理和雷达截面(RCS)预估等方面的基础研究;加大对雷达吸波材料的研究力度;建设大型试验外场、微波暗室用于测试复杂形体目标;开展对目标红外辐射特征的基础研究等。70年代末开始采用系统工程的方法进行隐身技术综合应用研究,隐身技术相关学科的综合研究受到重视,缩短了将先进技术转化为先进武器的周期。在这一时期,美国空军进行了巡航导弹先进气动外形和低目标特征外形方案研究以及隐身技术与其他技术的综合应用研究。

  美国反导系统的重要组成部分:PSP弹道导弹预警卫星

美国反导系统的重要组成部分:PSP弹道导弹预警卫星


  从80年代至今,为了增加武器系统的突防能力,美国开始在新设计的各种武器系统上广泛采用隐身技术,并将其列入22项关键技术中。在先进巡航导弹(ACM)计划中,将隐身技术列为武器系统战术技术要求的重要组成部分。之后,美国空军和海军分别对隐身巡航导弹进行了研制,空军主要采用特殊赋形隐身技术来设计ACM,以便减小RCS值。后来由于美苏中导条约的签署,美国空军、海军和DARPA不再单独开展各自的计划,而是三方联合发展远程常规巡航导弹(LRCCM),这种导弹采用隐身技术和先进材料及涡扇发动机。在90年代,美国对AGM-129A/B巡航导弹、战斧BlockIV巡航导弹等进行了隐身设计。隐身技术的采用使AGM-129A/B巡航导弹及战斧巡航导弹的RCS值从0.05~0.1m²减小到0.005~0.01m²。   除了美国之外,俄罗斯在X-65C3等反舰导弹上首先采用隐身技术;日本也开发了ASM-2隐身反舰导弹;英国研制了海鹰巡航导弹;法国研制出了高性能的强盗以及后继型强盗-C型多用途隐身巡航导弹;德国与法、瑞、韩等国合作研制强盗、独眼巨人等隐身巡航导弹等。





  研究表明,巡航导弹是目前特别危险的空中威胁。1990年巡航导弹的威胁只占10%,2000年提高到12%,到2020年将提高到15%。巡航导弹的攻击目标是预定的地空导弹或重要军事阵地,飞行路径经卫星锁定,能低空飞行,具备良好的制导系统,能利用地形规避技术躲避雷达或地空导弹阵地的探测,一经发射即能击中目标;中远程天顶攻击导弹能在大气层以上利用距离求生存,以曲线路径飞行绕到目标背后,然后以不可预测的方向攻击目标,即使飞行途中被防空系统跟踪,也不可能预测其最终要攻击的目标。随着隐身技术不断应用于巡航导弹,其突防能力得到极大的提高,同时大大增加了对方的拦截难度,从而取得显著的军事和经济效益。   二、隐身巡航导弹的发展对作战的影响
  巡航导弹在过去的几次高技术局部战争中的重要作用已清晰可见,但由于速度低、机动性较差、进袭路线相对固定,因此其突防性能受到一定制约。巡航导弹采用隐身技术后,则明显改变这一不利状态,大大提高突防性能,对作战产生深刻影响。
  1 隐身巡航导弹突防能力的提高增大了守方的防御难度
  巡航导弹采用隐身技术后,其外部涂有吸收雷达波的材料及红外特征辐射屏蔽措施,使得常规防空系统很难探测和跟踪。由于被探测概率下降,因此巡航导弹突防能力得到提高,使反导武器系统拦截巡航导弹的时间大大减少。如导弹的RCS从0.1 m²降到0.001 m²,则可将对方的探测器捕获和跟踪目标的距离与反导武器系统拦截目标的反应时间都缩短80%以上。
  2 应用隐身技术后,巡航导弹进攻消费比大大提高
  由于巡航导弹突防能力的提高,在增加了守方的防御难度的同时使守方必须增加防御成本。据报道,为了防御隐身巡航导弹,保卫单个目标的防御费用将提高2.25倍,保卫大城市将增加4.8倍。
  3 隐身巡航导弹可显著提高电子战作战效能
  巡航导弹采用隐身技术后,不仅使导弹的RCS大大降低,而且使电子战效能得到提高。如降低10dB,则敌方雷达探测距离就降低到原来的56%,面搜索能力降低到原来的32%,体搜索能力降低的原来的18%,同时使敌方雷达的烧穿距离减小68%,或在敌方雷达烧穿距离一定时我方电子干扰机的功率只需原来的1/10即可,因此电子干扰机的体积可大大减小,而我方的电子战能力大大提高。
  4 隐身巡航导弹的发展对作战方式的演变产生重大影响



  隐身巡航导弹由于不断发展和扩散已成为低空的重大威胁目标。随着现代战争空袭和防空斗争的加剧,新的作战理论与战术的不断涌现,以往传统的作战思维和模式已被改变,特别是大纵深、非接触式作战思想的形成,使空袭越来越依赖于远程精确打击武器,以利于最大限度地减少人员伤亡和提高打击效率。隐身巡航导弹技术的发展对未来作战方式的演变将产生重大影响。未来高技术条件下的局部战争的作战方式充分强调夺取战争初期主动权的重要性和决定性,在作战初期从空中和海上联合攻击,摧毁敌方的战略部署,瓦解其指挥控制系统。先进的军事思想是以先进技术和精确制导武器为基础的。正是由于精确制导技术、隐身技术和信息技术等一系列重要技术的突破,才有军事战略战术和作战方式的革命性变化。
  由此可见,隐身技术所带来的影响绝不限于巡航导弹本身,它将打破现有的攻防平衡,对作战产生重要影响。
  三、对隐身巡航导弹的光电对抗措施
  1 采用长波低频雷达探测技术
  长波低频雷达的特点是工作波长较长、频率较低即VHF和UHF波段的无线电波受大气的影响小,因而探测距离远,搜索和跟踪范围广,能全天候工作,但波束宽,精度低。而隐身巡航导弹的速度快,发射距离远,但外表不可能实现全隐身效果。因此在远距离上可以采用长波低频雷达搜索、探测和跟踪巡航导弹。其中C波段(0.5~1GHz)、B波段(250~500MHz)和A波段(100~250MHz)雷达是搜索、探测和跟踪隐身飞行器的最佳工作波段。如法国“阳伞”(PARASOL)警戒雷达以及D-Fence双基地告警雷达均用于探测隐身巡航导弹,其探测距离可以达到数十公里。





  2 采用激光雷达探测技术   任何隐身飞行器都要用动力来推动,而诸如AGM-129A先进巡航导弹也要由火箭助推器作动力推动,其尾部也会散射出大量尾焰气流,其密度将大大超过背景大气密度的100倍。激光雷达就是通过探测隐身巡航导弹的尾焰气流来跟踪目标的。当雷达探索和跟踪隐身巡航导弹进入战区前沿上空时雷达自动关机并自动转为激光雷达探测和跟踪。而当隐身巡航导弹进入防空系统上空时,用不同类型传感器的组合以跟踪来袭导弹,这就要发挥现代防空系统集中组网的效能,对各类传感器探测和跟踪到的数据进行融合以产生战术图像。这种技术目前已用于某些现代防空跟踪系统上,例如OerlikonContraves公司的“天障”(SkyShield)系统是它的典型代表。它把来自雷达、电视、激光和红外信号的数据进行融合,以协调探测、跟踪和对付巡航导弹的攻击。





  3 采用红外探测技术   隐身巡航导弹红外辐射主要来自火箭助推器尾焰的红外辐射、外表蒙皮的气动热辐射等等。尽管隐身巡航导弹采用了一些定向屏蔽技术、有源冷却技术和无源表面处理技术等来降低红外辐射特征,但还没有降至如雷达等射频信号的程度。因此给红外信号特征就留下了一个可行的探测威胁窗口。隐身技术的长远目标是把3~5μm和8~14μm波段的可探性降至与雷达射频相同距离上的盲区程度,但极难做到。目前红外和其它光电传感器仍是近距离上反隐身的有效手段,特别用于对抗导弹威胁更有效。例如美国正在研制新一代红外成像制导导弹AIM-9X,计划装在F-14、F-15和F-22等战斗机上,用于拦截隐身巡航导弹。
  4 采用数据融合技术
  数据融合就是将来自雷达、电视、激光和红外等多种类型传感器信道的数据进行组网处理以产生防空系统所需的战术图像,从图像分选出重点目标优先对抗。它与常规的目标组合和跟踪是有严格区别的。常规目标组合如概率数据组合或联合概率数据组合就是将来自单一跟踪传感器的高质量数据进行组合处理,而对跟踪隐身小RCS目标获得的断续模糊数据则无法处理。为此,各国特别是西方国家正在研究数据融合技术。如德国博登湖机械技术公司的监视和告警系统部正为多传感器系统制造技术演示器。这种多传感器系统能探测隐身巡航导弹。
  5 开展高功率微波武器研究





  隐身兵器的一个显著特征是大量使用吸波材料,包括结构吸波材料和吸波涂层。这些材料能大量吸收微波能量,因此高功率微波武器能有效地对付这种隐身兵器,使其产生高温受损甚至失去作战能力。美国正在研制的高功率微波武器有两种,一种是可重复发射高功率微波的武器,处于预研阶段;另一种是高功率微波弹头,处于演示阶段。俄罗斯已研制出方向性很强的高功率微波武器,可用手榴弹、迫击炮、火炮或导弹投掷。俄罗斯还研制出一种高能微波炸弹,能释放出10吉瓦的高能脉冲,可用于攻击隐身兵器的计算机系统。


http://arm.cpst.net.cn/gfbk/2011_06/307595433.html


隐身巡航导弹的发展及对抗措施杨俊欣 2011年05月19日 12:44  我要说两句                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               


  在可以预见的未来隐身巡航导弹将是防空系统所面临的主要威胁。为了对付这种威胁,加强各种光电对抗措施的研究,注重提高雷达探测技术、发展红外探测技术以及数据融合技术,开展微波武器的研究等。

  一、隐身巡航导弹的发展
  美国在隐身技术研制领域处于世界领先地位,因此美国隐身导弹的发展具有代表性。
  在60年代以前,主要是探索隐身技术,并将初步研究成果应用在SR-71、U-2等高空侦察机上进行验证试验。如SR-71曙光高空侦察机的气动外型就采用了雷达隐身技术,主要措施为采用倾斜式双垂尾、翼身融合体外型、机体涂黑色涂料以及在机身边条和机翼的前后沿采用塑料蜂窝机构材料。我们所熟悉的U-2高空侦察机则采用了挡板来改变红外辐射方向,这是红外隐身的雏形。
  在60-70年代隐身技术的全面发展时期,美国对该技术进行了有计划、有步骤的试验和研究工作。基本上完成了隐身技术的基础研究和先期开发工作。如加强对电磁散射机理和雷达截面(RCS)预估等方面的基础研究;加大对雷达吸波材料的研究力度;建设大型试验外场、微波暗室用于测试复杂形体目标;开展对目标红外辐射特征的基础研究等。70年代末开始采用系统工程的方法进行隐身技术综合应用研究,隐身技术相关学科的综合研究受到重视,缩短了将先进技术转化为先进武器的周期。在这一时期,美国空军进行了巡航导弹先进气动外形和低目标特征外形方案研究以及隐身技术与其他技术的综合应用研究。

  美国反导系统的重要组成部分:PSP弹道导弹预警卫星

美国反导系统的重要组成部分:PSP弹道导弹预警卫星

  从80年代至今,为了增加武器系统的突防能力,美国开始在新设计的各种武器系统上广泛采用隐身技术,并将其列入22项关键技术中。在先进巡航导弹(ACM)计划中,将隐身技术列为武器系统战术技术要求的重要组成部分。之后,美国空军和海军分别对隐身巡航导弹进行了研制,空军主要采用特殊赋形隐身技术来设计ACM,以便减小RCS值。后来由于美苏中导条约的签署,美国空军、海军和DARPA不再单独开展各自的计划,而是三方联合发展远程常规巡航导弹(LRCCM),这种导弹采用隐身技术和先进材料及涡扇发动机。在90年代,美国对AGM-129A/B巡航导弹、战斧BlockIV巡航导弹等进行了隐身设计。隐身技术的采用使AGM-129A/B巡航导弹及战斧巡航导弹的RCS值从0.05~0.1m²减小到0.005~0.01m²。   除了美国之外,俄罗斯在X-65C3等反舰导弹上首先采用隐身技术;日本也开发了ASM-2隐身反舰导弹;英国研制了海鹰巡航导弹;法国研制出了高性能的强盗以及后继型强盗-C型多用途隐身巡航导弹;德国与法、瑞、韩等国合作研制强盗、独眼巨人等隐身巡航导弹等。





  研究表明,巡航导弹是目前特别危险的空中威胁。1990年巡航导弹的威胁只占10%,2000年提高到12%,到2020年将提高到15%。巡航导弹的攻击目标是预定的地空导弹或重要军事阵地,飞行路径经卫星锁定,能低空飞行,具备良好的制导系统,能利用地形规避技术躲避雷达或地空导弹阵地的探测,一经发射即能击中目标;中远程天顶攻击导弹能在大气层以上利用距离求生存,以曲线路径飞行绕到目标背后,然后以不可预测的方向攻击目标,即使飞行途中被防空系统跟踪,也不可能预测其最终要攻击的目标。随着隐身技术不断应用于巡航导弹,其突防能力得到极大的提高,同时大大增加了对方的拦截难度,从而取得显著的军事和经济效益。   二、隐身巡航导弹的发展对作战的影响
  巡航导弹在过去的几次高技术局部战争中的重要作用已清晰可见,但由于速度低、机动性较差、进袭路线相对固定,因此其突防性能受到一定制约。巡航导弹采用隐身技术后,则明显改变这一不利状态,大大提高突防性能,对作战产生深刻影响。
  1 隐身巡航导弹突防能力的提高增大了守方的防御难度
  巡航导弹采用隐身技术后,其外部涂有吸收雷达波的材料及红外特征辐射屏蔽措施,使得常规防空系统很难探测和跟踪。由于被探测概率下降,因此巡航导弹突防能力得到提高,使反导武器系统拦截巡航导弹的时间大大减少。如导弹的RCS从0.1 m²降到0.001 m²,则可将对方的探测器捕获和跟踪目标的距离与反导武器系统拦截目标的反应时间都缩短80%以上。
  2 应用隐身技术后,巡航导弹进攻消费比大大提高
  由于巡航导弹突防能力的提高,在增加了守方的防御难度的同时使守方必须增加防御成本。据报道,为了防御隐身巡航导弹,保卫单个目标的防御费用将提高2.25倍,保卫大城市将增加4.8倍。
  3 隐身巡航导弹可显著提高电子战作战效能
  巡航导弹采用隐身技术后,不仅使导弹的RCS大大降低,而且使电子战效能得到提高。如降低10dB,则敌方雷达探测距离就降低到原来的56%,面搜索能力降低到原来的32%,体搜索能力降低的原来的18%,同时使敌方雷达的烧穿距离减小68%,或在敌方雷达烧穿距离一定时我方电子干扰机的功率只需原来的1/10即可,因此电子干扰机的体积可大大减小,而我方的电子战能力大大提高。
  4 隐身巡航导弹的发展对作战方式的演变产生重大影响



  隐身巡航导弹由于不断发展和扩散已成为低空的重大威胁目标。随着现代战争空袭和防空斗争的加剧,新的作战理论与战术的不断涌现,以往传统的作战思维和模式已被改变,特别是大纵深、非接触式作战思想的形成,使空袭越来越依赖于远程精确打击武器,以利于最大限度地减少人员伤亡和提高打击效率。隐身巡航导弹技术的发展对未来作战方式的演变将产生重大影响。未来高技术条件下的局部战争的作战方式充分强调夺取战争初期主动权的重要性和决定性,在作战初期从空中和海上联合攻击,摧毁敌方的战略部署,瓦解其指挥控制系统。先进的军事思想是以先进技术和精确制导武器为基础的。正是由于精确制导技术、隐身技术和信息技术等一系列重要技术的突破,才有军事战略战术和作战方式的革命性变化。
  由此可见,隐身技术所带来的影响绝不限于巡航导弹本身,它将打破现有的攻防平衡,对作战产生重要影响。
  三、对隐身巡航导弹的光电对抗措施
  1 采用长波低频雷达探测技术
  长波低频雷达的特点是工作波长较长、频率较低即VHF和UHF波段的无线电波受大气的影响小,因而探测距离远,搜索和跟踪范围广,能全天候工作,但波束宽,精度低。而隐身巡航导弹的速度快,发射距离远,但外表不可能实现全隐身效果。因此在远距离上可以采用长波低频雷达搜索、探测和跟踪巡航导弹。其中C波段(0.5~1GHz)、B波段(250~500MHz)和A波段(100~250MHz)雷达是搜索、探测和跟踪隐身飞行器的最佳工作波段。如法国“阳伞”(PARASOL)警戒雷达以及D-Fence双基地告警雷达均用于探测隐身巡航导弹,其探测距离可以达到数十公里。





  2 采用激光雷达探测技术   任何隐身飞行器都要用动力来推动,而诸如AGM-129A先进巡航导弹也要由火箭助推器作动力推动,其尾部也会散射出大量尾焰气流,其密度将大大超过背景大气密度的100倍。激光雷达就是通过探测隐身巡航导弹的尾焰气流来跟踪目标的。当雷达探索和跟踪隐身巡航导弹进入战区前沿上空时雷达自动关机并自动转为激光雷达探测和跟踪。而当隐身巡航导弹进入防空系统上空时,用不同类型传感器的组合以跟踪来袭导弹,这就要发挥现代防空系统集中组网的效能,对各类传感器探测和跟踪到的数据进行融合以产生战术图像。这种技术目前已用于某些现代防空跟踪系统上,例如OerlikonContraves公司的“天障”(SkyShield)系统是它的典型代表。它把来自雷达、电视、激光和红外信号的数据进行融合,以协调探测、跟踪和对付巡航导弹的攻击。





  3 采用红外探测技术   隐身巡航导弹红外辐射主要来自火箭助推器尾焰的红外辐射、外表蒙皮的气动热辐射等等。尽管隐身巡航导弹采用了一些定向屏蔽技术、有源冷却技术和无源表面处理技术等来降低红外辐射特征,但还没有降至如雷达等射频信号的程度。因此给红外信号特征就留下了一个可行的探测威胁窗口。隐身技术的长远目标是把3~5μm和8~14μm波段的可探性降至与雷达射频相同距离上的盲区程度,但极难做到。目前红外和其它光电传感器仍是近距离上反隐身的有效手段,特别用于对抗导弹威胁更有效。例如美国正在研制新一代红外成像制导导弹AIM-9X,计划装在F-14、F-15和F-22等战斗机上,用于拦截隐身巡航导弹。
  4 采用数据融合技术
  数据融合就是将来自雷达、电视、激光和红外等多种类型传感器信道的数据进行组网处理以产生防空系统所需的战术图像,从图像分选出重点目标优先对抗。它与常规的目标组合和跟踪是有严格区别的。常规目标组合如概率数据组合或联合概率数据组合就是将来自单一跟踪传感器的高质量数据进行组合处理,而对跟踪隐身小RCS目标获得的断续模糊数据则无法处理。为此,各国特别是西方国家正在研究数据融合技术。如德国博登湖机械技术公司的监视和告警系统部正为多传感器系统制造技术演示器。这种多传感器系统能探测隐身巡航导弹。
  5 开展高功率微波武器研究





  隐身兵器的一个显著特征是大量使用吸波材料,包括结构吸波材料和吸波涂层。这些材料能大量吸收微波能量,因此高功率微波武器能有效地对付这种隐身兵器,使其产生高温受损甚至失去作战能力。美国正在研制的高功率微波武器有两种,一种是可重复发射高功率微波的武器,处于预研阶段;另一种是高功率微波弹头,处于演示阶段。俄罗斯已研制出方向性很强的高功率微波武器,可用手榴弹、迫击炮、火炮或导弹投掷。俄罗斯还研制出一种高能微波炸弹,能释放出10吉瓦的高能脉冲,可用于攻击隐身兵器的计算机系统。
http://arm.cpst.net.cn/gfbk/2011_06/307595433.html


美国反隐身技术和武器系统


   隐身技术改变了空战的方法,特别是隐身飞机与精确制导武器相结合大幅度提高了作战效能,改变了攻防战略平衡。发展反隐身技术和武器系统已成为重要而紧迫的任务。反隐身研究还是隐身技术发展的一种刺激和推动力量,也是检查、验证自己隐身武器性能的
必不可少的手段。尽管美国对发展各种反隐身技术和能力的效费比进行的研究表明,发展反隐身技术比发展隐身能力要困难100倍,但因担心其它国家使用隐身武器攻击美国的目标,所以仍然进行了反隐身研究。

   一、隐身技术和武器系统本身存在问题,为反隐身提供了契机

   (一)隐身平台本身存在的问题

   为了隐身,隐身平台需要在体积、重量、制造、维护等方面付出一定代价,雷达截面减缩量超过10dB时,这些代价会急剧升高,从而产生一些突出问题:为了在平台内部携带弹药,体积会增大;使用隐身材料增加了隐身平台的重量;结果,头两代隐身飞机飞行速度低(0.8马赫),机动性和可靠性差,大过载转弯时,会失速;隐身平台所用材料种类繁多,而且要求达到前所未有的工艺水平,增加了制造难度;使用雷达波吸收材料需要额外的保障、试验和评估程序,造成维护难,B-2轰炸机每飞行小时至少需要50小时维护;费用高;易受天气、空气湿度影响。

   (二)隐身技术和武器系统作战方面的局限性

   隐身武器的局限性主要集中在以下几点:

   ①现用或研制中的隐身飞机都以单站雷达为对抗目标。现在的隐身飞机只能对付单站雷达,很难在所有被照射的角度上都达到很小的雷达截面。F-117A正前方迎头正负30度之内雷达截面平均值为0.02平方米,但从前半球45度至侧向,其雷达截面会增加25-100倍,从上方侦察时,更容易被发现。②难以在整个电磁及红外频谱都保持相同的低可观测性。隐身武器目前只对厘米波雷达有效,某些米波防空雷达能引起飞机平尾或机翼边缘产生谐振,形成强烈的回波。从超高频(UHF)起,雷达波长越长,隐峰效果越差。俄罗斯研究得出的结论是,飞行器在厘米波段下的雷达截面为0.2-0.5平方米,在分米波段时为0.3-0.7平方米,在米波段时为0.5-1.0平方米。③隐身武器也"尺有所短"。隐身飞机飞行速度慢,体积大,攻击高度低,防护性能差,一般预先确定飞行路线,这都给包括轻武器在内的各种火器提供了打击的良机。④需要外部为其提供数据,有可能被截获。隐身武器总是尽可能地不发射雷达信号,需要外部为其发送数据。这就为截获这些数据,发现隐身武器提供了可能。⑤隐身飞机在投弹时打开弹舱,破坏了原有的约身性能。隐身飞机需要打开弹舱门投弹,其雷达截面突然增大,容易暴露自己。另外,隐身飞机为了投掷激光制导炸弹,需要使用激光指示目标,也可能暴露自己。

   在海湾战争中,部署在沙特的法制"猎鹰"雷达曾多次发现20千米以外飞行高度为2000-3000米、飞行速度为900-1000千米/小时的F-117A;英国一艘导弹驱逐舰上的L波段T-1022型双向对空搜索雷达在80-100千米范围内也发现过F-117A。

   二、探测隐身目标的技术和系统

   隐身平台最主要的特点是难以被发现和跟踪,反隐身首先必须解决能够发现和跟踪隐身目标的问题。反隐身探测大致可分为常规的探测方法和非常规的探测方法。常规探测方法主要指雷达探测,非常规探测包括无源微波探测、光学探测和声学探测等。

   (一)提高雷达探测能力

   提高和改进雷达性能仍是反隐身探测的重要措施,实施的技术途径有两个:一是改进现有雷达本身的探测能力;二是研制新型雷达或使用新的探测方法。

   超宽带雷达

   冲击式雷达或无载波雷达是一种超宽带雷达,它的发射脉冲极窄,峰值经很高、频谱分布在很宽的范围内,具有相当高的距离分辨力,能够有效对付采用雷达吸波材料和平滑外形等隐身技术的隐身目标。冲击式超宽带雷达的优势和能力有如下几点:a、测距分辨率可高达厘米量级,可以获得足够高的分辨率。b、具有能够识别和区分各目标的重要能力。c、超宽带雷达发射的脉冲包含许多频率,因此它能够突破窄频段吸波材料的吸波效应。d、具有对单个或多个目标的高分辨率成像能力。e、具有较强的穿透植被、土壤和墙壁的能力。f、能够通过距离选cep (range gating)技术抑制杂乱回波和减少多径干扰。g具有一定对抗电子对抗的能力。

   超视距雷达

   飞机等隐身武器系统主要对抗频率为0.2-29GHz的厘米波雷达,超视距雷达工作波长达10米,靠谐振效应探测目标,几乎不受现有雷达波吸收材料的影响。电磁波的波长与目标的尺寸相当时,目标对它的反射最强,隐身飞机的尺寸与超视距雷达的波长发,因此很容易被这种雷达发现。同时,超视距雷达波是经过电离层反射后照射到飞行器上的,因此它成了探测隐身武器的有力工具。国外试验表明,超视距雷达可以发现2800千米外、飞行高度150-7500米、雷达截面为0.1-0.3平方米的目标。采用了相控阵技术的超视距雷达,能在1500公里处探测到像B-2隐身轰炸机这样的目标。美军正在建造米波段的AN/FPS-118超视距预警雷达和可移动的小型战术超视距雷达。澳大利亚、俄罗斯、英国、法国、日本等也在部署超视距雷达。但超视距雷达的缺点是它提供的跟踪和位置数据不够精确。美军也在不断发展毫米波雷达技术。

   双基地或多基地雷达

   多基地雷达的发射机和接收机位于不同的地方,最简单的多基地雷达是由一部发射机和一部接收机组成的双基地雷达。多基地雷达利用目标的侧向或前向反射回波,从不同的方向上对隐身飞机进行探测,破坏了隐身武器通过减少后向反射进行隐身的目的。测试表明,利用前后向反射探测的雷达截面值比仅利用后向反射的高大约15dB。多基地雷达的发射站和接收站相对目标之间的夹角越大,捕获到隐身目标的可能性越大。由于多基地雷达的接收机是被动接收,所以不会受到定向干扰和反辐射导弹的威胁。双基地雷达预计今后5-10年内可提供使用。

   双波段雷达和多种探测装置融合

   美国反隐身导弹技术的核心是频带相隔较宽的双波段雷达系统。这种雷达使用一个频率非常低的频段,探测远距离目标;使用另一个频率较高的频段,对目标进行非常精确的测量和定位。最后把融合的雷达信息与由光学和红外探测装置得到的部分数据进行综合,构成能精确确定和分析目标的多频谱系统。美军正在研制的舰载X和S双波段雷达系统,一个波段用于搜索弹道导弹,而另一个波段与远程光学和红外系统用于收集导弹的物理量,其分离情况、材料甚至其精度。

   穿透树叶雷达

   美军正在执行一项"反伪装、反隐蔽和反欺骗"计划,研制一种能够穿透树叶的机载合成孔径雷达,它采用UHF和VHF双波段,能够进行实时成像和自动探测目标。

   机载和浮空器载雷达

   隐身飞行器的隐身重点一般放在鼻锥方向+45度角范围内,机载或浮空器载探测系统,通过俯视探测,容易探测隐身目标。美空军的E-3A预警机的S波段脉冲多普勒雷达在高空巡航时可发现100千米距离以内、雷达截面为0.1-0.3平方米的目标。美海军正在研制的"钻石眼"预警机也能有效地探测隐身目标,俄罗斯、英国、印度等国都很重视发展预警机的工作。

   飞艇和气球等浮空器也有可能作为反隐身平台。美国1996年批准"联合陆地攻击巡航导弹空中网络探测器"计划,这种在气球平台上载有监视雷达和跟踪照射雷达的系统能探测、跟踪、辅助拦截低空巡航导弹,可连续工作32天。Mark7-cs对流层系留气球雷达,高度3000米,采用TPS-63雷达,探测隐身巡航导弹的距离为56千米。

   利用天基雷达探测隐身目标

   美国对利用地球同步轨道卫星和低轨道卫星探测隐身目标的可行性进行了一系列的研究。

   ①采用同步轨道卫星

   在地球上空同步轨道(35786千米)上一般可采用脉冲雷达探测隐身目标。根据计算,卫星需要12千瓦的功率,才能有90%的机会探测到目标。而现在卫星的功率只有5千瓦。将来需要解决功率问题,美空军在发展连续功率为20千瓦,峰值功率为50千瓦的卫星。美军还在发展"灵活毯子"太阳能电池阵列,峰值功率可达150千瓦。

   ②采用低轨卫星

   使用低轨卫星跟踪隐身飞机,因为需要的功率与距离四次方成比例,功率问题得到了解决,但又必须解决低轨卫星提供连续覆问题的问题。为了提供连续覆盖,轨道高度若为1000千米,需要32颗卫星,这些卫星放置在90度倾角的8个轨道平面中,每个轨道内有4颗间隔相同的卫星。

   如果卫星的天线直径为5米,为达到90%的探测概率,探测目标只需0.78千瓦功率。卫星天线直径若达到8米,跟踪目标需要2.02千瓦功率,这都容易实现。5米和8米天线的功率图尺寸分别为61千米和38千米直径,对应覆盖面积2922和1134平方千米。对于伊拉克441839平方千米的面积,5米天线直径和卫星需要花3秒可将该地区扫描一遍;8米天线卫星需用时1.2秒。

   由分析可见,同步轨道卫星对现在的隐身飞机有威胁,但由于功率和功率图问题,只能起预警作用,无法区分目标,不能进行跟踪。低地轨道卫星能够探测和跟踪隐身目标。

   提高现有雷达的探测能力

   可以用来改进现有雷达,提高其探测隐身目标能力的先进技术包括:频率捷变技术、扩频技术、低旁瓣或旁瓣对消、窄波束、置零技术、多波束、极化变换、伪随机噪声、恒虚警电路等技术等。还可以通过功率合成技术和大时宽脉冲压缩技术,来增加雷达的发射功率。

   继续增加雷达探测距离必须从提高雷达接收信号处理能力入手,力争使雷达的灵敏度提高几个数量级。可以通过采用超高频和毫米波超高速集成电路、单片集成电路技术、计算机数据处理技术、数字滤波、电荷耦合器件、声表面滤波和光学方法等先进技术来提高信号处理能力。在此基础上,再通过雷达联网来提高现有雷达的反隐身能力。

   其它雷达探测技术

   正在研究的新体制雷达还有谐波雷达,它能够接收隐身兵器所辐射的入射波谐波,但辐射能量很低,有待于进一步解决。

   另一种雷达是发现隐身飞机的尾流和废气。探测从机翼和机体表面产生的翼尖旋涡与附面层产物所形成的尾流是一种可行的反隐身方法,美国国家海洋和大气局已经研制了一种探测和跟踪这种旋涡的短程雷达。仔细选择雷达频率,能够探测飞机废气形成的大气电磁"空穴"的准确位置和尺度从而探测到隐身飞机。激光雷达能够探测质点的运动,是探测发动机废气的最好选择。

   (二)无源微波探测系统

   无源探测系统本身并不发射电磁波,而仅仅依靠被动地接收其它辐射源的电磁信号对隐身目标进行跟踪和定位。接照所依靠辐射源的不同,无源探测系统分为两类:一类通过接收被探测目标辐射的电磁信号对其跟踪和定位。隐身飞机在突防的过程中,为了搜索目标、指挥联络等,必然使用机载雷达等电子设备,电子设备发出的电磁波有可能被无源雷达发现。据报道,捷克生产的"塔玛拉"无源雷达能够探测到隐身飞机。

   另一类利用电台、电视台甚至民用移动电话发射台在近地空间传输的电磁波,通过区分和处理隐身目标反射的这些电磁波的信号,探测、识别和跟踪隐身目标。此方法的优点是:第一,民用电视发射机和中继站网、移动电话发射台,在实战中被敌方攻击的可能性小;第二,接收站不以辐射方式工作且机动性强,不易对其探测和攻击,生存能力强;第三,信号源是40-400兆赫的低频、波长较长的电磁波,有利于探测隐身目标和低空目标;第四,该系统简单,尺寸小,可以安装在机动平台上;第五,该系统可以昼夜和全天候工作;第六,价格低廉。

   但是,这种被动探测方法需要解决一系列技术问题,主要是必须在无线电发射机直接辐射信号背景上鉴别出很弱的目标反射信号(衰减1万-1千万倍)。此外,为测定目标角坐标需要高速测量和信号幅相特性处理设备,需要新一代超高性能信息处理机。目前美国洛克希德·马丁公司研制的这种跟踪飞机、直升机、巡航导弹和弹道导弹的新型被动探测系统,称为"隐蔽哨兵"。它实际是一个无源接收站,利用商业调频无线电台和电视台发射的50-800MHZ连续波信号能量,检测和跟踪监视区内的运动目标。该系统由大动态范围数字接收机、相控阵接收天线、每秒千兆次浮点运算的高性能商用并行处理器和软件等组成。大约2.5米的面阵天线安装在建筑物的一侧面,能获得关于频率反射能量的精确方向。该测试系统采用标准电视接收天线,一个平面阵能覆盖105度方位,仰角50度,横向视角60度内覆盖最好。要求覆盖360度方位则需要用多个面阵,它们可共用一个处理器,但更新速率会降低。该系统的核心是所谓的"无源相干定位"技术。该系统的早期试验证明,它跟踪10平方米小目标的距离可达180千米,改进后可达220千米。该系统经过改进后,最终能同时跟踪200个以上的目标,间隔分辨力为15米。法国研制了"黑暗"探测系统,德国研制了利用移动电话设施探测隐身飞机的被动探测系统。

   (三)利用光学装置探测隐身目标

   在导弹逼近告警中,光学探测设备占有极其重要的地位。光电告警设备角分辨率高(可达微弧量级),体积小、重量轻、成本低,且无源工作,能准确引导干扰系统(特别是激光武器)实施干扰,所以能辅助雷达告警设备,是隐身导弹告警的重要手段,也可以作为反隐身飞机的辅助手段。

   目前,红外告警设备由于采用大型面阵列的区域凝视技术,目标的分辨率最高可达微弧量级,告警距离可达10-20公里。要将红外探测系统作为反隐身手段,就得提高其作用距离以及在不良天候下的使用效能。紫外告警利用波长为220-280纳米紫外波段的"太阳光谱盲区"来探测导弹的尾焰。在此波段内的太阳紫外辐射几乎被地球的臭氧层所吸收,这为探测出导弹的紫外辐射提供了可能。目前第二代导弹紫外告警系统以多元或面阵器件为核心探测器,它角分辨率高,探测能力强,可对导弹进行分类识别。激光雷达有更高的分辨率、更远的作用距离和良好的抗电磁干扰能力,是反辐射导弹警的重要技术手段,也可以用作反隐身。美国在弹道导弹防御计划中试验过激光雷达。相干多普勒激光雷达用于飞机尾流和大气湍流的探测和成像,它虽可以探测到32公里处的大气运动,但战术应用还存在一些问题。美国进行的秘密研究表明,激光能有效对付目前的隐身飞机。

   (四)声学探测

   利用声学探测装置探测隐身飞机和导弹

   为了成功地对付B-2轰炸机,要求在25-200英里(40-320千米)远处进行探测、跟踪、杀伤。为此,美军提出并分析了50种非常规概念,一些进行了详细研究分析,还进行了一些实验,其中包括声学探测系统。

   声学探测系统的基本探测装置是麦克风,由5个麦克风组成的探测器阵列可以探测8千米外的B-2轰炸机的声音,能够精略估计信号到达的方向。每个探测器阵列将探测和方向信号传送给中央设施进行最后处理。为了保证B-2轰炸机在15分钟内(飞行240千米)处于被跟踪状态,要求"警戒线"覆盖544万平方千米地区,这需要27000个探测器阵列。此外,战术、干扰和其它设计问题也将降低该系统的效能。但这并不说明声探测系统没有用,而是说其比较复杂。

   用声波探测潜艇和水面舰艇。目前,探测舰艇的最有效的办法仍然是使用声纳,包括主动和被动声纳。包括中频主动/被动声纳;甚低频被动拖曳式阵列声纳;低频主动声纳系统等。

   三攻击和摧毁隐身目标的技术和措施

   目前,攻击隐身目标的研究正在向全方位、综合运用、系统集成的方向发展,主要有两类手段,一类是干扰和欺骗隐身目标,另一类则直接将其摧毁。

   (一)软杀伤隐身导弹的技术和手段

   软杀伤和干扰隐身导弹的技术和战术包括:使用有源和无源诱饵诱骗隐身导弹;改变隐身导弹与雷达之间的传播介质,使隐身导弹难以截获跟踪目标雷达;使用激光致盲武器对隐身导弹进行软杀伤;使用人为的有源干扰,扰乱导引头上的电子设备;用有源干扰提前引爆隐身导弹引信。采用其中的一些措施攻击其它隐身武器,也应该有效。

   (二)硬摧毁隐身武器系统的技术和手段

   硬摧毁技术包括使用常规防空武器,如歼击机、防空导弹和高炮摧毁来袭隐身目标。

   第一,预警机指挥下的常规战斗机,阻截隐身飞机。预警机发现和跟踪隐身目标后,指挥引导战斗机从隐身飞机的侧上方阻截(F-117侧上方的雷达截面大于0.25平方米),在距隐身飞机20-30公里处打开机载雷达,搜索、发现、识别和跟踪目标,逼近隐身飞机,利用红外近距导弹或者航炮实施攻击。

   也可以利用自动化指挥系统纵深梯次配置的多种探测系统来引导战斗机进行交战。外层的地基警戒雷达发现隐身飞机后,在500公里纵深部署的防空系统,可以提供30分钟的预警时间,足以引导战斗机起飞,对隐身飞机实施拦截。

   红外制导导弹是对付隐身飞机和巡航导弹的关键武器。美国正在研制红外成像制导的空对空导弹AIM-9X,计划装在F-14、F-15和F-22等战斗机上,用于拦截隐身巡航导弹。

   第二,运用适当的战术,使用普通战斗机打隐身飞机。普通战斗机在隐身目标前半球以45-70度航向角,在后半球以155-180度航向角,高度差2000-3000米,使用机载雷达对目标搜索最为适宜。

   第三,利用定向能武器系统攻击隐身目标。包括高能激光武器和高功率微波武器。高能激光武器具有快速、灵活、精确、抗电子干扰和威力大等优点,在对付隐身武器方向具有特殊的作用。隐身武器大量使用吸波材料,这些材料吸收微波能量的能力强,因此高功率微波武器能使其产生高温受损。(苏平)
http://www.dddbbb.net/22208_758382.html


隐身与反隐身技术的新动向

王春兰



隐身技术的出现促使战场军事装备向隐身化方向发展。由于各种新型探测系统和精确制
  导武器的相继问世,隐身兵器的重要性与日俱增。以美国为首的各军事强国都在积极研究隐
  身技术,取得了突破性进展,相继研制出隐身轰炸机、隐身战斗机、隐身巡航导弹、隐身舰
  船和隐身装甲车等,有的已投入战场使用,在战争中显示出巨大威力。同时,反隐身技术也
  在深入发展,并不断取得新成就。当前,隐身与反隐身技术发展呈现以下几个新动向。
  世界各军事强国都在竞相发展隐身兵器
  美国的隐身兵器居世界领先地位
  美国的隐身兵器发展较快,目前居世界领先地位。它的F-117A、B-2、F-22等隐身飞机
  代表当今世界隐身兵器的先进水平。F-117A隐身攻击机已投入实战,在局部战争中发挥了
  重要作用。第一架B-?隐身轰炸机已于1993年12月开始服役,空军轰炸机联队装备的B-2

  隐身轰炸机有6架已具备初始作战能力。
  第一架F-22已于1997年9月7日首次试飞成功,其设计兼顾了超声速机动和隐身特
  性。F/A-18E/F飞机上采用了具有抗蚀性的吸波材料,这是隐身领域的一个突破。
  在现有隐身飞机的基础上,美国不断开拓新项目的研究,研制新型隐身飞行器以及其他
  新式隐身装备。例如,正在实施“联合攻击战斗机(JSF)计划”,旨在研制多用途隐身战斗
  机;世界著名的“暗星”(即蒂尔Ⅲ)隐身无人机已于1996年3月29日首次飞行成功;正
  在研制AGM-137三军防区外隐身攻击导弹和隐身电动战车;正在实施旨在提高海军潜艇隐身
  性能的秘密计划(“M计划”);诺思罗普·格鲁曼公司正在研制一种攻击型隐身无人战斗机
  和一种能模仿隐身飞机的新型诱饵;空军正在考虑发展一种远程隐身运输机;陆军已设计出
  一种隐身帐篷,拟从2000年开始取代部队的老式木制、纤维制帐篷;陆军将与英陆军合
  作,研制隐身侦察车;正在开发各种隐身工事和隐身机库,以保护停放在里边的通信车、飞
  机和导弹等装备。
  俄罗斯不甘落后,积极发展先进的隐身兵器
  隐身技术问世以来,前苏联与美国一直在竞相发展隐身飞机。当今的俄罗斯也不甘落
  后,它已开始研制隐身的轻型多用途第5代战斗机(LFI)和S-54战斗机,与美国的JSF相
  当,预计在本世纪末前研制成功;米高扬设计局正在研制一种中型隐身战斗机“米格-
  35”;苏霍伊设计局的S-32隐身战斗机的验证机已于1997年9月25日首飞成功;俄空军
  还正在研制一种与美空军B-2轰炸机相似的新型隐身战略轰炸机;俄罗斯的隐身军舰令人瞩
  目,已有4艘交付使用。
  其他国家的隐身技术应用也取得了明显进展
  除美、俄外,英、法、德、日和瑞典等国都在积极发展隐身兵器。英国国防部制定了一
  项研制第三代隐身攻击机的秘密计划,预计2000年前制造出试飞样机;英国防研究局正在
  研制一种隐身装甲战车,并已研制成功隐身军舰和一种新型隐身教练水雷。法国正在研制类
  似于美国F-117A隐身攻击机的试验样机;已研制出一艘全部采用隐身技术的护卫舰;开始
  研究下一代隐身的高超声速攻击导弹,预计2010年前后服役;正在研制装备“电动车轮”
  的隐身装甲车。德国一直在秘密地执行“萤火虫”隐身飞机计划,拟研制一种多面体隐身战
  斗机的3/4缩比风洞试验模型;与南非和韩国可能合作研制一种全尺寸的新型隐身轻型超声
  速战斗机/先进喷气教练机,命名为AT-2000;还与美、英、法达成协议,共同研究高能
  量、低信号特征的推进剂;已研制出MEKOA系统隐身舰。日本已经研制出FS-X隐身战斗机
  的原型机,并正在筹划下一代隐身战斗机的初步设计方案(隐身技术与高机动性相结合),称
  为FI-X;还正在研制一种隐身无人航空器。瑞典研制成功了一艘隐身炮艇,并已下水试
  航;正在研制一种小型隐身护卫舰,首艘将于本世纪末或下世纪初服役。此外,意大利、西
  班牙和印度等国也正在研制隐身飞机。
  隐身技术不断有新突破
  实现战场军事装备隐身化的技术措施多种多样,主要有外形隐身措施、电子隐身措施、
  红外隐身措施、视频隐身和声隐身措施等。针对探测技术方面的改进,目前正在酝酿一些新
  的隐身概念和新的隐身技术。
  探索新的隐身机理
  (1)等离子体隐身技术。实验证明,用等离子气体层包围诸如飞机、舰船、卫星等的表
  面,当雷达波碰到这层特殊气体时,由于等离子体层对雷达波有特殊的吸收和折射特性,使
  反射回雷达接收机的能量很少。例如,应用等离体技术可使一个13厘米长的微波反射器的
  雷达平均截面在4~14吉赫频率范围内平均减小20分贝,即雷达获取的回波能量减少到原
  来的1%。美国休斯实验室已进行了这方面的实验。
  (2)应用仿生技术。试验证明,海鸥虽与燕八哥的形体大小相近,但海鸥的雷达反射截
  面比燕八哥的大200倍。蜜蜂的体积小于麻雀,但它的雷达反射截面反而比麻雀大16倍。
  有关科学家们正在研究这些现象,试图采用仿生技术,寻求新的隐身技术。
  (3)应用“微波传播指示”技术。这种技术是利用计算机预测雷达波在大气中的传播情
  况。大气层的变化(如湿度、温度等的变化)能使雷达波的作用距离发生变化,使雷达覆盖范
  围产生“空隙”(即盲区),同时雷达波在大气里传播时要形成“传播波道”,其能量集中于
  安ǖ滥凇保“波道”之外几乎没有能量。如果突防兵器在雷达覆盖区的“空隙”内或“波
  道”外通过,就可避开敌方雷达的探测而顺利突防。
  开发新型隐身材料
  隐身材料是隐身技术发展的关键。目前,世界军事大国正在开发以下几种新型隐身材
  料:
  (1)手性材料(chiralmaterial)。手性是指一种物体与其镜像不存在几何对称性且不能
  通过任何操作使物体与镜像相重合的现象。研究表明,具有手性特性的材料,能够减少入射
  电磁波的反射并能吸收电磁波。用于微波波段的手性材料都是人造的。采用手性材料的结构
  与微波相互作用的研究始于50年代,到80年代,有关手性材料对微波的吸收、反射特性的
  研究才受到一些研究部门的重视。目前研究的雷达吸波型手性材料,是在基体材料中搀杂手
  性结构物质形成的手性复合材料。
  (2)纳米隐身材料。近几年来,对纳米材料的研究不断深入,证明纳米材料具有极好的
  吸波特性,因而引起研究人员的极大兴趣。目前,美、法、德、日、俄等国家把纳米材料作
  为新一代隐身材料进行探索和研究。
  (3)导电高聚物材料。这种材料是近几年才发展起来的,由于其结构多样化、高度低和
  独特的物理、化学特性,因而引起科学界的广泛重视。将导电高聚物与无机磁损耗物质或超
  微粒子复合,可望发展成为一种新型的轻质宽频带微波吸收材料。
  (4)多晶铁纤维吸收剂。欧洲伽玛(GAMMA)公司研制出一种新型的雷达吸波涂层,系采用
  多晶铁纤维作为吸收剂。这是一种轻质的磁性雷达吸收剂,可在很宽的频带内实现高吸收效
  果,且重量减轻40%~60%,克服了大多数磁性吸收剂所存在的过重的缺点。
  (5)智能型隐身材料。智能型隐身材料和结构是80年代逐渐发展起来的一项高新技术,
  它是一种具有感知功能、信息处理功能、自我指令并对信号作出最佳响应功能的材料和结
  构,为利用智能型材料实现隐身功能提供了可能性。
  目前,隐身技术正向着综合运用、权衡隐身性能和其他性能、扩展频率范围和应用范
  围、降低成本等方向发展。
  反隐身技术的研究工作初见成效
  隐身技术的迅速发展对战略和战术防御系统提出了严峻挑战,迫使人们考虑如何摧毁隐
  身兵器并研究反隐身技术。隐身技术与反隐身技术的发展,是相互制约、相互促进的,无论
  哪一方有新的突破,都将引起另一方的重大变革。反隐身技术的发展方向是:综合运用,系
  统综合(集成),开发新的反隐身技术理论。
  由于目前隐身技术的研究主要是针对雷达探测系统的,所以,反隐身技术的发展重点也
  是针对雷达的。雷达实现反隐身的技术途径主要有以下三个方面:1提高雷达本身的探测能
  力;2利用隐身技术的局限性,削弱隐身兵器的隐身效果;3开发能摧毁隐身兵器的武器。
  目前,美、俄、英、法、日等国家都在积极发展反隐身技术,取得的进展主要表现在以
  下几个方面:
  加紧研究高灵敏度雷达
  高灵敏度雷达通常包括:先进的单基地雷达(宽频带/超宽频带雷达、超视距雷达)、双/
  多基地雷达、毫米波雷达、超高距离分辨率雷达、合成孔径/逆合孔径雷达、多功能相控阵
  雷达、激光雷达等。目前,美国的高灵敏度雷达正处于研究、样机试验阶段。预计,高灵敏
  度雷达技术,如研制稳定度更高的频率发生器、信号处理能力更强的系统以及动态范围更宽
  的接收机和模拟/数字转换器等方面,将会有新的突破。
  扩展雷达的工作波段
  由于隐身兵器的设计通常是针对厘米波段雷达的,因此,将雷达的工作波段向米波段和
  毫米波段甚至红外波段和激光波段扩展,都将具有一定的反隐身能力。美军正在建造工作在
  米波段的AN/FPS-118超视距预警雷达;已研制成功一种海军用的可调防的小型战术超视距
  雷达;美空军计划为“爱国者”防空导弹安装35千兆赫的毫米波雷达导引头,并开始进行
  激光雷达预警系统的研究工作。
  将雷达系统安装在空中或空间平台上
  隐身飞行器的隐身重点一般放在鼻锥方向±45°角范围内。因此,将探测系统安装在空
  中或卫星上进行俯视,可提高探测雷达截面较小目标的概率。美空军的E-3A预警机(载高脉
  冲重复频率的脉冲多普勒雷达)和海军正在研制的“钻石眼”预警机(载有源相控阵雷达)以
  及高空预警气球(载大型孔径雷达),都能有效地探测隐身目标。美国还正在研制预警飞艇、
  预警直升机、预警卫星等。此外,俄罗斯、英国、印度等国都很重视发展预警机的工作。
  提高现有雷达的探测能力
  美国正在用先进技术将现有雷达加以改进。通过采用频率捷变技术、扩频技术、低旁瓣
  或旁瓣对消、窄波束、置零技术、多波束、极化变换、伪随机噪声、恒虚警电路等技术,来
  提高雷达的抗干扰能力,进而提高雷达的探测性能。通过采用功率合成技术和大时宽脉冲压
  缩技术,来增加雷达的发射功率。雷达接收机通过采用数字滤波、电荷耦合器件、声表面滤
  波和光学方法等先进技术来提高信号处理能力。在此基础上,再通过雷达联网来提高雷达的
  反隐身能力。
  开展高功率微波武器研究
  隐身兵器主要是通过采用吸波材料(结构吸波材料和吸波涂层)达到隐身的。但是,当它
  遇到高功率微波波束时,会受损害甚至失去战斗能力。美国正在加紧研究高功率微波武器,
  一种可重复发射的高功率微波武器处于预研阶段,另一种高功率微波弹头处于演示阶段。俄
  罗斯已研制出方向性很强的高功率微波武器,可用手榴弹、迫击炮、火炮或导弹投掷。
http://file.lw23.com/5/54/547/54 ... cb-70fc952c877e.pdf

激光雷达在地面 防空 中的应用
王 建 华
(北京 63961部 队 北京 100012)
【摘要】 隐身飞机对于电磁波有 良好的隐身作 用,但对红外线还无法隐身。通过分析对比,
远红外激光雷达可有效地发现和跟踪 隐身飞机。本文讨论 了发展远红外防空激光火控雷达的设
想 ,及其 基本指 标和 主要技 术 问题 。
关键词:激光 雷达 ;隐身飞机 ;防空 ;火控
中 图分 类 号 :TN 95 文 献标 识码 :A
Application ofLaserRadarin Army Air-defense
(Beijing 63961Army,Beijing100012)
Abstract:The stealth aircraft can notbe detected by the radio,butitis useless for infrared ray.
Through analysisand contrast,thefarinfrared laserradarcanbeused to find and follow thetracksofthe
stealth aircraft.The tentative plan,basicrequireand key technology ofthefarinfrared laser firecontrol
radarforair—defenseiSdiscussed.
Keywords: laserradar;stealth aircraft;air—defense;fire—control
引言
在地面防空作战中,及时和准确地获取敌方空袭 目标的信息是有效抗击空袭的先决条件。2O世纪 9O年
代 的“海湾战争”和科索沃战争中,美军大量使用了先进的隐身飞机 ,如 F一117、B一2等 ,它们在空袭中出尽了
风头 ,而伊拉克和南联盟由于没有反隐身的手段 ,无法抗击这些隐身飞机实施的空袭。
地面防空作战可大致分为两个过程 ,“看”—— 侦察预警和“打”——火力抗击 。在现代战争中,隐身技术
的出现打破 了空袭与反空袭的“矛”与“盾”之间的平衡 。隐身技术使得防空的盾牌在“看”的过程中看不见,在
“打”的过程 中跟不上,高炮和防空导弹由于“视力”的严重衰退而无法进行有效的攻击 。
隐身技术的关键是通过结构设计和涂料降低雷达的反射面积。雷达是被广泛使用 的战场信息探测系统,
目前 ,从特高频 (厂一10Hz)到可见光 (厂:10“Hz)的工作频段,都有与之相适应的雷达 。按波长分 ,包括了米
波雷达、分米波雷达、厘米波雷达和毫米波雷达等。目前地面防空的 目标指示雷达频段主要集中在分米波和
厘米波 ,火控雷达的频段主要集中在厘米波和毫米波 ,而对飞机的隐身技术正是针对这些雷达进行设计和开
发的。经过分析和试验 ,隐身飞机对于上述雷达的反射面积可以降低 2—3个数量级,使得雷达发现 目标的距
离大大缩短 ,发现概率大大降低 ,这对地面防空是个严峻的挑战 。现在 ,美国又在开发隐身巡航导弹,反隐身
技术装备的开发显得特别迫切 。
2 发展反 隐身激光雷达 的必要性
隐身飞机虽然对分米波、厘米波和毫米波雷达有 良好的隐身效果,但对米波雷达则没有那么好的隐身作
· 收 稿 日期 :2004一 O2— 26
48
维普资讯 http://www.cqvip.com 第 2期 王建华 激光雷达在地面防空中的应用
用。米波雷达 由于其空间分辨率较低和需要庞大的天线 ,在过去的几十年中,渐渐被各 国军方所淘汰 。但近
些年来 ,随着 隐身技术 的出现 ,人们发现米波雷达对于隐身飞机 的探测优于其它 的雷达,所以,波米雷又重新
引起人们 的兴趣 。
但米波雷达 由于其 自身的物理特点 ,很难作为防空火控雷达来使用 。这是 因为它存在两大缺陷 ,一是它
的空间分辨率较低 ,一般探测误差为 :距离 0.5km,方 位 2。,由于精度太低 ,它不能作为火力发射系统计算射
击诸元 的依据 ;二是它的天线面积庞大 ,其边长必须是波长的若干倍 ,这使得它 的架设和撤收都不可能与高
炮 和导弹同时完成 ,影响了系统的机动性 ,而且大面积的天线 ,即使不辐射 电磁波 ,也很难隐蔽 。
我军现在装备 的火控雷达一般都是采用厘米波波段 ,这个波段又是隐身飞机 隐身效率最高的波段 。如果
只解决 目标指示雷达发现隐身飞机 的问题 ,而不能解决火控系统搜索、瞄准、跟踪隐身飞机 的问题 ,还不能从
根本上对隐身飞机进行抗击 。在战场上 ,即便高炮和导弹部队获取 了隐身飞机的情报诸元 ,但由于火控 系统
看不见 ,一样不能计算射击诸元 ,如果只利用 目标指示雷达提供 的情报诸元 ,由于其不能精确跟踪 目标 ,也不
能获取有效 的射击诸元而将炮弹和导弹打出去 。防空的火控系统需要一种既能看见隐身 目标 ,又能精确跟踪
它 的雷 达 。
激光技术 的发展为反隐身火控雷达提供了一种理想的技术途径 。激光雷达近些年来发展迅速 ,它将极高
的工作频率(如 :厂一10H)和成熟 的雷达技术相结合 ,将光、机 、电融为一体 ,形成具有独特性能的崭新雷达体
制。正是 由于激光 良好的相干性 和极高的工作频率 ,使雷达的分辨率和抗干扰性能发生了质的变化 。在对 目
标的探测和识别 、高精度跟踪测量、抗地杂波干扰和抗 电磁干扰等方面显示 出较大的优势。特别是它不受隐
身飞机 的结构和涂料的影 响,在探测隐身飞机时 ,性能没有 明显下降。
所以,在 目前反隐身 的技术发展中 ,可 以采用两种技术 :米波雷达改进——用 于侦察预警 ;战术激光雷达
— — 用 于 火 力控 制 。
3 地面 防空激光雷达的性能特点
对于地 面防空激光雷达系统 ,其激光发射波长的选择十分重要 ,它往往是多种 因素综合考虑的结果 。这
些因素包括 :大气传输特性 、目标信号特性 (反射率、等效反射截面积 、统计特性等)、接收机的灵敏度、对人眼
的安全性 、多传感器集成要 求、捕 获跟踪要求 、对抗 和反对抗特性 、平 台限制 (尺寸、重量 、功耗 和动态特性
等)、数据率要求 、多功能要求 (多普勒、非协作 目标识别等)、复杂性 、成本和技术成熟程度等。正是以上 的综
合考虑 ,在可以作为激光雷达候选光源 的十多种激光器中,波长在 10.6m 的 C0。气体激光器可 以成为陆军
防空激光雷达的优选光源。这是 由于 CO。激光器的相干长度长 ,可用于相干探测方式 ,便 于扫描 ;可采用连
续稳频的输 出方式工作 ,调制频率高 ;具有较好的大气传输特性和在 战场条件下穿透烟雾的能力 。
相干探测可有效地抑制接收机电路的热噪声 ,使接收机 的灵敏度接近量子极限,也可有效地提取 目标多
普勒信息 ,因而可进行高分辨率的测速任务 。这对 于远距离探测 ,高精度跟踪 ,高精度测速都是非常有利的。
在这里特别要提出的是 ,陆军防空激光雷达不需要对 目标成象 ,只要求在远距离上发现 和跟踪 目标 ,在显示
器上用一个点表示 目标 即可 ,对 目标 的识别靠敌我应答器 。
4 地面防空激光雷达的可行性
激光发射器件的技术 已逐渐成熟 。地面 防空激光雷达可 以采用 连续输 出的稳频 CO。激光器作为发射
源 ,这是激光雷达核心部件之一。这种激光器具有高质量光速模式、体积紧凑、高效率和高频率稳定度等 。它
主要采用小功率输 出的激光稳频器件与光放大器组合 的途径 。近几年,随着射频激励波导 CO。激光器技术
的飞速发展 ,使得这种激光器 已经成为可能 。
激光雷达 的接收器件相对 比较成熟 。目前 ,在 HgCdTe单元探测器和线列探测器方面 的技术已 比较成
熟 ,可提供高水平 的单元探测器和线列探测器。另外 ,未来 的 HgCdTe线列探测器和二维阵列探测器可 以使
激光雷达的发现 目标 的概率 和探测精度都有所提高 。 (下转第 57页)
49
维普资讯 http://www.cqvip.com 第 2期 幺立蓉等 敌我识另 系统的现状及发展
模块的手持式数据传送装置 ,它用于编订注入枪 的序号等 。当然 ,这些 IFF设备可以是应答机、询问机或一
体化询问应答机 CIT。密钥下载工作每年必须进行 1~2次,而且一旦密码泄露就必须随时重新下载更换新
密钥。用户可以 自己控制加密算法 ,提高了系统的保密性 。
4.3 纳 米技 术在 IFF系统 中的应 用
纳米技术正成为各 国科技界关注的焦点 。采用纳米技术不仅可以为敌我识别系统提供性能高、体积小 、
功率低的新型超大规模集成 电路 ,而且也提供了更轻巧坚 固的机械构架 。这将大大改变传统敌我识别系统的
应用范围和方法 。目前 ,这种技术正在被考虑应用到 IFF系统中。
总之 ,未来的敌我识别系统将是分辨性能高 ,数据容量大,与其他各系统相互兼容、相互配合 ,战场统一
指挥管理的可靠性有效的综合识别系统 。
5 结束语
未来的数字化战场上敌我界限模糊 ,敌我双方部队交错活动,这使得实时、准确 、快速的敌我识别系统显
得愈加重要 。通过 以上分析可知 ,高新技术正在不断地应用在敌我识别系统中,这必将使敌我识别系统进一
步完善 ,从而满足现代战争的需要。
参 考 文献 :
E13 陈非凡 ,苑京立.国外敌我识别技术的现状及发展趋 势EJ3.电讯技术,2001(2):5—1O.
[2] 康耀红.数据融合理论与应用EM].西安:西安电子科技大学出版社 ,1997.
[33 http://www.dean—boys.com/extras/iff/iffqa.htm1.
E43 Thomson—CSFComsys.Battlefield1FF:Thomson—CSD ComsyswinsorderforFrenchArmyEJ[I.
M ar. 2000.
E53 戚保明,曹福成.外军敌我识别 系统的现状与发展 EJ3.继续教育,2000(4):54—55.
[63 何友 ,王国宏等.多传感器信息融合及应用[M3.北京 :电子工业 出版社 ,2000.
E73 时宏伟.模式 V加 密敌我识别 系统[J].电讯技术,2001(2):25—27
(上接 第 49页 )
激光雷达的信号处理技术也已经逐渐成熟 。激光的前置信号处理主要有外差探测技术、四象限接收技
术、收发隔离技术、对付大气闪烁等技术已达到或接近实用阶段 。
地面 防空 激光雷达如果能达 到最大作 用距离 2O一30km,精 密跟踪距离 15—20km,跟踪 角精度 0.
3mrad,测距精度 10m,并有较高的探测概率和合适的覆盖空域,就有可能成为新一代的火控雷达,它可以被
用来对付隐身飞机 。
另外 ,在激光雷达的体制 、信号波形选择 、捕获 目标方式、角跟踪体制的选择、接收体制的选择、连续波调
幅激光相干探测技术、探测器和大动态范围的光 电外差探测接收技术、连续波调幅激光最佳信噪比的信号检
测技术,激光大气及 目标 闪烁抑制技术与对消技术、高灵敏度的 HgCdTe线列探测跟踪技术及信号隔离技
术等方面还应加强研究,以便尽早研制出实用的激光雷达 。
地面防空激光雷达可以在一定程度上解决反隐身飞机和隐身导弹的问题,但它 的研制并不是一件容易
的事情 。但 只要抓住机遇 ,合力攻关 ,选对技术途径,在反隐身领域是能够大有作为的。


http://www.afwing.com/weapon/russia-anti-stealth-radar.html

俄罗斯的VHF反隐身雷达

发布时间:2013-05-07 作者:Silencsrv PV:565

  隐身技术的基本原理是结合有效的战术来设法降低飞机的可探测信号,压缩对方各种探测设备对隐身飞机的有效探测距离。其重点是设法降低飞机的雷达回波信号、对外辐射无线电信号和红外特征。由于红外信号受云雨影响衰减很快,如何降低前两者信号强度是当前隐身技术发展的重点,虽然随着红外探测技术进步,各种红外侦测器材的作用距离和精度也在不断提高。
  对于降低飞机雷达回波信号,一般采用的是外形隐身和材料隐身两种技术,通过对飞机外形的修改实现雷达波散射、折射和绕射,降低雷达回波强度;通过涂抹特殊隐身材料来降低特定波长的雷达回波强度,这两种技术都是目前隐身领域最常见的技术。而如何降低飞机对外辐射无线电信号,这方面知道的人不多。说到底就是降低机载雷达发射波和数据链通信时被对方截获的可能性。就拿F-22战斗机采用的“低可截获性”(LPI)通信技术来说,原理也不复杂,就是使用宽频谱跳频通信、类噪声波形调制和伪随机扫描模式进行通信,使得对方难以截获定位。而现代有源相控阵雷达可用频谱范围可以跨越千兆以上,使用扩频调制后的脉冲串工作,那些冷战后期研制的晶体管雷达告警接收器很难捕获这些雷达信号。
低波段VHF雷达是对付隐身飞机的利器
  海湾战争中,以美国为首的多国部队使用F-117A隐身战斗机携带精确制导武器,在空中预警机配合下一举摧毁萨达姆苦心经营的苏式防空体系震撼了整个世界。苏式防空体系面临挑战前所未有,面对这种情况,苏联工程技术人员和军人们提出了三点对策:发展打击压制对方ISR体系的技术,包括远程反辐射导弹和电子干扰技术;发展能够削弱低可探测性技术效果的高分辨率雷达;研制点防空系统,专司拦截敌精确制导武器,尤其是“哈姆”反辐射导弹和“战斧”巡航导弹。经过一番努力,相关产品已经陆续出现在国际市场上,其中最引人瞩目的就是能够探测美国隐身飞机和导弹的各种探测装置。
  这些高性能探测装置按照工作原理可以分为两类:工作在VHF波段的探测雷达和本身不发射无线电波,完全依靠接收对方电磁辐射来定位目标的被动探测雷达。
NNIIRT 1L13“Nebo”SV雷达,天线尺寸巨大
  VHF波段雷达,一般工作波长选择在1-3米范围内。因其体积大,探测精度低,所以到冷战后期被认为没有发展前途。实际上苏联在冷战时期也仅仅研制过一种真正意义上的VHF波段雷达——NNIIRT 1L13“Nebo”SV雷达,但很快就被其他类似产品取代,如著名的P-14“高王”和P-12/18“spoon rest”雷达。
P-14“高王”雷达
P-12/18“spoon rest”雷达
  VHF波段雷达的最大优点是探测距离远,但缺点也很明显:体积大、探测精度低且故障率高。就拿雷达部署来说,部署一台“spoon rest”雷达需要2小时,而部署一台“高王”则需要24-48小时,根源就是部署时必须安装巨大的主瓣天线。此外这种雷达目标大,容易被人发现;探测低空目标能力不好;易受外部电磁信号,如广播电视甚至手持无线电台信号干扰。上述三种雷达都不具备三坐标探测能力,所以需要额外部署一台S波段测高雷达来提供目标的高度信息。
  但到了冷战末期,美国人研发的隐身技术已经趋于成熟,这对苏联构成极大威胁。除非在极近距离上,苏联部署的各种导弹制导雷达和新型探测搜索雷达都没法发现F-117A隐身战斗机。1991年海湾战争中F-117A战机无一伤亡,仅有的轻伤也是由大口径防空高炮弹片造成的。
  然而耐人寻味的是,当人们把主要精力放到隐身战机的优异表现时,“沙漠风暴”开场的一场秘密行动却少有人关注。第一个发起攻击的不是F-117也不是“战斧”,而是由AH-64阿帕奇”武装直升机和MH-53“低空铺路者”组成的“诺曼底特遣队”。他们低空飞行深入伊科边境,摧毁了部署在那里的P-18“spoon rest”、P-15“平脸”和P-15M“蹲眼”雷达。发起这场行动的原因历来讳莫如深,一个合理的解释就是这些雷达可能会发现F-117的行踪并向伊拉克防空系统报警。
  这些雷达都是上世纪5、60年代产品,随着新型S波段雷达陆续装备部队,这些旧货被处理给第三世界国家。隐身技术的挑战使得大家重新燃起对VHF探测雷达的研制热情,大家纷纷尝试用新技术对其进行改进。
SNR-125“低击”制导雷达引导发射采用无线电指令制导的SA-3导弹击落了F-117A
  真正的转机来自1999年的科索沃战争,在代号为“联盟力量”的空袭行动中,美军仍旧投入了F-117A隐身战机打头阵,但结果却是折戟沉沙,一架F-117A隐身战机被南联盟防空部队击落。战斗中南联盟防空部队使用“Spoon Rest”探测雷达发现目标;用SNR-125“低击”制导雷达锁定目标;最后发射采用无线电指令制导的SA-3导弹一举击落敌机。就这样,南联盟防空部队使用上世纪60年代技术摆平了美国最新技术研制的高技术兵器,打破了“隐身战机不可击落”的神话。当然关于这场战斗的更多技术细节还不清楚,唯一确定的是当时美军的EA-6B“徘徊者”电子干扰机没有到达指定位置,没能有效干扰南联盟地面雷达并掩护己方战机行动。另外美军的作战计划制定水准也很糟糕,给了对方预测己方战机飞行线路打伏击的机会。
F-117A残骸
  从那时起,俄罗斯军工厂商闻到商机,开始大规模使用数字处理技术和固态电子元件改进苏制老式雷达,特别是SA-3“果阿”防空导弹系统和P-18“Spoon Rest”D雷达。
  俄制VHF波段反隐身雷达的出现或许会抵消美国在隐身技术上优势。当然目前看美国隐身技术对于工作在S波段和X波段的雷达还是很有效的,即便少量新型VHF波段雷达也不回扭转形势,但如果新型VHF波段三坐标雷达出现在战场上的话,那么整个游戏规则就要改了。这是因为新型VHF波段三坐标雷达不但具有较远的探测距离——至少达到50海里,而且能提供目标的高度信息,这样一来就可以引导防空导弹甚至直接引导战斗机拦截。
  显然,俄罗斯工程师们的思路是努力提高VHF波段雷达的探测精度,使其能引导防空导弹和战斗机飞到距离隐身战机足够近的距离上,以便导弹或飞机上装载的X/Ku波段雷达能直接捕捉隐身战机。此外,几乎所有俄式战机上都装备了红外搜索/跟踪系统,不少雷达制导空空导弹也都有对应红外制导衍生型号,例如AA-10和AA-12
  实际运用中,俄方的设想是使用足够数量的VHF波段雷达覆盖某个特定地区,使得对方隐身战机无法从该地区突破。VHF波段三坐标雷达不但可以探测目标,当S/X波段制导雷达失灵时还可以协助防空部队引导导弹攻击。此前中国人宣称自己已经试验过这种战法。
  VHF波段雷达还有个显著优势就是其工作频率处于美制反辐射导弹,如AGM-88“哈姆”和MBDA ALARM导弹的探测范围之外,这些导弹的导引头主要用来跟踪L/S波段雷达信号。如果VHF波段雷达大量服役的话,那么反辐射战机将不得不携带更多武器来完成搜索、歼灭的任务。那么面对新型VHF波段雷达和经过最新改进的传统VHF波段雷达,美国人又能拿出哪些反制手段呢?
EA-18G咆哮者”电子干扰机
  一个办法就是针对VHF波段的电子干扰,但问题是这样一来需要天线尺寸非常大,对于EA-6B“徘徊者”也好,还是EA-18G“咆哮者”电子干扰机也好都很难装下,而且这些电子干扰机也是一些远程防空导弹系统,如SA-21或SU-30MK/SU-35BM战斗机的重点猎杀目标。尤其是那些新型VHF波段雷达,与冷战时期的产品相比,由于采用了频率捷变技术,要想捕获它们的频率变得更困难,唯一能大体确定它们的频率范围的只剩下天线尺寸。
  另一个可用的办法就是冒险出动珍贵的B-2(仅20架)“幽灵”隐身轰炸机或者F-22“猛禽”隐身战斗机深入对方防空系统纵深,使用射程超过60海里的GBU-39/B小尺寸精确制导炸弹或带折叠翼的GBU-31 JDAM炸弹进行攻击。F-22是战斗机中的“凯迪拉克”,它不但具有无与伦比的超隐身性能,更具有超音速巡航能力,这样一来可以大大压缩突防时间,不给对手留下太多反应机会。而B-2轰炸机在设计阶段十分注重隐身效果,被认为能够对付VHF波段雷达。而不幸的是,最新型的F-35闪电II”战斗机限于当初设计定位和成本,既不具备“猛禽”的超音速巡航能力也不具备像“幽灵”那样能够穿透对方防空系统的隐身性能,所以面对对手新一代防空系统,它的生存力多少要打个问号。当然这不是说F-35的研制不成功,现在一型战斗机的研制周期短则七八年,长则十多年,研制前想定的战场环境和多年后实际战场环境有些差异是难免的。但有一点可以肯定,面对新的战场环境,F-35必须尽快找准自己的战场定位然后制定出相应的战术来弥补自身缺陷,这是它面对的最棘手问题。
B-2太精贵了,损耗不起
  还有一项技术不能不提,那就是主动对消技术——战斗机主动发射一组无线电回波,波长和波形和VHF波段雷达发射波完全一致,但其相位正好相反。这样一来通过相位相互抵消达到隐身目的。应该说这项技术的原理十分先进,优点也很明显,但难点在于工程上难以实现,而且最大的弱点在于容易被对方部署的被动探测雷达发现和定位。
3D NNIIRT 1L119 Nebo SVU三坐标雷达
  随着技术的进步,相比冷战时代产品,新一代VHF波段雷达在数字信号处理功能、抗干扰能力和机动性能上已经有了很大提高,例如3D NNIIRT 1L119 Nebo SVU三坐标雷达可以在45分钟时间里撤收或部署完毕,更新型的2D KBR Vostok E两坐标雷达撤收部署时间更是只有8分钟!30N6E/92N2E系列、64N6E系列还有96L6型雷达干脆就是按照“打了就跑”的要求设计的,撤收部署时间仅为5分钟。即使隐身战机在很远的距离上发射武器,一旦被这样的雷达发现,那不管武器本身跑的有多快,地面目标早就转移了。
2D KBR Vostok E两坐标雷达折叠后体积很小
  虽说VHF波段雷达不是击败隐身技术的“万能良药”,但它的存在确实大大削弱了隐身技术的效果。目前越来越多的新型三坐标VHF波段雷达装备部队,为地面防空导弹阵地提供空中预警,攻势空军必须拿出应对策略来对付它们。这时候对隐身技术持怀疑态度的人,还有那些顽固守旧坚持设计传统战机的人又开始四处抱怨:隐身技术是一项耗资巨大但很快会过时的“奢侈品”。但事实是,在严密的苏式防空体系面前,即使是隐身战机要冒很大风险才能突防成功;那么那些不具备隐身能力的传统战机,包括最新型的F-15F-16、F/A-18还有欧洲“台风”战斗机则根本没有突防成功的可能。隐身技术仍旧是攻势空军执行任务是必不可少的利器。
各种波段的雷达组成了严密的防空网
  最后的结论是,单靠隐身技术就能轻松突防的想法被证明是不切实际和危险的,要突破新一代防空系统的防御,隐身战机仍旧需要与其他对抗技术和手段:电子对抗、隐真示假、无人机甚至网络战手段等相结合才能成功。




http://www.afwing.com/weapon/russia-anti-stealth-radar.html

俄罗斯的VHF反隐身雷达

发布时间:2013-05-07 作者:Silencsrv PV:565

  隐身技术的基本原理是结合有效的战术来设法降低飞机的可探测信号,压缩对方各种探测设备对隐身飞机的有效探测距离。其重点是设法降低飞机的雷达回波信号、对外辐射无线电信号和红外特征。由于红外信号受云雨影响衰减很快,如何降低前两者信号强度是当前隐身技术发展的重点,虽然随着红外探测技术进步,各种红外侦测器材的作用距离和精度也在不断提高。
  对于降低飞机雷达回波信号,一般采用的是外形隐身和材料隐身两种技术,通过对飞机外形的修改实现雷达波散射、折射和绕射,降低雷达回波强度;通过涂抹特殊隐身材料来降低特定波长的雷达回波强度,这两种技术都是目前隐身领域最常见的技术。而如何降低飞机对外辐射无线电信号,这方面知道的人不多。说到底就是降低机载雷达发射波和数据链通信时被对方截获的可能性。就拿F-22战斗机采用的“低可截获性”(LPI)通信技术来说,原理也不复杂,就是使用宽频谱跳频通信、类噪声波形调制和伪随机扫描模式进行通信,使得对方难以截获定位。而现代有源相控阵雷达可用频谱范围可以跨越千兆以上,使用扩频调制后的脉冲串工作,那些冷战后期研制的晶体管雷达告警接收器很难捕获这些雷达信号。
低波段VHF雷达是对付隐身飞机的利器  海湾战争中,以美国为首的多国部队使用F-117A隐身战斗机携带精确制导武器,在空中预警机配合下一举摧毁萨达姆苦心经营的苏式防空体系震撼了整个世界。苏式防空体系面临挑战前所未有,面对这种情况,苏联工程技术人员和军人们提出了三点对策:发展打击压制对方ISR体系的技术,包括远程反辐射导弹和电子干扰技术;发展能够削弱低可探测性技术效果的高分辨率雷达;研制点防空系统,专司拦截敌精确制导武器,尤其是“哈姆”反辐射导弹和“战斧”巡航导弹。经过一番努力,相关产品已经陆续出现在国际市场上,其中最引人瞩目的就是能够探测美国隐身飞机和导弹的各种探测装置。
  这些高性能探测装置按照工作原理可以分为两类:工作在VHF波段的探测雷达和本身不发射无线电波,完全依靠接收对方电磁辐射来定位目标的被动探测雷达。
NNIIRT 1L13“Nebo”SV雷达,天线尺寸巨大  VHF波段雷达,一般工作波长选择在1-3米范围内。因其体积大,探测精度低,所以到冷战后期被认为没有发展前途。实际上苏联在冷战时期也仅仅研制过一种真正意义上的VHF波段雷达——NNIIRT 1L13“Nebo”SV雷达,但很快就被其他类似产品取代,如著名的P-14“高王”和P-12/18“spoon rest”雷达。
P-14“高王”雷达P-12/18“spoon rest”雷达  VHF波段雷达的最大优点是探测距离远,但缺点也很明显:体积大、探测精度低且故障率高。就拿雷达部署来说,部署一台“spoon rest”雷达需要2小时,而部署一台“高王”则需要24-48小时,根源就是部署时必须安装巨大的主瓣天线。此外这种雷达目标大,容易被人发现;探测低空目标能力不好;易受外部电磁信号,如广播电视甚至手持无线电台信号干扰。上述三种雷达都不具备三坐标探测能力,所以需要额外部署一台S波段测高雷达来提供目标的高度信息。
  但到了冷战末期,美国人研发的隐身技术已经趋于成熟,这对苏联构成极大威胁。除非在极近距离上,苏联部署的各种导弹制导雷达和新型探测搜索雷达都没法发现F-117A隐身战斗机。1991年海湾战争中F-117A战机无一伤亡,仅有的轻伤也是由大口径防空高炮弹片造成的。
  然而耐人寻味的是,当人们把主要精力放到隐身战机的优异表现时,“沙漠风暴”开场的一场秘密行动却少有人关注。第一个发起攻击的不是F-117也不是“战斧”,而是由AH-64“阿帕奇”武装直升机和MH-53“低空铺路者”组成的“诺曼底特遣队”。他们低空飞行深入伊科边境,摧毁了部署在那里的P-18“spoon rest”、P-15“平脸”和P-15M“蹲眼”雷达。发起这场行动的原因历来讳莫如深,一个合理的解释就是这些雷达可能会发现F-117的行踪并向伊拉克防空系统报警。
  这些雷达都是上世纪5、60年代产品,随着新型S波段雷达陆续装备部队,这些旧货被处理给第三世界国家。隐身技术的挑战使得大家重新燃起对VHF探测雷达的研制热情,大家纷纷尝试用新技术对其进行改进。
SNR-125“低击”制导雷达引导发射采用无线电指令制导的SA-3导弹击落了F-117A  真正的转机来自1999年的科索沃战争,在代号为“联盟力量”的空袭行动中,美军仍旧投入了F-117A隐身战机打头阵,但结果却是折戟沉沙,一架F-117A隐身战机被南联盟防空部队击落。战斗中南联盟防空部队使用“Spoon Rest”探测雷达发现目标;用SNR-125“低击”制导雷达锁定目标;最后发射采用无线电指令制导的SA-3导弹一举击落敌机。就这样,南联盟防空部队使用上世纪60年代技术摆平了美国最新技术研制的高技术兵器,打破了“隐身战机不可击落”的神话。当然关于这场战斗的更多技术细节还不清楚,唯一确定的是当时美军的EA-6B“徘徊者”电子干扰机没有到达指定位置,没能有效干扰南联盟地面雷达并掩护己方战机行动。另外美军的作战计划制定水准也很糟糕,给了对方预测己方战机飞行线路打伏击的机会。
F-117A残骸  从那时起,俄罗斯军工厂商闻到商机,开始大规模使用数字处理技术和固态电子元件改进苏制老式雷达,特别是SA-3“果阿”防空导弹系统和P-18“Spoon Rest”D雷达。
  俄制VHF波段反隐身雷达的出现或许会抵消美国在隐身技术上优势。当然目前看美国隐身技术对于工作在S波段和X波段的雷达还是很有效的,即便少量新型VHF波段雷达也不回扭转形势,但如果新型VHF波段三坐标雷达出现在战场上的话,那么整个游戏规则就要改了。这是因为新型VHF波段三坐标雷达不但具有较远的探测距离——至少达到50海里,而且能提供目标的高度信息,这样一来就可以引导防空导弹甚至直接引导战斗机拦截。
  显然,俄罗斯工程师们的思路是努力提高VHF波段雷达的探测精度,使其能引导防空导弹和战斗机飞到距离隐身战机足够近的距离上,以便导弹或飞机上装载的X/Ku波段雷达能直接捕捉隐身战机。此外,几乎所有俄式战机上都装备了红外搜索/跟踪系统,不少雷达制导空空导弹也都有对应红外制导衍生型号,例如AA-10和AA-12。
  实际运用中,俄方的设想是使用足够数量的VHF波段雷达覆盖某个特定地区,使得对方隐身战机无法从该地区突破。VHF波段三坐标雷达不但可以探测目标,当S/X波段制导雷达失灵时还可以协助防空部队引导导弹攻击。此前中国人宣称自己已经试验过这种战法。
  VHF波段雷达还有个显著优势就是其工作频率处于美制反辐射导弹,如AGM-88“哈姆”和MBDA ALARM导弹的探测范围之外,这些导弹的导引头主要用来跟踪L/S波段雷达信号。如果VHF波段雷达大量服役的话,那么反辐射战机将不得不携带更多武器来完成搜索、歼灭的任务。那么面对新型VHF波段雷达和经过最新改进的传统VHF波段雷达,美国人又能拿出哪些反制手段呢?
EA-18G“咆哮者”电子干扰机  一个办法就是针对VHF波段的电子干扰,但问题是这样一来需要天线尺寸非常大,对于EA-6B“徘徊者”也好,还是EA-18G“咆哮者”电子干扰机也好都很难装下,而且这些电子干扰机也是一些远程防空导弹系统,如SA-21或SU-30MK/SU-35BM战斗机的重点猎杀目标。尤其是那些新型VHF波段雷达,与冷战时期的产品相比,由于采用了频率捷变技术,要想捕获它们的频率变得更困难,唯一能大体确定它们的频率范围的只剩下天线尺寸。
  另一个可用的办法就是冒险出动珍贵的B-2(仅20架)“幽灵”隐身轰炸机或者F-22“猛禽”隐身战斗机深入对方防空系统纵深,使用射程超过60海里的GBU-39/B小尺寸精确制导炸弹或带折叠翼的GBU-31 JDAM炸弹进行攻击。F-22是战斗机中的“凯迪拉克”,它不但具有无与伦比的超隐身性能,更具有超音速巡航能力,这样一来可以大大压缩突防时间,不给对手留下太多反应机会。而B-2轰炸机在设计阶段十分注重隐身效果,被认为能够对付VHF波段雷达。而不幸的是,最新型的F-35“闪电II”战斗机限于当初设计定位和成本,既不具备“猛禽”的超音速巡航能力也不具备像“幽灵”那样能够穿透对方防空系统的隐身性能,所以面对对手新一代防空系统,它的生存力多少要打个问号。当然这不是说F-35的研制不成功,现在一型战斗机的研制周期短则七八年,长则十多年,研制前想定的战场环境和多年后实际战场环境有些差异是难免的。但有一点可以肯定,面对新的战场环境,F-35必须尽快找准自己的战场定位然后制定出相应的战术来弥补自身缺陷,这是它面对的最棘手问题。
B-2太精贵了,损耗不起  还有一项技术不能不提,那就是主动对消技术——战斗机主动发射一组无线电回波,波长和波形和VHF波段雷达发射波完全一致,但其相位正好相反。这样一来通过相位相互抵消达到隐身目的。应该说这项技术的原理十分先进,优点也很明显,但难点在于工程上难以实现,而且最大的弱点在于容易被对方部署的被动探测雷达发现和定位。
3D NNIIRT 1L119 Nebo SVU三坐标雷达  随着技术的进步,相比冷战时代产品,新一代VHF波段雷达在数字信号处理功能、抗干扰能力和机动性能上已经有了很大提高,例如3D NNIIRT 1L119 Nebo SVU三坐标雷达可以在45分钟时间里撤收或部署完毕,更新型的2D KBR Vostok E两坐标雷达撤收部署时间更是只有8分钟!30N6E/92N2E系列、64N6E系列还有96L6型雷达干脆就是按照“打了就跑”的要求设计的,撤收部署时间仅为5分钟。即使隐身战机在很远的距离上发射武器,一旦被这样的雷达发现,那不管武器本身跑的有多快,地面目标早就转移了。
2D KBR Vostok E两坐标雷达折叠后体积很小  虽说VHF波段雷达不是击败隐身技术的“万能良药”,但它的存在确实大大削弱了隐身技术的效果。目前越来越多的新型三坐标VHF波段雷达装备部队,为地面防空导弹阵地提供空中预警,攻势空军必须拿出应对策略来对付它们。这时候对隐身技术持怀疑态度的人,还有那些顽固守旧坚持设计传统战机的人又开始四处抱怨:隐身技术是一项耗资巨大但很快会过时的“奢侈品”。但事实是,在严密的苏式防空体系面前,即使是隐身战机要冒很大风险才能突防成功;那么那些不具备隐身能力的传统战机,包括最新型的F-15、F-16、F/A-18还有欧洲“台风”战斗机则根本没有突防成功的可能。隐身技术仍旧是攻势空军执行任务是必不可少的利器。
各种波段的雷达组成了严密的防空网  最后的结论是,单靠隐身技术就能轻松突防的想法被证明是不切实际和危险的,要突破新一代防空系统的防御,隐身战机仍旧需要与其他对抗技术和手段:电子对抗、隐真示假、无人机甚至网络战手段等相结合才能成功。


http://www.cssn.cn/22/2201/201111/t20111107_71711.shtml

新体制雷达亮相实战 相控阵雷达堪称翘楚
刘继全 胥焰辉 李政江
2011-11-07 17:01:57   来源:解放军报 2011年11月03日
  

  视点提示

  透过现代战争的硝烟,“非接触作战”“精确打击”已成为高技术条件下信息化战场一道独特的景观,侦察与反侦察、干扰与反干扰的体系对抗愈演愈烈。雷达系统与通信、导航、电子战等系统融为一体,成为基于信息系统体系作战中的重要角色。一批新体制雷达系统异军突起,使得信息获取能力及联合作战对抗方式与手段正在发生变革性的改观。

  超低空突防的天敌

  我们知道,常规雷达天线辐射出去的电磁波会像手电筒灯光那样聚焦成束,沿直线传播,因此会受地球曲率及地形地貌的影响,在一定仰角以下的区域波束不能到达,称为雷达盲区。新型战机和巡航导弹正是利用常规雷达的盲区,通过地形匹配技术,在海平面上空15米、平原上空60米实现超低空突防。

  中东战争中,以色列曾多次采用超低空突防战术,袭击埃及和叙利亚军队的重要目标,配合地面部队作战,顺利达到了作战目的。在海湾战争中,美军使用“战斧”巡航导弹实施超低空突防,对伊拉克的重点目标进行精确打击,极大地震撼了各国军界。

  超视距雷达正是在新的军事变革需求背景下登上战争舞台。它主要分为:天波超视距雷达和地波超视距雷达。天波超视距雷达,通过射向电离层往返探测电磁波束来发现飞行目标,可以检测到数千公里之外的超视距目标;而利用波长数千米的长电磁波沿地球曲面衍射传播,来探测地平线下的视距外目标,这便是地波超视距雷达。

  超视距雷达具有优异的反隐身性能,探测力远大于机载预警雷达,是探测超远距、地平线下的洲际导弹、超低空战略轰炸机和巡航导弹等目标主要手段,能够为防空系统提供更长的预警时间。同时由于不是直线探测,所以反辐射导弹无法追踪攻击,因而具有良好的抗摧毁性能。

  反辐射导弹的克星

  现代战争中,反辐射导弹正是追踪接收到的雷达电磁波进而对敌雷达系统进行摧毁的,所以反辐射导弹又称反雷达导弹。据悉,美军在伊拉克战争中,大量使用了AGM-88型“哈姆”高速反辐射导弹,对伊军防空雷达部队实施了精确打击,使伊军防空火力彻底瘫痪。

  传统雷达靠天线360°机械转动时带着电磁波束扫掠天空,可是等天线慢悠悠转过一圈时,以20倍音速飞行的导弹已飞临头顶。为对付反辐射导弹,提高雷达系统战场生存能力,一批新体制雷达相继亮相,相控阵雷达堪称其中翘楚。

  我们知道,蜻蜓的每只眼睛由许多个小眼组成,每个小眼都能完整成像,这样就使得蜻蜓所看到的范围要比人眼大得多。与此类似,把几百到几万个辐射单元和接收单元有规则地排列在一个平面上,便构成面阵列天线,然后通过计算机控制即可实现电控扫描,并能够任意组合形成很多个不同指向的波束,在空中灵活地改变指向,可在同一天线阵面上同时形成多个波束,因此在瞬间能够跟踪多个目标。

  正是由于相控阵雷达系统具有瞬息万变的特点,致使反辐射导弹难以捕捉。此外,低截获概率雷达以及多点配置的双/多基地雷达等,都能够有效对抗反辐射导弹攻击。

  强电磁干扰的坚固之盾

  海湾战争开战前,多国部队向伊军雷达系统发射大功率噪声干扰,代号为“白雪行动”,使伊军雷达屏上出现一片雪花亮斑,根本无法探测多国部队的来袭飞机,多国部队则乘机展开大规模空袭,电子战为多国部队撕开了伊拉克自以为固若金汤的防御体系。

  为了在愈演愈烈的电子战中立于不败之地,一批以超宽带雷达、自适应雷达、雷达组网技术为代表的新型雷达应运而生,竖起了一道道防范电子干扰的坚固盾牌。

  超宽带雷达系统,利用扩大工作频率范围的原理,使敌只能接收部分雷达信号,从而避免被敌侦察和攻击,所以具有反侦察、抗干扰的良好特性。瑞典“卡拉巴斯”机载超宽带合成孔径雷达,就是这种雷达的典型代表。

  当敌方进行强电子压制和干扰时,己方雷达系统能迅速识别和分析出敌方干扰信号的频带宽度和能量谱密度,并迅速调整己方雷达系统工作频段,自动躲开敌电子干扰“锋芒”而化险为夷,这便是自适应雷达系统的智能手段。

  此外,雷达组网技术也是应对电子干扰的有力武器。把多个不同体制、不同频段、不同工作模式的雷达或无源侦察装备适当部署,便使以往“点对点” 的干扰技术完全失去了作用。通常一个雷达网可通过通信链路分布在不同地域,形成达几百平方公里的雷达网络,能够有效地遏制敌方电子干扰。

  反隐身飞行器的杀手锏

  1989年12月20日美军使用F-117A隐形飞机,神不知鬼不觉地对巴拿马的27个重要目标发动了突然袭击,使巴拿马重要军事设施毁于一旦。这是美军第一次把隐形飞机用于实战,震惊了世界。随后美国及其盟友一直将隐形飞机作为锐利的空袭武器用在战争的第一线。

  然而,魔高一尺,道高一丈。近年来,高技术造就的新一代雷达已经有了识别隐身飞行器的“特异功能”,成为隐形目标的“天敌”。

  双/多基地雷达体制是探测隐身飞行器最具潜力的一种手段。这种系统把发射机和接收机分置于不同的站点,可以从多方向多角度进行探测,从而达到反隐身的目的。通常可以把易暴露信号的发射机设置在远离战场的安全地带,而接收机则是采用无源工作方式,隐蔽性强,使反辐射导弹无从定位。

  无源雷达系统对付反辐射导弹、隐身飞机等具有明显优势。由于它在实现探测功能时不主动向外辐射电磁波,因而难以被侦察,也不易遭受电子干扰及被反辐射导弹攻击。

  现代高技术战争在给雷达“千里眼”带来巨大威胁的同时,也催生了一批抗超低空突防、抗反辐射武器及抗干扰和反隐身新体制雷达问世,威胁与生存、对抗与反对抗,使得基于信息系统的体系作战充满悬念。

责任编辑:春华
http://www.81tech.com/kepu/201008/06/28926.html

无源雷达与隐身技术之争
   发布日期:2010-08-06
核心提示:面对战机隐身技术不断扩散的局面,世界各国都在寻求对抗隐身技术的方案,其中一项就是低成本高效无源雷达。无源雷达是一种利用外辐射源的纯接收系统。无源雷达接收机呈网状布局,构成一套综合系统后可以探测
国防科技网(81tech)讯:面对战机隐身技术不断扩散的局面,世界各国都在寻求对抗隐身技术的方案,其中一项就是低成本高效无源雷达。无源雷达是一种利用外辐射源的纯接收系统。无源雷达接收机呈网状布局,构成一套综合系统后可以探测、跟踪和瞄准有人和无人隐身系统,并引导防空武器系统对它们进行攻击。无源雷达不发射信号,可以在城市和乡村地形中严密地伪装。进攻系统不能从友军雷达预警接收机上获得任何无源雷达侦察信号的提示,因此很难确定这种雷达的位置并对其攻击。面对无源雷达的威胁,美国会发现很难再以可接受的代价夺取制空权。目前,无源雷达技术的发展不能使美军利用传统手段摧毁对手的防空系统,因此面对装备无源雷达的对手时,美军夺取制空权的难度增大,美军需要改变思维以保持力量投送能力。
  
  飞机与雷达的斗争史
  
  克劳塞维兹在战争论中指出,防御是比进攻优越的一种形式。19世纪末期的静态战和1914~1918年的一战似乎证实这一观点。不过杜黑在1921年断言,飞机将改变战争形态,扩大进攻优势,同时削弱了防御优势。杜黑没有想到在他的著作出版后几十年里地空武器系统会得到飞速发展,对空中力量持批评态度的人士同样未想到。
  虽然德国工程师Hulsmeyer早在1904年就为雷达申请专利,但是直到1935年,雷达才显示出强大的作战潜力。英国的罗伯特沃森瓦特在德文垂进行的实验中使用雷达发现了8英里以外的“黑福德”轰炸机。沃森-瓦特继续研制本土链状雷达系统,该雷达在1940年不列颠战争中为打败德国空军发挥了重要的作用。
  在第二次世界大战中,飞机压倒性的进攻力量受到雷达和现代防空系统的严重削弱。空中力量并不是一种不可对抗的全能进攻武器,轰炸机往往并不能突破敌防空系统。轴心国和盟国双方的防空系统都先进且灵活性很强。作战飞机只有付出很大代价破坏敌人的防空系统才能获得局部的制空权。这一情形从二战一直持续至冷战期间。
  尽管沃森一瓦特在德文垂的试验取得技术上的突破,但那次试验也反映了无源雷达存在的一些问题,包括信号强度时强时弱,以及因为无源雷达的几何排列而不能确定目标的位置和对目标的跟踪不确定等。无源雷达是一种收发分置雷达,意味着接受机与发射机之间有一定的距离。1 936年,科学家通过共享天线对接收机和发射机进行配置,从而解决了几何排列问题,即单基地雷达,后来通用的常规雷达都采用这种配置。
  雷达是防空作战系统的基础,如越战中,北越军队使用防空雷达瞄准美军战机,而美军战机则对北越雷达实施干扰和发射反辐射导弹。由于北越成功组织了防空,因此美国只能暂时在北越局部地区建立起制空权。越战期间,北越利用50年代的俄式地空导弹击落了190架美军战机。
  20世纪70年代,洛克希德·马丁公司的“臭鼬”工厂开始研制F-117隐身战斗机。F-117在1983年担负起作战任务,1989年参与在巴拿马的作战行动,1990年参加海湾战争。在海湾战争中,美空军使用F-117攻击伊拉克防守最严密的目标。尽管伊拉克配置强劲的防空系统,但是美空军在海湾战争中没有损失1架F-117战机。相比之下,美军有32架非隐身战机被伊拉克防空火炮或地空导弹击落。实际上在最近几年进行的战争中,包括1999年的“盟军行动”和2003年“伊拉克自由行动”,隐身飞机都保持了压倒性的优势。
  尽管美国的隐身计划取得全面的成功,但是1999年美空军1架F-117在巴尔干上空被塞尔维亚地空导弹击落。虽然有些人认为该机被击落只是一种偶然现象,但该事件还是引起了争议,有人认为这是隐身技术被打败的一种证明。这一事件表明隐身技术并不会使飞机变得不可见,它只是一种零和游戏。
  
  未来的隐身战机
  
  事实正相反,F-117在南斯拉夫上空被击落更向美国表明隐身技术的重要性。美国将隐身技术作为最优先发展的一种技术,如采购新型隐身战机,或是对隐身战机进行改进。总之,隐身技术成为美国夺取制空权的核心手段。
  随着隐身系统变得越来越普通,非隐身系统的数量则越来越少。隐身技术更多地应用到了新研制的军用飞机,舰只和地面战斗系统上,世界各国在隐身技术的研究和发展方面投入了大量资金。由于F-117战机已经于2008年从美空军退役,现在美空军的隐身作战飞机数量短缺。当前美空军装备的隐身战机有20架B-2轰炸机、187架F-22战斗机,而联合打击战斗机F-35预计要到2012年才能装备部队。根据计划,美国将采购2456架联合打击战斗机,交付周期达28年之久。与此同时,俄罗斯、中国、印度、日本等国正在研制隐身战机。简言之,各国对隐身技术需求很大且技术在不断发展。


  
  隐身技术
  
  隐身是通过一系列技术才得以实现的,它可使一个平台难以被发现和攻击。一般来说,它需要减少飞机的主动信号和被动信号特征。主动信号是隐身平台散发的所有可见信号:而被动信号是隐身平台在外部照射下散发的所有可见信号。减少主动信号一般采用低截获概率(LPI)技术,减少被动信号一般采用低可探测性(LO)技术。
  隐身技术设计人员努力使信号技术取得平衡。例如,如果在距离20千米处通过红外传感器就可发现该机,那么在5英里处使飞机变得不可见的努力是徒劳的。在减少低截获概率时设计人员更注重减少飞机雷达和红外传感器散发的信号。在降低可探测性时,设计人员主要关注减少雷达频谱的反射,即雷达横截面积。
  设计人员主要通过改进机身形状和采用雷达吸波材料减少雷达横截面积。机身可以反射雷达信号,使其偏离发射机的方向。改进机身形状主要是针对传统雷达而言,传统雷达的接收机与发射机配置在一起,它针对收发分置雷达的效果较差。雷达吸波材料通过吸收雷达能量和减小雷达回波的强度来增强机身隐身性能。未来可以通过转播雷达能量或使对机身周围的边界空气进行电离,使隐身飞机主动取消雷达回波。
  
  反隐身技术系统
  
  在介绍无源雷达之前,这里首先要介绍一下具有反隐身能力的雷达和传感器系统。其中一种最重要的反隐身雷达,即二战时期发明、并且至今仍在使用的甚高频和超高频远程对空侦察雷达。多数的低可侦测设备使用的技术都是防止被厘米波长级别的搜索雷达和火控雷达发现。甚高频和超高频雷达是波长为分米至米级别的雷达。一般来说,飞机的雷达横截面积随着照射雷达波长的增加而变大。此外,当雷达波长与飞机或飞机某一部件处于同一数量级时,雷达波与飞机发生共振,从而扩大飞机的雷达横截面积。较长的波长和共振现象使甚高频和超高频雷达发现隐身飞机成为可能。但是由于这两种雷达的侦察角度和距离的分辨率较低,因此不能提供准确的瞄准和火控信息。

  海湾战争以后,俄罗斯雷达部队采取
多种措施对甚高频和超高频雷达系统进行数字化改造,以提高这类雷达的反隐身能力。现在,俄罗斯老式雷达的分辨率和信号处理能力得到极大的改善,一些新研制的雷达如Nebo车载甚高频自适应电扫描阵列雷达可能拥有极强的反隐身能力。
  其它一些新研制的常规雷达可能也具有反隐身能力,如洛克希德马丁公司的战区高空区域防空雷达,以色列的“绿松”雷达系统(最近卖给了印度)。这些系统在超高频L波段上具有很长的探测距离和很高的分辨率。泰利斯制造的信号多波段搜索雷达是另一种反隐身系统。
  被动监听系统,如电子支持措施和定向系统,能够发现隐身雷达、电台和数据链发射装备,并可将这些信息发送给侦察雷达。低截获概率技术能削弱电子支持措施和定向系统,阻止它们发挥作用,但是俄罗斯的Kolchuga系统仍是隐身系统的一种强大威胁,该系统可得到数字化处理方面的升级。
  另一项反隐身技术是红外,光电系统,包括红外搜索、跟踪和高放大率光学设备,这些系统探测的空域受限,并且必须由其它传感器引导。此外,红外,光电系统的探测能力受云层、光照条件的影响较大。隐身飞机可通过热信号管理、飞行剖面和吸波涂料等来应对红外,光电设备的侦察。
  另一项具有潜力的反隐身技术是毫米波成像设备,该设备应用所有目标自然发出的无线电信号。毫米波能穿透云层和低能见度区域。雷达可以传送波形,然后接收和处理回波。AH-64D“长弓”火控雷达是旧式毫米波雷达的一个典型。俄罗斯防务工业已经研制出毫米波防空导弹导引头,其它国家也在开展类似的研究。
  虽然上述一些技术设备具有强大的反隐身能力,但是它们的一些缺陷限制了他们的防空效力。传统的雷达易受电子战和空地武器侦察和攻击,监听系统并不能提供跟踪信息,而红外/光电/微米波系统的侦察效力有限。相比之下,无源雷达隐蔽能力强,能在全天候条件下工作,可以进行中程和远程侦察活动,在侦察、跟踪和瞄准隐身飞机方面具有强大的潜力。因此,它是反隐身技术中最有发展前景的技术。

  
  无源雷达
  
  随着计算技术网络和无源雷达技术的发展,它们在对抗隐身空中平台方面蕴藏的极大潜力很可能会被美国的竞争对手利用起来。此外,这些系统成本不仅低,而且可以现货供应,因而对许多非竞争对手也具有很大的吸引力。
  无源雷达使用外辐射源,潜在的波形包括调频(FM)和调幅(AM)电台、电视、数字音频,视频广播,蜂窝电话网络。今天,无源雷达配备一个或多个发射机和接收机,可很方便地配置成多基地雷达系统。
  无源雷达通过综合多种方式确定目标位置并进行跟踪。雷达可根据收发分置距离和接收机至目标的方位测定目标位置,同时利用其他技术手段,如进一步测量多普勒频移(即相对运动引起的波形压缩或展开),来确定目标的方位、速度,再通过进行信号更新来对其进行跟踪。
  先进的信号处理技术可使无源雷达利用多个接收机中的数据,删除信号干扰,从叠影回波和杂波中区分真正的目标,并得到目标航迹,这在以前还被认为是不可能的。这样的处理需要极高的计算能力,目前大多数无源雷达系统都使用商业DOS计算机技术。
  依靠这些技术,一些国家已经研制出几种系统,如洛克希德·马丁公司的“寂静哨兵”系统,英国罗克·曼勒研究公司的“蜂窝雷达”(Celldar),泰利斯-雷声公司的“本土警报器”。中国、法国、瑞典和俄罗斯也开发出类似的一些系统。
  高频、甚高频和超高频波段的几种波形已经显示出作为无源雷达的潜力,并且表现出反隐身特征。在甚高频波段,调频电台以相对高的功率广播,并且在人口密集地区中布置了多个发射机。模拟信号电视(甚高频波段)同样提供有用的照射,世界各国广泛使用的数字音频广播亦如此。数量在全球越来越多的高清电视则在超高频提供宽波段高功率波形。在高频波段,世界数字电台(短波调幅电台数字形式)同样具有用作无源雷达的潜力。
  这些波形在反隐身方面有着不同程度的效能。模拟信号电视和调频电台具有强大的照射能力,并且侦察距离较远,如调频电台侦察距离约为120公里,但前者信号易受干扰,后者信号易中断。高清电视可以提供连续信号,侦察距离在120千米。利用数字电台可开展超视距侦察,但是它的分辨率较低而不能用作为预警雷达。数字音频广播的波形虽然可以多次使用,但是功率低,侦察距离仅为36千米。可以将以上波形组合起来使用,现有的一些系统已能够在多个波形中提供准确的三维侦察能力,如调频电台、模拟信号电视和数字电视。更重要的是,上述所有波形频率在3至450兆赫内,波长在分米至米级别,这些波形会增加雷达的横截面积,并与飞机相互作用产生共振效应。由共振产生的雷达横截面积很大程度上取决于机身形状,简言之,这一频谱内的雷达天性就是反隐身的。
  因为无源雷达具有侦察、定位和跟踪功能,它可以履行目标识别功能,目前正在发展的一些措施是使用多基地超高频波段反向合成口径雷达开展目标照射活动。此外,现有的被动目标识别措施,包括电子支持措施和定向很可能会作为无源雷达的补充手段。如果成功地确定了目标的轨迹并识别了目标,无源雷达就可以引导地空导弹系统或空基武器系统。武器系统的引导需要通信基础设施。对于秘密系统来说,这意味需要为陆基武器建立起局域网络,为空中平台建立起低截获概率数据链。
  对于指令制导模式地空导弹来说,无源雷达可以通过数据链提供中段制导,为了跟上无源雷达系统的发展,被动导弹导引头,如红外、光电、毫米波或多传感器可以用于终端制导,以完成整个杀伤环节。
  无源雷达相对便宜,并且隐蔽性强,具有进行隐蔽攻击的能力。未来的竞争对手将寻求使用无源雷达,或无源雷达与主动侦察雷达协同工作的方式来对抗美国的隐身优势。他们可能会对商业媒体采取严密的控制措施,并将其用作无源雷达,还可能会制造多基地甚高频和超高频雷达接收机网络,并将这些系统与城市中的垂直建筑物融为一体,就是在没有架设媒体广播的偏远地区,他们也可以分散部署一次性低成本发射机网络,执行区域侦察照射活动,并对其进行综合运用,快速有效地进行指挥和控制。所有这些,再加上对手可能正在努力研制或采购的具有低可探测性的地空导弹,以及部署在高空,中空的无人器,都将对美军战机在这些区域的活动形成极大的威胁。
  
  对抗无源雷达
  
  对抗无源雷达难度较大,对手使用无源雷达不会有任何明显的迹象,在这种情况下很难为战机提供敌地面火力的预警能力。由于没有相关的电子情报,使用非直接手段(如人力情报、地面侦察、计算机网络战和节点分析等)来确定无源雷达的接受机的难度也会很大。这是一件艰难的任务。
  如果找不到指挥控制节点和接收机,美军可以集中攻击一些可疑的发射机,如调频电台。电视和高清电视网络。不过这些目标位置特殊,摧毁它们带来的附带损伤可能会导致不可预期的战略后果。
  在战术层面上,友军可能会针对地空导弹的发射和飞行使用反应性防御措施,通过电子攻击、远程打击武器,定向能武器等手段反击相应的威胁系统。不过这种措施会耗费大量的时间和资源,不可能获得低空和中空的控制权。
  电子战手段可能会使无源雷达暂时变得无效。但是因为接收机位置不明,干扰设备需要在宽广的频谱上发射信号,从而不可避免地会减少干扰信号的强度。此外,因接收机位置不明,运用欺骗性干扰对抗无源雷达的效果也不会很好。其它对抗无源雷达的手段包括特种作战和计算机网络攻击。


  总之,在有限战中,攻击无源雷达系统的难度可能会非常大。发现导弹系统,如机动地空导弹系统,无人机和便携式防空系统的可能要比发现无源雷达要容易一些。对手很可能部署大量的被动防空系统,因此美军确定和摧毁这些系统将是一个长期、繁杂的过程。
  建造新一代隐身飞机是一种可行方案,但随着反隐身技术的发展,美国保持隐身优势的努力将会越来越难成本也会越来越高。
  
  影响
  
  毫无疑问,无源雷达已成为对手对抗美国空中优势的核心技术。隐身将继续是战术飞机一大特征,但美国的竞争对手会越来越多地使用无源雷达和武器系统去侦察、搜索、跟踪和瞄准空中隐身平台。面对这样的系统,隐身本身不能为有人驾驶飞机、无人机和导弹提供有效的保护。为了更好地对美国的未来进行定位,美国的军事战略和战役决策者必须清醒地认识到目前正在出现的对抗美国空中隐身优势的技术,这些技术的核心就是无源雷达。美军必须采取适当的措施来保护美国,例如:
  
  成为无源雷达领域的领导者
  美军必须掌握无源雷达知识,不只是在理论上,或在小规模的研究和发展计划中,而是付诸专门的努力,不能再像过去那样专注于常规雷达系统的研制。也许有人会问为什么在没有直接的隐身竞争对手时就要发展反隐身技术?答案就是竞争对手正在研制这项技术,美国不能在隐身技术上花费了数十亿美元,却不能对抗敌人的系统。美军必须提高无源雷达研究和发展的优先程度,并在美国的训练场部署无源雷达系统,以用作美国隐身飞行员和系统的训练工具,试验反制措施和战术,并进行系统的性能评估。
  探索多种方式以削弱对手无源雷达的效用
  美军应针对无源雷达重点发展多层电子战能力,持续发展战机和无人机的多层防御措施。
  
  在未取得制空权时为军事行动的开展做准备
  美军应研制无源雷达,削弱对手的空中优势,继续整合有人系统与无人机系统,在没有制空权和仅有局部制空权时,制定应急军事行动计划和开展相应的训练。


本篇文章转载于:国防科技网  http://www.81tech.com  原文链接:http://www.81tech.com/kepu/201008/06/28926.html