中国电子科技集团公司第三十八研究所 助理工程师
摘要:本文简述了当今主要的隐身技术及米波雷达反隐身技术原理,简单介绍了俄罗斯三款具有代表性的米波反隐身雷达产品的构成和性能,并指出其相关出口版本的技术指标,探究俄罗斯当前反隐身实力。
关键词:隐身技术;米波反隐身雷达;俄罗斯
1.引言
当今世界各军事强国都十分重视隐身技术,无论是曾经的海湾战争、科索沃战争和伊拉克战争,还是现在依旧持续的俄乌战争,都能看到隐身飞机的身影。在隐身飞机大放异彩的同时,雷达防空系统也遇到了巨大挑战,在这种情况下,各国竞相研究反隐身技术,部署反隐身雷达。俄罗斯作为五常之一的大国,军事力量雄厚,研究其米波反隐身雷达领域的主要产品具有重要意义。
2.米波反隐身原理
目前飞机实现隐身的方法主要包括外形隐身、材料隐身及电子干扰隐身。其中外形隐身是通过外形设计来减小飞机的雷达散射截面积;材料隐身技术是指通过在飞机表面涂装吸波材料实现对无线电波进行吸收、分散或对消的技术;电子干扰隐身技术指通过产生与目标或敌方雷达回波相似的信号,使敌方雷达无法有效判断目标而实现隐身的技术。
米波反隐身技术原理是,当前隐身飞机的效果最佳频段在1-20GHz之间,而米波雷达的工作频段为30-300MHz,波长约为0.3-1m,一方面吸波材料难以吸收该频段的电磁波,另一方面该频段处于目标散射谐振区,可大幅提高目标的RCS。此外,米波频段属于通信频段,难以采用全频段干扰的手段实现隐身。
3.三款俄罗斯米波反隐身雷达介绍
3.1 55ZH6ME “Nebo-ME”多功能综合雷达系统
多功能雷达综合体55ZH6ME“Nebo-ME”整合各种频段优势,由三个独立的雷达模块组成:米波雷达模块、分米波雷达模块、厘米波雷达模块),以及雷达控制方舱。可用于所有类型空中目标的探测和目标指示,包括隐身目标、超小型目标和超音速弹道目标。可在无线电干扰下探测空气动力学目标和弹道目标,测量空中目标的距离、方位角和高度,进行无线电干扰辐射源的测向和空中目标敌我识别。
所有雷达模块均采取了固态有源相控阵技术,具有两种空间探测模式:环形模式和扇区模式雷达的最高能量工作模式是扇区模式,该模式下可以实现最大探测距离、最高抗噪性和最高探测高度。此模式下方位角的可视区域为90度,在1800公里的距离处可探测到“战斗机”(RCS=5m2)类型的目标,可在550-600 km范围内探测到不显眼的弹头(RCS=0.1m2),即可在在3.5-4分钟内向导弹防御系统发出目标指示,促使防空系统做出反应并捕获目标。雷达跟踪目标的最大速度可达到5km/s,扇形模式下针对RCS=1m2的目标的探测距离是500公里,在环扫模式下探测距离为400公里。环扫模式下扫描俯仰角最高可达70°,方位角可达360°(勘测模式),扇区模式下扫描俯仰仰角可达80°,方位角可达90°。可大范围探测隐形和小型空中目标,可快速形成高速空中目标轨迹(可快速关联空中目标航迹)(小于10秒)
雷达系统具有高机动性,所有模块均安装在8x8 BAZ 6909-015型汽车底盘上,配有内置发电机,可使用GPS和GLONASS系统进行自动定位。
雷达出口版本主要指标:
工作频段:UHF L S
环扫模式:
探测距离:10-600km
方位角:360°
俯仰角:<70°
高度<600km
径向速度50-18000km/h
信息传输速率5-10S
扇区模式:
探测距离:10-1800km
方位角:90°
俯仰角:<80°
高度:<1200km
径向速度:50-18000km/h
信息传输速率:1-10s
3.2 P-18-2 Prima二坐标侦察和目标指示雷达
P-18-2 Prima采用数字信号处理和数字信号形成技术,具有良好精度、高机动性和抗干扰性。雷达操作班组仅需两人,架设时间不超过5分钟。可在有源和无源干扰的影响下,对各类空中目标进行探测、跟踪、坐标测量(距离、方位角)和国籍确定,对有源噪声干扰器进行定向。雷达可高效探测小型空中目标及采用隐身技术制造的空中目标。
P-18-2具有显著的高机动性,所有设备和天线装置均放在一个车辆单元上,此外雷达操作班组仅需两人,他们既可以在设备齐全的放舱内操控雷达,也可以在偏远的工作场所工作。雷达自动化程度高较高,雷达自动架设拆收的时间仅需5分钟左右。雷达可作为自动化和非自动化控制系统的一部分或在自主运行时,向自动化设备综合体传递信息。
雷达在米波波段运行,可探测包括隐身飞机在内的各类飞机。探测距离超过320公里,探测俯仰角并达到45度俯仰角。最小探测距离为500m。雷达采用了多种技术方案,可确保在干扰条件、地形复杂区域和恶劣天气条件下的稳定运行。该雷达可在局部物体反射的背景下自动检测和跟踪低速小目标。
雷达配备了现代卫星导航设备,可与GLONASS/GPS系统配合使用,提供自动定位功能。它包括内置柴油发电机和取力发电机。此外,该站可以连接到三相通用网络。应客户要求,可将普通柴油发电机组更换为相类似的柴油发电机组,包括进口发电机组。此外,该站的车辆底盘也可以更换为类似的底盘。
雷达出口版本主要指标
工作频段:米波
针对雷达散射截面积(RCS)为2.6m2的空中目标的探测距离(无干扰情况下探测概率0.8):
在3,000米高度时:≤130公里
在 10,000米高度时:≤230公里
在20,000米高度时:≤320公里
方位角0-360°探测
俯仰角探测上限最高30°
3.3 Resonance-NE隐形空中目标预警雷达
Resonance-NE雷达集中了无线电、计算机技术和数字信号处理领域的最新成果,具有远距离和全高度的空中目标探测能力,能够探测和跟踪复杂类型的空中目标,包括小型巡航导弹和弹道导弹,高超音速飞机,隐身目标等,最大探测距离为1100公里。雷达采用相控阵技术,可在电子对抗和自然干扰的条件下进行有效探测。雷达利用无线电波的共振反射原理,使空中目标的有效散射面积(RCS)急剧增加进而准确地捕获使用隐身并将其数据传输到指挥中心。根据专家计算,利用瑞利散射机制的雷达下典型巡航导弹的有效反射面约为0.05m2,而Resonance-NE雷达下有效反射面可达15m2。雷达的信息更新速度降低到一秒来解决探测和跟踪超音速空中目标的问题。此外,雷达还具有高抗干扰性、可靠性、可连续运行。雷达几乎可在任何自然和气候条件下运行,可承受-50°С 至+60°С的温度,高达50m/s的风速,高达300mm/h的降水密度,+25°С时高达95%的湿度。
通常,Rezonans-NE以四个模块的形式部署在地面上。但是,根据客户的要求,雷达可以组装成单模块、两模块或三模块版本,视区分别为90°、180°和270°。
雷达出口版本主要指标:
工作频段:VHF
探测距离:10-1100km
方位角360°
俯仰角1.5°-80°* (0…+80)**
探测高度高度可达100 公里
信息更新率:1-10s
工作时长:连续***
*-将雷达放置在≥10m且坡度不超过2度的山坡上时
**-将雷达放置在≥100m的山上时
***-除160小时半年例行维护期外
4. 结束语
当今世界,在隐身技术已被广泛应用于制作各种作战武器并在战争中大显身手的同时也给雷达防御体系带来了严峻挑战,因此研究适用于新型作战体系的反隐身雷达显得格外重要。米波雷达作为一种有效的反隐身雷达设备被广泛制造并使用,俄罗斯作为世界上雷达领域最杰出的国家之一,在米波雷达技术领域积累最为深厚。其三款反隐身雷达各有优势,具有出色的反隐身能力和防空反导能力。其中55ZH6ME“Nebo-ME”雷达创新型地融合了三个工作波段,可进行空中隐身目标的高效探测和精准定位;P-18-2 Prima雷达具有出色的机动性能和自动化水平;Resonance-NE雷达具有较大的探测距离和较高的环境适应能力。
参考文献
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