江苏龙网

  1. 首页 > 人文 > >

北国防务|歼20、F22的机载有源雷达天然适合隐身，但并非无敌不可破解

北国防务|歼20、F22的机载有源雷达天然适合隐身，但并非无敌不可破解

文章图片

【北国防务|歼20、F22的机载有源雷达天然适合隐身，但并非无敌不可破解】北国防务|歼20、F22的机载有源雷达天然适合隐身，但并非无敌不可破解

文章图片

北国防务|歼20、F22的机载有源雷达天然适合隐身，但并非无敌不可破解

对于F-22、歼-20、F-35以及苏-57这些第五代战斗机而言 ， 隐身外形是它们给人的第一印象 。 但在现代战场上 ， 光外形隐身是不够的 ， 四代机拥有大量的电子设备 ， 这些设备辐射的信号也足以令飞机暴露 ， 这也就衍生出了射频隐身的概念 。
机载火控雷达作为飞机信号辐射“大户” ， 管控好它的辐射可谓头等大事 。 还好 ， 五代机使用的有源火控雷达在实现“低截获概率”（LPI）方面有天然优势 。 这在具体实现过程中当然是一个高度复杂的工程问题 ， 但我们还是也可以深入浅出的进行理解 ， 今天北国防务就来说说这事儿 。

△中美俄的五代机全部用上了机载有源相控阵火控雷达 ， 有源雷达虽好 ， 但如“低截获概率”等也容易被神话
机载有源相控阵雷达的 “低截获概率” ， 顾名思义就是很难被发现 。 这又分成 “敌方感测不到信号”（看不见）以及 “抓得到信号但是当成噪声滤掉”（看不懂）两种情况 ， 当然实际上是两者混用 。
第一种情况是 ， 用低脉冲功率与较久的观测时间 ， 使自己的主动探测距离大于敌方被动探测距离 。 我们都知道雷达功率越大探测距离越大 ， 被探测距离也越大 ， 特别是主动探测时信号一去一回又被目标散射或吸收而衰减 ， 而被动探测时信号只有单程 ， 且没有被散射或吸收 ， 所以目标所收到的信号会比雷达本身强很多 ， 故通常雷达还没发现目标时 ， 目标已经发现雷达信号了 ， 这也正是雷达预警的基本原理与优势 。

△机载有源雷达的一个核心优势就是能量可控 ， 这不仅对提升探测能力至关重要 ， 对射频隐身有很有利
但其实对雷达而言 ， 影响距离的是累积的能量 ， 也就是功率乘以时间 ， 因此除了增加脉冲功率外 ， 也可藉由增加信号累积时间来延长距离 。 而预警系统只是依据脉冲强度来探测目标（如果累积信号的话 ， 根本不知道累积的是不是同一个目标的信号） ， 因此如果雷达的脉冲功率够小、信号累积时间够长时 ， 主动发现距离就有机会超过敌方的预警距离 。 有源相控阵雷达就可以轻易需要调整发射功率 ， 在这方面相当有优势 。
第二种情况是 ， 雷达信号的载波频率不断变化 ， 甚至脉冲重复频率也不断变化 ， 这使得敌方预警系统就算抓到信号 ， 也难以量测出信号的规则 ， 也就难以察觉雷达的工作模式 ， 这样就无法做出正确的警报 ， 甚至可能当成杂波滤除 。 这种 “抓得到信号但是看不懂”还不是跳频模式的全部效果 ， 一定程度上也可以降低被发现的距离 。

△“鹰狮”将采用的有源雷达 ， 采用氮化镓器件 。 这应该是目前最清晰机载有源雷达天线正面图 ， 其各家产品考虑保密 ， 都会给天线盖上盖子 ， 或者图片极为模糊
大致了解“低截获概率”的原理就知道 ， 在这种模式并不是把信号 “变不见” ， 它仍有信号 ， 只是藉由 “钻漏洞”的方式 ， 让固有型号的雷达告警接收机难以探测或识别 。 可想而知 ， 如果设计时就考虑到敌方有“低截获概率”能力 ， 雷达告警接收机发现雷达信号并非不可能 ， 甚至可以说不会太难 ， 只是也会有使用限制：
对于第一种 “低功率、长时间累积信号”的“低截获概率”模式而言 ， 由于目标是动态的 ， 因此实际上信号累积时间不能太长 ， 例如凝视1毫秒或10毫秒 ， 目标基本上都在原来的波束范围内 ， 但如果凝视1秒 ， 目标很可能早就脱离波束范围了；此外 ， 藉由延长信号累积时间来探测 ， 也表示相同时间能照射的目标数会比较少 ， 因此在“低截获概率”、探测距离、多目标能力（数据更新率）三个冲突性能的取舍下 ， “低截获概率”模式的信号累积时间一样有上限 。 信号累积时间有上限就表示 ， 信号强度有其下限 。 这表示 ， 只要雷达告警接收机的敏感度够高 ， 就还是可以在我机被发现之前先抓到雷达信号 。

△F-35的ASQ-239型电子战系统 ， 拥有出色的雷达告警能力 ， 有10组告警天线环绕机身
而要调高敏感度 ， 一方面是藉由硬件组件的设计 ， 另一方面就是在软件端降低报警阀值 。 这就可能造成大量的虚警 ， 而为了降低虚警 ， 就必须运用更大量的运算资源去除错 。 降低报警阀值这项可以在旧系统升级时实现 ， 而提高组件的硬件敏感度以及加强运算能力 ， 就必须是新研制的系统 。

△苏-35的L-150-35电子侦察系统 ， 垂尾、尾椎以及前缘襟翼上拥有多组告警天线 。 接收频率覆盖1.2-40GHz ， 能存储1024种雷达参数 ， 可支持反辐射导弹作战
而在频率变换型的“低截获概率”模式方面 ， 如果在设计时已经考虑“低截获概率”雷达的存在 ， 甚至在数据库中已经预先考虑若干“低截获概率”模式 ， 再搭配强大的数据比对能力 ， 那么这种传统雷达告警接收机“看不懂”的模式是难逃新一代设备法眼的 。 至少 ， 如果预设有“低截获概率” ， 就不会轻易将可疑信号忽略 。
如开头所言 ， 无论是“低截获概率”的雷达 ， 还是截获信号的感知端 ， 背后是高度复杂的工程 ， 技术含量极高 。 但有一点可以肯定 ， 即雷达的“隐身”与外形“隐身”一样并不是绝对的 ， “隐身”和“反隐身”总是在不断博弈 ， 此消彼长、不进则退 。


    推荐阅读


    上一篇：新冠肺炎|美国男子等待新冠病毒检测时死亡，检测中心爆满需等数小时

    下一篇：八一八乘风破浪姐姐们的学历，原来她们的学历这么能打！