Itin plačiajuostis radaras: vakar ar rytoj?

Itin plačiajuostis radaras: vakar ar rytoj?
Itin plačiajuostis radaras: vakar ar rytoj?

Video: Itin plačiajuostis radaras: vakar ar rytoj?

Video: Itin plačiajuostis radaras: vakar ar rytoj?
Video: Putin develops hypersonic mini-missile which 'can obliterate any defence system' 2024, Kovas
Anonim
Itin plačiajuostis radaras: vakar ar rytoj?
Itin plačiajuostis radaras: vakar ar rytoj?

Šiuolaikiniai vietiniai konfliktai, net ir žemiausio ginkluotųjų pajėgų išsivystymo šalyse (Sirija, Ukraina), parodo, koks didelis yra elektroninės žvalgybos ir aptikimo įrangos vaidmuo. Ir kokius privalumus gali gauti šalis, naudodama, pavyzdžiui, priešbaterijų sistemas, prieš šalį, kuri tokių sistemų neturi.

Šiuo metu visų radioelektroninių sistemų kūrimas vyksta dviem kryptimis: viena vertus, siekiant maksimaliai padidinti jų valdymo ir ryšių sistemas, žvalgybos surinkimo sistemas, tikslių ginklų valdymo sistemas kartu su visomis anksčiau išvardytomis sistemomis ir kompleksais.

Antroji linija yra sistemų, kurios gali padaryti kuo kokybiškesnę trukdyti priešui visų aukščiau išvardytų priemonių veikimą, kūrimas, siekiant paprasčiausio tikslo - neleisti priešui padaryti žalos ir žalos savo kariams.

Čia taip pat verta paminėti darbą, susijusį su objektų maskavimo galimybėmis ir metodais, sumažinant jų radaro parašą, naudojant naujausias radijo sugeriančias medžiagas ir dangas su kintančiomis atspindinčiomis savybėmis.

Tikriausiai verta išversti: mes negalėsime padaryti bako nematomo radijo spektre, tačiau galime kiek įmanoma sumažinti jo matomumą, pavyzdžiui, padengdami jį medžiagomis, kurios duos tokį iškraipytą signalą, kad identifikavimas bus būti labai sunku.

Taip, mes vis dar remiamės tuo, kad visiškai nematomų orlaivių, laivų ir tankų tiesiog nėra. Bent kol kas. Jei subtilūs ir sunkiai įžiūrimi taikiniai.

Vaizdas
Vaizdas

Bet, kaip sakoma, kiekvienas taikinys turi savo radarą. Signalo dažnio ir stiprumo klausimas. Tačiau čia ir slypi problema.

Naujos medžiagos, ypač radiją sugeriančios dangos, naujos atspindinčių paviršių skaičiavimo formos-visa tai sumažina saugomų objektų fono kontrasto lygį. Y., Skirtumą tarp valdymo objekto elektrinių savybių ar jo defektų nuo aplinkos savybių tampa sunku atskirti, objektas iš tikrųjų susilieja su aplinka, todėl jo aptikimas yra problemiškas.

Mūsų laikais minimalus fono kontrasto lygis iš tikrųjų yra artimas kraštutinėms vertėms. Taigi akivaizdu, kad radarams (ypač apskrito vaizdo), kurie veikia tiksliai priešingai, tiesiog būtina padidinti gaunamos informacijos kokybę. Ir tai nėra visiškai įmanoma padaryti įprastai didinant informacijos kiekį.

Tiksliau, galima padidinti radarų žvalgybos efektyvumą / kokybę, klausimas tik kokia.

Jei imsitės hipotetinio radaro, nesvarbu, koks jo tikslas, tiesiog apskritas radaras, kurio nuotolis yra, pavyzdžiui, 300 km (pvz., „Sky-SV“) ir nustatysite užduotį padvigubinti jo diapazoną, turėsite išspręsti labai sunkios užduotys. Aš čia nepateiksiu skaičiavimo formulių, tai yra gryniausio vandens fizika, o ne paslaptis.

Vaizdas
Vaizdas

Taigi, norint padvigubinti radaro aptikimo diapazoną, reikia:

- 10-12 kartų padidinti radiacijos energiją. Tačiau fizika vėl nebuvo atšaukta, radiaciją galima tiek padidinti tik padidinus sunaudotą energiją. Tai reiškia, kad stotyje atsiras papildoma elektros energijos gamybos įranga. Ir tada kyla visokių problemų su ta pačia maskuote.

- 16 kartų padidinkite priimančiojo prietaiso jautrumą. Pigesnis. Bet ar tai apskritai galima realizuoti? Tai jau yra technologijų ir plėtros klausimas. Tačiau kuo jautresnis imtuvas, tuo daugiau problemų dėl natūralių trukdžių atsiranda neišvengiamai veikimo metu. Apie priešo elektroninio karo kišimąsi verta kalbėti atskirai.

- 4 kartus padidinti linijinį antenos dydį. Lengviausias, bet kartu ir sudėtingesnis. Sunkiau transportuoti, labiau pastebimas …

Nors mes nuoširdžiai pripažįstame, kad kuo galingesnis radaras, tuo lengviau jį aptikti, klasifikuoti, generuoti jam asmeniškai apskaičiuotą racionaliausių charakteristikų trukdymą ir jį išsiųsti. Padidėjęs radaro antenos dydis patenka į rankas tiems, kurie turi ją laiku aptikti.

Iš principo pasirodo toks užburtas ratas. Kur kūrėjai turi balansuoti ant peilio krašto, atsižvelgdami į dešimtis, jei ne šimtus niuansų.

Mūsų potencialūs oponentai iš už vandenyno yra susirūpinę šia problema kaip ir mes. JAV gynybos departamento struktūroje yra toks departamentas kaip DARPA - gynybos pažangių tyrimų projektų agentūra, užsiimanti tiesiog perspektyviais tyrimais. Pastaruoju metu DARPA specialistai savo pastangas sutelkė į radarų, naudojančių itin plačiajuosčio ryšio signalus (UWB), kūrimą.

Kas yra UWB? Tai itin trumpi impulsai, kurių trukmė yra nanosekundė arba trumpesnė, o spektro plotis ne mažesnis kaip 500 MHz, tai yra daug daugiau nei įprasto radaro. Skleidžiamo signalo galia pagal Furjė transformuoja (natūralu, kad ne Charlesas, utopikas, praeinantis per istoriją mokykloje, o Jeanas Baptiste'as Josephas Fourier'is, Furjė serijos kūrėjas, kurio vardu buvo pavadinti signalo transformacijos principai) yra paskirstytas per visą naudojamo spektro plotį. Dėl to atskiroje spektro dalyje sumažėja spinduliuotės galia.

Būtent dėl to daug sunkiau aptikti radarą, veikiantį UWB, nei įprastą: tarsi veikia ne vienas galingas spindulio signalas, o tarsi daug silpnesnių, išdėstytų kaip šepetys. Taip, ekspertai man atleis už tokį supaprastinimą, tačiau tai yra tik „perkėlimas“į paprastesnį suvokimo lygį.

Tai yra, radaras „šaudo“ne vienu impulsu, o vadinamuoju „itin trumpų signalų pliūpsniu“. Tai suteikia papildomų privalumų, kurie bus aptarti toliau.

UWB signalo apdorojimas, priešingai nei siauros juostos, grindžiamas priėmimo be detektoriaus principais, todėl signalo pliūpsnių skaičius visiškai neribojamas. Atitinkamai, signalo pralaidumo praktiškai nėra jokių apribojimų.

Čia kyla senas klausimas: ką visa ši fizika duoda, kokie privalumai?

Natūralu, kad jie yra. Radarai, pagrįsti UWB, yra kuriami ir kuriami būtent todėl, kad UWB signalas leidžia daug daugiau nei įprastas signalas.

Radarai, pagrįsti UWB signalu, turi geriausias objektų aptikimo, atpažinimo, padėties nustatymo ir sekimo galimybes. Tai ypač pasakytina apie objektus, kuriuose sumontuotas antiradaro užmaskavimas ir sumažintas radaro parašas.

Tai yra, UWB signalui nesvarbu, ar stebimas objektas priklauso vadinamiesiems „slaptiems objektams“, ar ne. Dangteliai prieš radarą taip pat tampa sąlyginiai, nes jie negali atspindėti / sugerti viso signalo, tam tikra paketo dalis „pagaus“objektą.

Radiatoriai UWB geriau nustato tikslus, tiek pavienius, tiek grupinius. Tiksliau nustatyti linijiniai taikinių matmenys. Jiems lengviau dirbti su mažo dydžio taikiniais, galinčiais skristi žemame ir itin žemame aukštyje, tai yra, UAV. Šie radarai turės žymiai didesnį atsparumą triukšmui.

Atskirai manoma, kad UWB leis geriau atpažinti klaidingus taikinius. Tai labai naudinga galimybė dirbant, pavyzdžiui, su tarpžemyninių balistinių raketų kovinėmis galvutėmis.

Tačiau nesikabinėkite prie oro stebėjimo radarų, yra ir kitų galimybių naudoti radarus UWB, ne mažiau ir galbūt dar efektyviau.

Gali atrodyti, kad itin plačiajuosčio ryšio signalas yra panacėja viskam. Iš dronų, iš slaptų lėktuvų ir laivų, iš sparnuotųjų raketų.

Tiesą sakant, žinoma, ne. UWB technologija turi akivaizdžių trūkumų, tačiau yra ir pakankamai privalumų.

UWB radaro stiprumas yra didesnis tikslumo aptikimo ir atpažinimo tikslumas ir greitis, koordinačių nustatymas dėl to, kad radaras veikia pagal kelis veikimo diapazono dažnius.

Čia UWB „žievelė“paprastai yra paslėpta. Ir tai slypi būtent tame, kad tokio radaro veikimo diapazonas turi daug dažnių. Ir šis platus diapazonas leidžia jums pasirinkti tuos pogrupius, kurių dažniu stebėjimo objektų atspindintys sugebėjimai pasireiškia kuo geriau. Arba - pasirinktinai - tai gali paneigti, pavyzdžiui, antiradarines dangas, kurios taip pat negali veikti visame dažnių diapazone dėl to, kad orlaivių dangos turi svorio apribojimus.

Taip, šiandien radaro parašo mažinimo priemonės naudojamos labai plačiai, tačiau pagrindinis žodis čia yra „mažinimas“. Nei viena danga, nei viena gudri korpuso forma negali apsaugoti nuo radaro. Sumažinkite matomumą, suteikite galimybę - taip. Ne daugiau. Paslėptų lėktuvų pasakos praėjusį šimtmetį buvo demaskuotos Jugoslavijoje.

Apskaičiuojant UWB radarą bus galima pasirinkti (ir greitai, remiantis panašiais duomenimis) tą dažnių paketą, kuris ryškiausiai „paryškins“stebėjimo objektą visoje savo šlovėje. Čia nekalbėsime apie laikrodžius, šiuolaikinės skaitmeninės technologijos leidžia valdyti per kelias minutes.

Ir, žinoma, analizė. Toks radaras turėtų turėti gerą analitinį kompleksą, kuris leistų apdoroti duomenis, gautus apšvitinus objektą įvairiais dažniais, ir palyginti juos su bazinėmis vertėmis duomenų bazėje. Palyginkite su jais ir pateikite galutinį rezultatą, koks objektas pateko į radaro matymo lauką.

Tai, kad objektas bus švitinamas įvairiais dažniais, turės teigiamą vaidmenį mažinant atpažinimo klaidą, ir yra mažesnė tikimybė, kad objektas gali sutrikdyti stebėjimą ar neutralizavimą.

Tokių radarų atsparumas triukšmui padidėja, kai aptinkama ir parenkama spinduliuotė, galinti trukdyti tiksliam radaro veikimui. Ir atitinkamai priimančiųjų kompleksų pertvarkymas į kitus dažnius, siekiant užtikrinti minimalų trukdžių poveikį.

Viskas labai gražu. Žinoma, yra ir trūkumų. Pavyzdžiui, tokio radaro masė ir matmenys žymiai viršija įprastas stotis. Tai vis dar labai apsunkina UWB radarų kūrimą. Maždaug tiek pat, kiek ir kaina. Prototipams ji yra daugiau nei transcendentinė.

Tačiau tokių sistemų kūrėjai į ateitį žiūri labai optimistiškai. Viena vertus, kai produktas pradedamas gaminti masiškai, jis visada sumažina išlaidas. Kalbant apie masę, inžinieriai tikisi galio nitrido pagrindu pagamintų elektroninių komponentų, kurie gali žymiai sumažinti tokių radarų svorį ir dydį.

Ir, žinoma, tai įvyks. Dėl kiekvienos krypties. Dėl to išvestis bus radaras su galingais, itin trumpais plataus dažnių diapazono impulsais ir dideliu pasikartojimo dažniu. Ir - labai svarbu - greitas skaitmeninis duomenų apdorojimas, galintis „suvirškinti“didelius informacijos kiekius, gautus iš imtuvų.

Taip, čia tikrai reikia technologijų su didžiosiomis raidėmis. Lavinos tranzistoriai, krūvio kaupimo diodai, galio nitrido puslaidininkiai. Lavinos tranzistoriai paprastai nėra neįvertinti įrenginiai, jie yra prietaisai, kurie vis tiek parodys save. Atsižvelgiant į šiuolaikines technologijas, ateitis priklauso jiems.

Radarai, naudojantys itin trumpus nanosekundinius impulsus, turės šiuos pranašumus, palyginti su įprastais radarais:

- gebėjimas prasiskverbti į kliūtis ir atsispindėti nuo taikinių, esančių už regėjimo ribų. Pavyzdžiui, jis gali būti naudojamas žmonėms ir įrangai aptikti už kliūties arba žemėje;

- didelis slaptumas dėl mažo UWB signalo spektrinio tankio;

- atstumo nustatymo tikslumas iki kelių centimetrų dėl mažo erdvinio signalo apimties;

- galimybė akimirksniu atpažinti ir klasifikuoti taikinius pagal atspindėtą signalą ir didelę tikslumo detalę;

- efektyvumo didinimas apsaugant nuo visų rūšių pasyvių trukdžių, kuriuos sukelia gamtos reiškiniai: rūkas, lietus, sniegas;

Ir tai toli gražu ne visi privalumai, kuriuos gali turėti UWB radaras, palyginti su įprastais radarais. Yra momentų, kuriuos gali įvertinti tik specialistai ir žmonės, gerai išmanantys šiuos dalykus.

Dėl šių savybių UWB radaras yra perspektyvus, tačiau yra nemažai problemų, kurias sprendžia moksliniai tyrimai ir plėtra.

Dabar verta kalbėti apie trūkumus.

Be išlaidų ir dydžio, UWB radaras yra prastesnis už įprastą siauros juostos radarą. Ir žymiai prastesnis. Įprastas radaras, kurio impulsinė galia 0,5 GW, gali aptikti taikinį 550 km atstumu, tada UWB radaras 260 km atstumu. Esant 1 GW impulsinei galiai, siauros juostos radaras aptinka taikinį 655 km atstumu, UWB radaras-310 km atstumu. Kaip matote, beveik dvigubai.

Tačiau yra ir kita problema. Tai atspindėto signalo formos nenuspėjamumas. Siauros juostos radaras veikia kaip sinusinis signalas, kuris nesikeičia keliaujant per kosmosą. Amplitudė ir fazė keičiasi, tačiau keičiasi nuspėjamai ir laikantis fizikos įstatymų. UWB signalas keičiasi tiek spektre, tiek jo dažnio srityje, tiek laiku.

Šiandien pripažinti UWB radarų kūrimo lyderiai yra JAV, Vokietija ir Izraelis.

JAV kariuomenė jau turi nešiojamąjį minų detektorių AN / PSS-14, skirtą aptikti įvairių rūšių minas ir kitus metalinius daiktus dirvožemyje.

Vaizdas
Vaizdas

Šį minų detektorių valstybės taip pat siūlo savo sąjungininkėms NATO. AN / PSS-14 leidžia pamatyti ir išsamiai ištirti objektus per kliūtis ir žemę.

Vokiečiai rengia projektą, skirtą „UWB Ka-band“radarui „Pamir“, kurio signalo pralaidumas yra 8 GHz.

Izraeliečiai UWB „stenovisor“principu sukūrė kompaktišką prietaisą „Haver-400“, galintį „žiūrėti“per sienas ar žemę.

Vaizdas
Vaizdas

Prietaisas buvo sukurtas kovos su terorizmu vienetams. Paprastai tai yra atskiras UWB radaro tipas, kurį labai gražiai įgyvendina izraeliečiai. Prietaisas tikrai sugeba ištirti operacinę-taktinę situaciją per įvairias kliūtis.

Tolesnis vystymasis „Haver-800“, išsiskiriantis tuo, kad yra keli atskiri radarai su antenomis, leidžia ne tik ištirti erdvę už kliūties, bet ir sudaryti trimatį vaizdą.

Vaizdas
Vaizdas

Apibendrindamas norėčiau pasakyti, kad UWB radarų kūrimas įvairiomis kryptimis (sausumos, jūros, oro gynybos) leis toms šalims, kurios gali įsisavinti tokių sistemų projektavimo ir gamybos technologijas, žymiai pagerinti savo žvalgybos galimybes.

Galų gale sugautų, teisingai identifikuotų ir paimtų palydėti žmonių skaičius, vėliau sunaikinant taikinius, yra pergalės bet kokioje akistatoje garantas.

Ir jei manome, kad UWB radarai yra mažiau jautrūs įvairių savybių trikdžiams …

Naudojant UWB signalus, žymiai padidės aerodinaminių ir balistinių objektų aptikimo ir stebėjimo efektyvumas stebint oro erdvę, apžiūrint ir kartografuojant žemės paviršių. UWB radaras gali išspręsti daugelį orlaivio skrydžio ir tūpimo problemų.

UWB radaras yra tikra proga pažvelgti į rytojų. Ne veltui Vakarai taip aktyviai dalyvauja šios krypties pokyčiuose.

Rekomenduojamas: