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中国发展反隐身雷达组网 探测距离能成倍拓展

发布时间:2019/1/10 9:42:07浏览:

核心提示:自从隐身飞机问世以来,其神话广为流传。诸如“肉眼发现了雷达上都还未出现”,“只有不到20km的发现距离”等等。那么浩汉这次简单做个估算探测距离,相控阵,雷达,现在什么行业最赚钱

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自从隐身飞机问世以来,其神话广为流传。诸如“肉眼发现了雷达上都还未出现”,“只有不到20km的发现距离”等等。那么浩汉这次简单做个估算,看看隐身飞机的隐身性能到底有多强,能够贴到多近的距离才能被雷达发现。

首先,介绍下估算的基本背景。我们的隐身飞机,这里以典型的低可探测型号如F22/F35 来模拟,其信号特征用RCS来衡量,这里取其迎头正面设为0.01m2级。整个模拟框架为忽略杂波、电子干扰等复杂战场环境,结合经验公式来进行简单分析。

很多朋友可能会说,这有什么好算的,根据雷达方程,对目标的探测距离不是随着目标RCS的四次方根(即0.25次方)线性变化的么。是,没错。根据典型雷达方程,确实如此。但是很多朋友忽略的一个问题是,这个雷达方程的探测距离,是建立在稳定跟踪之上的。什么意思呢?就是说只有当雷达在已经发现目标,并对其建立跟踪的条件下,此时rcs变化,那么跟踪距离才是随之的0.25次方起变化。如果当雷达没有发现目标,仍处于搜索状态,那它对RCS的响应自然是不同的。因此,传统的观点认为,当RCS缩小至原来的十分之一,即-10dB时,探测距离变为原来的56%;RCS缩减至原来的百分之一,即-20dB时,探测距离变为原来的32%左右。但实际上这种跟踪状态对于没有发现目标的雷达而言没有意义。因为当雷达处于搜索状态时,是对未知空域进行一个广角扫描,需要覆盖较大空域,搜索时间往往较长。尤其是当使用针状波束扫描时,其扫描完所有空域的时间和建立目标信息的时间很长(一般至少需要最少3-6次连续扫描信息才能确立目标)。而低RCS目标目标本身信号特征低,回波信噪比不高,其发现难度进一步增加。根据一项研究和经验公式,对于传统的机扫雷达,地面警戒搜索雷达(往往使用扇形波束,搜索效率比针状波束高)有效探测距离随着RCS的变化关系是0.5次方,而非经典公式里的0.25次方;机载机扫雷达(往往使用针状波束,因而搜索效率低下)其有效探测距离随着RCS的变化关系是0.75次方。

浩汉小编特意制作几张张曲线图,更为形象得看各种典型雷达搜索和跟踪距离随着隐身目标RCS的变化而变化的趋势。这里我们假设了三种类型的雷达,分别是战斗机机载雷达、地面警戒雷达、预警机机载雷达。包括有苏27的N001雷达,其对迎头上视目标的典型探测距离为120km(RCS=3m2)(后面的探测距离均为该RCS下的值),有设想中的典型机载相控阵雷达探测距离为250Km;典型地面警戒雷达探测距离为300km,地面相控阵警戒雷达探测距离350km;E3的APY1探测距离400km,E2D的APY9雷达探测距离500km。上面具体数据只是大致仿真模拟,并不代表真实值,但是量级上肯定没问题。为了方便比较,这里假定雷达的最大搜索距离和最大跟踪距离相等。

战斗机机载雷达

地面雷达

空中预警机雷达

这里值得再次强调的是,我们只考虑雷达和目标两者参数,不考虑实际中存在的杂波和电子干扰等因素,且横坐标RCS和雷达波段对应起来。也就是说,0.01m2是指该雷达波段下的值,并不代表隐身飞机在该波段下也有这么低的RCS。这里为了一致起见,没有做更多区分。

所以,我们得到的结论是,对于老式机载机扫雷达,靠自己自己搜索低可探测目标只有可怜的几公里,老式地面警戒雷达好不到哪里去,也只有不到20公里。而传统预警机使用针状波束搜索时,也只有不到10公里的距离(实际上预警机的搜索模式并不唯一,所以实际表现会更好一些)。这应证了之前的说法,即对隐身目标的雷达探测距离和目视距离差不多。

再来看看使用了相控阵技术的雷达,因为相控阵波束扫描非常敏捷,搜索效率和刷新率非常高,其搜索时更趋于0.5次方的变化率,因而表现要比机扫雷达好。分别可以增加到15km、20km、30km。如果相控阵雷达依靠自身固有优势,能在不同扫描模式之间切换,其搜索距离也是大于这个预测值的。

中华暖风的文章中出现的表格

如果考虑到地面警戒雷达和空中预警雷达爱用的s波段情况,假设F22/F35一类目标在此波段下RCS上升到0.05,那么使用了相控阵技术后,搜索距离可分别提升至75km、50km左右,再考虑使用高效率的搜索模式,该距离还能够提升到大于100公里的程度。这个结论也能够从侧面反映出E2D的优异反隐身能力,在UHF波段,假设隐身目标RCS提升为0.5m2级别,其搜索距离也有大约200km。

这个结论也说明,传统雷达要想反隐身,升级为相控阵是必须的,而且最好是升级为波形更为灵活的AESA。当然,即便有大于100公里的搜索距离,在实战中也是很捉襟见肘的,如果有反隐身雷达提前搜索确立隐身目标的方位,让这类非反隐身雷达在一个小区域内搜索,其性能会很接近与跟踪模式,此时对隐身目标的探测距离能够拓展到之前的数倍之多。这也是我国大力发展反隐身雷达组网,提升体系化反隐身能力的原因之一。(作者署名:浩汉防务)

各型反隐身雷达,能在数百公里外发现隐身目标

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