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超寬帶雷達
沖擊式雷達或無載波雷達是一種超寬帶雷達,它的發射脈沖極窄,峰值功率很高、頻譜分布在很寬的範圍內,具有相當高的距離分辨力,能夠有效對付采用雷達吸波材料和平滑外形等隱身技術的隱身目標。沖擊式超寬帶雷達的優勢和能力有如下幾點︰a.測距分辨率可高達厘米量級,可以獲得足夠高的的分辨率。b.具有能夠識別和區分各目標的重要能力。c.超寬帶雷達發射的脈沖包含許多頻率,因此它能夠突破窄頻段吸波材料的吸波效應。d.具有對單個或多個目標的高分辨率成像能力.具有較強的穿透植被、土壤和牆壁的能力。f.能夠通過距離選通(rang技術抑制雜亂回波和減少多徑干擾。g.具有一定對抗電子對抗的能力。
b.超視距雷達
當前飛機等隱身武器系統主要對抗頻率為0.2∼29ghz的厘米波雷達,超視距雷達工作波長達10米,靠諧振效應探測目標,幾乎不受現有雷達波吸收材料的影響。電磁波的波長與目標的尺寸相當時,目標對它的反射最強,隱身飛機的尺寸與超視距雷達的波長相當,因此很容易被這種雷達發現。同時,超視距雷達波是經過電離層反射後照射到飛行器上的,因此它成了探測隱身武器的有力工具。國外試驗表明,超視距雷達可以發現2800千米外、飛行高度150∼7500米、雷達截面為0.1∼0.3平方米的目標。采用了相控陣技術的超視距雷達,能在1500公里處探測到像b2隱身轟炸機這樣的目標。美軍正在建造米波段的an/fps118超視距預警雷達和可移動的型戰術超視距雷達。澳大利亞、俄羅斯、英國、法國、日本等也在部署超視距雷達。但超視距雷達的缺點是它提供的跟蹤和位置數據不夠精確。美軍也在不斷發展毫米波雷達技術。
雙基地或多基地雷達
多基地雷達的發射機和接收機處在不同的地方,最簡單的多基地雷達是由一部發射機和一部接收機組成的雙基地雷達。多基地雷達利用目標的側向或前向反射回波,從不同的方向上對隱身飛機進行探測,破壞了隱身武器通過減少後向反射進行隱身的目的。測試表明,利用前後向反射探測的雷達截面值僅利用後向反射的高大約15db。多基地雷達的發射站和接收站相對目標之間的夾角越大,就更有可能捕獲到隱身目標。由于多基地雷達的接收機是被動接收,所以不會受到定向干擾和反輻射導彈的威脅。雙基地雷達預計今後5∼10年內可提供使用。
d.雙波段雷達和多種探測裝置融合
美國反隱身導彈技術的核心是頻帶相隔較寬的雙波段雷達系統。這種雷達使用一個頻率非常低的頻段,探測遠距離目標;使用另一個頻率較高的頻段,對目標進行非常精確的測量和定位。最後把融合的雷達信息與由光學和紅外探測裝置得到的部分數據進行綜合,構成能精確確定和分析目標的多頻譜系統。美軍正在研制的艦載x和s雙波段雷達系統,一個波段用于搜索彈道導彈,而另一個波段與遠程光學和紅外系統用于收集導彈的物理量,其分離情況、材料甚至其精度.
穿透樹葉雷達
美軍正在執行一項"反偽裝、反隱蔽和反欺騙"計劃,研制一種能夠穿透樹葉的機載合成孔徑雷達,它采用uhf和vhf雙波段,能夠進行實時成像和自動探測目標。
f.機載和浮空器載雷達
隱身飛行器的隱身重點一般放在鼻錐方向±45°角範圍內,機載或浮空器載探測系統,通過俯視探測,容易探測隱身目標。美空軍的3a預警機的s波段脈沖多普勒雷達在高空巡航時可發現100千米距離以內、雷達截面為0.1∼0.3平方米的目標。美海軍正在研制的"鑽石眼"預警機也能有效地探測隱身目標,俄羅斯、英國、印度等國都很重視發展預警機的工作。
飛艇和氣球等浮空器也有可能作為反隱身平台。美國1996年批準"聯合陸地攻擊巡航導彈空中絡探測器"計劃,這種在氣球平台上載有監視雷達和跟蹤照射雷達的系統能探測、跟蹤、輔助攔截低空巡航導彈,可連續工作32天。ark7cs對流層系留氣球雷達,高度3000米,采用tps63雷達,探測隱身巡航導彈的距離為56千米。?
利用天基雷達探測隱身目標
美國對利用地球同步軌道衛星和低軌道衛星探測隱身目標的可行性進行了一系列的研究。
采用同步軌道衛星
在地球上空35786千米處一般可采用脈沖雷達探測隱身目標。根據計算,衛星需要12千瓦的功率,才能有90%的機會探測到目標。而現在衛星的功率只有5千瓦。將來需要解決功率問題,美空軍在發展連續功率為20千瓦,峰值功率為50千瓦的衛星。美軍還在發展"靈活毯子"太陽能電池陣列,峰值功率可達150千瓦。
b.采用低軌衛星
使用低軌衛星跟蹤隱身飛機,需要的功率與距離四次方成例,功率問題得到了解決,但又必須解決低軌衛星提供連續覆蓋的問題。為了提供連續覆蓋,軌道高度若為1000千米,需要32顆衛星。這些衛星放置在90度傾角的8個軌道平面中,每個軌道內有4顆間隔相同的衛星。
如果衛星的天線直徑為5米,為達到90%的探測概率,探測目標只需0.78千瓦功率。衛星天線直徑若達到8米,跟蹤目標需要2.02千瓦功率,這都容易實現。5米和8米天線的功率圖尺寸分別為61千米和38千米直徑,對應覆蓋面積2922和1134平方千米。對于伊拉克441839平方千米的面積,5米天線直徑的衛星需要花3秒鐘可將該地區掃描一遍;8米天線衛星需用時1.2秒。
由分析可見,同步軌道衛星對現在的隱身飛機有威脅,但由于功率和功率圖問題,只能起預警作用,無法區分目標,不能進行跟蹤。低地軌道衛星能夠探測和跟蹤隱身目標。
h.提高現有雷達的探測能力
可以用來改進現有雷達,提高探測隱身目標能力的先進技術包括︰頻率捷變技術、擴頻技術、低旁瓣或旁瓣對消、窄波束、置零技術、多波束、極化變換、偽隨機噪聲、恆虛警電路等技術等。還可以通過功率合成技術和大時寬脈沖壓縮技術,來增加雷達的發射功率。
繼續增加雷達探測距離必須從提高雷達接收信號處理能力入手,力爭使雷達的靈敏度提高幾個數量級。可以通過采用超高頻和毫米波超高速集成電路、單片集成電路技術、計算機數據處理技術、數字濾波、電荷耦合器件、聲表面濾波和光學方法等先進技術來提高信號處理能力。在此基礎上,再通過雷達聯來提高現有雷達的反隱身能力。
其它雷達探測技術
正在研究的新體制雷達還有諧波雷達,它能夠接收隱身兵器所輻射的入射波諧波,但輻射能量很低,有待于進一步解決。
另一種雷達是發現隱身飛機的尾流和廢氣。探測從機翼和機體表面產生的翼尖旋渦與附面層產物所形成的尾流是一種可行的反隱身方法,美國國家海洋和大氣局已經研制了一種探測和跟蹤這種旋渦的短程雷達。仔細選擇雷達頻率,能夠探測飛機廢氣形成的大氣電磁"空穴"的準確位置和尺度從而探測到隱身飛機。激光雷達能夠探測質點的運動,是探測發動機廢氣的最好選擇。
2無源微波探測系統
無源探測系統本身並不發射電磁波,而僅僅依靠被動地接收其它幅射源的電磁信號對隱身目標進行跟蹤和定位。按照所依靠輻射源的不同,無源探測系統分為兩類︰一類通過接收被探測目標幅射的電磁信號對其跟蹤和定位。隱身飛機在突防的過程中,為了搜索目標、指揮聯絡等,必然使用機載雷達等電子設備,電子設備發出的電磁波有可能被無源雷達發現。據報導,捷克生產的"塔瑪拉"無源雷達能夠探測到隱身飛機。
另一類利用電台、電視台甚至民用移動電話發射台在近地空間傳輸的電磁波,通過區分和處理隱身目標反射的這些電磁波的信號,探測、識別和跟蹤隱身目標。此方法的優點是︰第一,民用電視發射機和中繼站、移動電話發射台,在實戰中被敵方攻擊的可能性;第二,接收站不以輻射方式工作且機動性強,不易對其探測和攻擊,生存能力強;第三,信號源是40∼400兆赫的低頻、波長較長的電磁波,有利于探測隱身目標和低空目標;第四,該系統簡單,尺寸,可以安裝在機動平台上;第五,該系統可以晝夜和全天候工作;第六,價格低廉。
美國的"隱蔽哨兵"雷達
美國洛克希德•馬丁公司研制的這種跟蹤飛機、直升機、巡航導彈和彈道導彈的新型被動探測系統,稱為"隱蔽哨兵"。它實際是一個無源接收站,利用商業調頻無線電台和電視台發射的50∼800hz連續波信號能量,檢測和跟蹤監視區內的運動目標。該系統由大動態範圍數字接收機、相控陣接收天線、每秒千兆次浮點運算的高性能商用並行處理器和軟件等組成。大約2.5米的面陣天線安裝在建築物一側面,能獲得關于頻率反射能量的精確方向。該測試系統采用標準電視接收天線,一個平面陣能覆蓋105°方位,仰角50°,橫向視角60°內覆蓋最好。要求覆蓋360°方位則需要用多個面陣,它們可共用一個處理器,但更新速率會降低。該系統的核心是所謂的"無源相干定位"技術。該系統的早期試驗證明,它跟蹤102目標的距離可達180千米,改進後可達220千米。該系統經過改進後,最終能同時跟蹤200個以上的目標,間隔分辨力為15米。
b.德國的無源雷達
德國西門子集團將移動電話設施可以作為對付隱身飛機的雷達系統。該系統將移動電話基站作為"發射機",用于照射空中目標,使用手提箱大的接收機系統截獲目標反射的信號。通過計算接收到的幾個基站的信號之間的相位差,就能提供飛機的位置。