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原创 能发现隐形战机?中国第四代反隐身雷达是世界第一吗?

在半个多世纪之前就已经是主流雷达的米波雷达,没想到在今天被再次重视,成为大国竞相发展的新技术。为何会出现这种现象呢?答案其实很简单,米波雷达能够发现隐形战机等隐身目标。军事专家通过分析发现,米波雷达可以捕捉到隐形战机产生的电磁波,进而确定它的飞行动向,这也是现在重新发展米波雷达的重要原因之一。

什么是米波雷达?

米波雷达是指工作波长在1到10米,或工作频段在30到300MHz的雷达。米波雷达是一种长波雷达,最初主要用于长距离探测。传统的米波雷达大多使用简单的八木天线或老式网状天线或矩形抛物面天线,几乎都是两坐标的,不仅体积和重量大,而且分辨率差、探测精度低,抗干扰能力不足。新型的米波雷达已经采用三坐标定位设计,不仅能够提供高度信息,还可测距、测速,改善方位、角度测量精度,可以发现并跟踪各种空中目标,包括隐形飞机、巡航导弹等。

米波雷达是如何发现隐形战机的?

隐形战机并不是真的看不到,或者消失了,而是主要依靠特殊的外形设计和表面涂层所具有的隐形材料,来降低其可探测性,实现雷达隐身。也就是说,普通雷达发现不了隐形战机。隐形战机的隐身电磁波段大都在0.3至29MHz的频率范围,正好避开现代化微波雷达的工作波段。而米波雷达的工作频段在30到300MHz,这并不是隐身战机的隐身波段,因此能够发现隐形战机。

尽管隐形战机的雷达散射截面积(RCS)很小,比如F-22战斗机的正面RCS下限是0.001平米,平均RCS约0.01到0.1平米;F-35战斗机的RCS下限是0.0015平米,中间值约0.05平米;被击落过一架的F-117攻击机的RCS在0.01到0.001平米之间;B-2轰炸机大约和F-22的RCS值相当;俄罗斯苏-57的雷达散射截面积下限大约是0.004平米,平均RCS约0.01到0.1之间。但是这些隐形飞机的雷达反射面积均是相对于微波雷达而言,在米波雷达的工作频率内,由于飞机的尺寸和雷达的工作波长很接近,因此两者之间会发生谐振现象。这样以来,隐形战机在米波雷达中的散射截面积就会变的很大,比如有研究指出,当遇到工作波长40厘米的雷达频段时,F-22战机的侧面RCS值高达10平米。

米波雷达的缺点和解决方法

虽然米波雷达是对付隐形战机等目标的有效装备,但是它也存在一些缺点。传统的八木天线或矩形米波雷达,天线尺寸庞大、机动性差,探测精度低、受外界环境干扰大,采用量坐标定位、不能测高,这些缺点导致老式米波雷达很难成为主雷达,只能用于辅助搜索和预警。新型的米波雷达正在克服这些缺陷,一是采用全新的天线和外观设计;二是使用车载或拖挂方式,拥有更强的机动性;三是采用三坐标定位,增加了独立的高度测量,定位更精准;四是采用先进的数据传输和处理技术,抗干扰和电子对抗能力明显增强;五是构建全方位的反隐形雷达系统,组成一体化的反隐形网络。

世界主要的反隐身米波雷达

俄罗斯“天空-Y”米波雷达

在米波雷达的研制方面,苏联的起步最早,俄罗斯继承了苏联技术,发展也十分迅速。“天空-Y”米波雷达研制于上世纪九十年代,曾获得2003年度俄罗斯国家奖,近年来开始装备和使用。“天空-Y”米波雷达是一种移动式数字化相控阵天线雷达,具有自动化适应系统,可自动判定三维坐标,主要用于发现空中目标,包括隐形战机。

据报道,“天空-Y”米波雷达的最大探测高度为7.5万米,最远探测距离约600公里。该雷达主要三个特点:一是高度自动化运行能力,二是可发现隐形战机和小型高超音速导弹等目标,三是可自动接入指挥系统并向S-300、S-400等防空导弹系统提供空中目标的坐标等信息。

虽然俄罗斯积累了丰富的米波雷达研制和使用经验,“天空-Y”米波雷达的技术水平也很高,但是它并不是严格意义上的三坐标雷达。该雷达通过两组天线实现三维坐标定位,相当于传统的两坐标雷达,外加一个专门判定高度的天线雷达。有专家认为,俄罗斯的反隐身米波雷达仍是对传统米波雷达的改进和升级,有一些关键技术仍未掌握。

中国JY-26米波雷达

中国自主研制的JY-26警戒雷达,是第四代反隐身米波三座标雷达,技术水平被认为是世界第一。和俄罗斯的“天空-Y”雷达不同的是,JY-26雷达只使用一组天线,就能实现对目标的三坐标精确定位和跟踪。从这个方面来说,中国的三座标米波雷达技术确实更先进一些。JY-26雷达采用二维数字有源相控阵技术,最远探测距离达500公里。有消息称,该雷达曾监测到F-22战机。

在介绍JY-26雷达的研制过程时,专家表示该雷达的技术和零部件都是自主攻克的。JY-26雷达的芯片和功率管都是国产的,目前全部频段的器件都不再需要进口了,包括米波、微波、毫米波等。用于雷达进行360度旋转的“回转支撑”配件,之前依赖进口如今也实现了国产。该配件的动载跳动量仅有头发丝粗度的1/3,使用寿命达到10万小时以上,部分指标超过世界先进水平。

随着这些关键技术的突破,JY-26雷达后来居上,一跃成为全球最先进的机动式米波三坐标雷达。之所以超越了其他雷达,主要原因是JY-26雷达集目前最先进的雷达技术于一身,包括二维数字有源相控阵、多输入多输出、稀疏矩阵和超分辨率等技术,而且它还携带了两台电脑,可以按需求随时改变雷达波束,使用了机动式运载方式,外表简洁,体积和重量都比较小。

中国YLC-8B雷达

除了JY-26米波雷达外,YLC-8B雷达也可以发现隐形战机等目标。YLC-8B雷达也是一款第四代机动式相控阵雷达,当它工作在特高频波段时,依靠二维数字有源相控阵体制,可以对隐形目标进行三座标探测和定位。和JY-26米波雷达一样,YLC-8B雷达的核心组件也全部是国产的。该雷达是全球少数能发现F-22等隐形战机的雷达之一,主要性能要优于国外同类型雷达。

YLC-8B雷达主要有以下特点:一是可探测多种类型目标,包括隐形战机和小型导弹等目标;二是可对目标进行三座标定位,解析度高,分辨率精准;三是可进行自动化信息处理,及时为指挥系统、防空导弹系统及航空兵提供目标的综合信息,包括目标的方位、距离、高度和敌我识别等。

美国新型陆基雷达简介

AN/TPY-2雷达

美国的雷达技术十分先进,比如“萨德”系统的AN/TPY-2雷达,它是一种X波段固态有源相控阵雷达,也是全球探测距离最远的陆基可移动车载雷达。该雷达的探测能力很强,有分析认为,AN/TPY-2雷达对RCS值0.01平米目标的探测距离约为500到570千米,对RCS值为0.1平米目标的探测距离为1200到1300千米,对RCS值一平米以上目标的探测距离可达2000公里。

TPY-X雷达

不过AN/TPY-2雷达的主要作用是探测弹道导弹,虽然它也具备一定的反隐形能力。2015年10月,美国洛克希德·马丁公司开始研制一款新型的远程识别雷达。2018年12月,该公司展示了TPY-X雷达原型,它的外观跟JY-26雷达非常相似。TPY-X雷达是一种L波段有源相控阵雷达,采用了数字架构、数字波束分布式设计和GaN器件。洛马公司表示,TPY-X雷达主要用于探测小型目标。

3DELRR雷达

在美国新型陆基可移动雷达中,还有一款3DELRR三维远征远程雷达。该雷达最终由雷神公司负责研制,整个3DELRR项目包括35个系统,用于取代原来的AN/TPS-75雷达。3DELRR雷达是一种三坐标远程探测雷达,可探测、识别、跟踪远程空中目标,包括战斗机、直升机、弹道导弹、巡航导弹,以及无人机等。3DELRR雷达采用基于C波段的GaN技术和器件,可以及时将目标信息传输给控制中心。3DELRR雷达甚至还可以提供精确的实时空中图像。

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