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反隐身技术


电子新技术讲座学习有感
————反隐身技术
电子信息工程 081 班 摘要: 简单介绍了中外反隐身技术的发展以及中国在这方面的建设历程, 阐述了反隐身技术在国防 建设中的重要意义。 并结合美国等发达国家的反隐形技术研究状况给出了一些反隐身技术和它们 的基本原理。 关键词:雷达,隐身,反隐身 经过 50 多年的发展,中国已基本形成以常规体制雷达为主,实现国土全域预警覆盖,探测 目标实时性强,可全天候工作的对空情报雷达网。 记者从中国空军司令部有关部门了解到,作为对空情报雷达网的重要组成部分,空军雷达兵 自 1950 年以来在全国各个重点地区、重点方向、重点目标上构筑起了各种雷达站,由此组成了 国家对空防御的“第一防线”。 从组建开始,空军雷达兵就是全军的高技术兵种之一。现在,这支队伍中 85%的军官具有本 科以上学历。“九五”以来,国家又持续对空军雷达兵部队的武器装备进行了重点建设。空军司令 部有关部门负责人方磊透露,空军预警探测系统整体作战能力已与发达国家相差无几。 方磊介绍说,空军 60%的有人值守雷达站设置在高山、海岛等自然环境恶劣、生活条件艰苦 的地区。上世纪 90 年代开始,中央军委、解放军总部和空军根据实际情况,最大限度地改善了 边远、艰苦地区雷达兵的“吃水难、洗澡难、看病难”问题;对海拔 2000 米以上的高山雷达站, 实施了定时换岗休整制度;为驻站官兵家属、子女的就业、上学,制订了一系列特殊政策。 方磊说,空军雷达兵未来将随着信息化发展的进程,着力实现由保障防空作战向保障防空作 战的同时重点保障空军进攻作战转变,由保障日常单一飞行兵器向保障高技术、多样化飞行兵器 转变,由保障单一军种作战向保障三军联合作战转变。 专家们预言,21 世纪前 20 至 30 年,“全维防空”将成为防空的基本模式。 “全维防空”是指为维护国家空天安全所采取的一切措施的总称,即以防御为目的,综合运用 各种资源和方法,控制国家的全维空中安全环境,通过航空航天空间对敌方空中和地、海面目标 施加一切打击。 “全维防空”将防御范围超越大气层,扩大到外层空间,这是适应军事行动向太空扩展的必然 选择。 “全维防空”的基本任务是控制国家空天安全环境, 目标是创造无敌方空天威胁和侵害的稳定 态势,这种态势包括战略、战役和战术三层。这种防空模式,要求人们树立信息防空观,运用信 息化作战手段,采取与信息化对抗规律相适应的样式和方法。 黄谱军 7020908012

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专家的预言不是没有根据的。眼下,美国正在积极发展的导弹防御系统、研制先进的防止计 算机病毒的软件、修筑具有新型防空功能的地下工事等,以及一些发达国家在类似方面的实践都 清楚地表明:全维防空正在从理论走向现实。 结合俄罗斯破神话的三招: 一是新老技术结合。 由于隐形战机研制的背景是对抗以厘米波为主的防空雷达,因此,将雷达的扫描波段向米波 段和毫米波段,甚至红外波段和激光方面扩展,都将具有一定的反隐形能力。 俄罗斯在老式的米波雷达和最新的毫米波雷达搭配对抗隐形战机方面取得了较好的成果。 老 式的米波远程警戒雷达虽然不能精确定位入侵目标,但可以指出隐形战机的大致位置,此时防空 部队通过计算确定截击区域并发射防空导弹拦截目标, 而这种防空导弹除了原有的导引头外还配 备了先进的毫米波雷达导引头。 当导弹到达预定拦截空域后,毫米波导引头开机扫描目标并实施攻击。这种新老结合的办法 充分发挥了两种雷达的特性,既扩展了防空区域,也达到了拦截隐形战机的目的。 二是发展天空、太空雷达。 隐形战机的目的是为了保护战机不被发现和拦截,达到隐蔽进攻的目的,隐形重点多放在鼻 锥方向正负 45 度范围内的 RCS 值,对上方和后方的关注较少。因此,只要设法让雷达从敌机的 上方或者侧后方照射,隐形飞机就无所遁形了。俄罗斯计划发展天空雷达、太空雷达,面对从天 而降的监控,任何隐身战机都将现出原形。 三是发展被动探测系统。 捷克的“维拉”(Vera)雷达实际上就是一种新型被动探测系统,他本身不发射电磁波,而依靠 昼夜不停工作的电视台、电台甚至是手机在近地空间传输的电磁波,通过区分和处理隐形目标对 这些电磁波信号的扰动,探测和跟踪隐身目标。 虽然维拉是由捷克研制生产的,但考虑到其研发的苏联背景,而且苏联也购买了数套系统, 可以认为俄罗斯已经掌握了相关技术,并已经装备部队。 结合美国等发达国家的反隐形技术研究状况: 美国 1977 年在国防部建立了反隐形办公室,对各种时间段发展反隐形技术和能力的效费比 进行了研究,结果是发展反隐形技术比发展隐形能力要困难 100 倍,认为值得为发展隐形技术投 资。美军提出并分析了 50 种非常规防空概念,并对其中的一些进行了详细分析,还进行了一些 实验。这些概念包括:声学系统、双基地雷达系统、红外探测方法、电晕放电探测、与宇宙射线 相互作用、被动相干探测方法、雷达影子探测、“地雷”、磁扰动探测、混合双基地空间雷达、高 频表面波雷达、探测飞机辐射、探测辐射度、飞行器气动尾迹探测、超宽带(脉冲)雷达。反隐形 措施的研究正在向着全方位、综合运用、系统集成的方向发展。 利用常规雷达反隐形探测技术 研制高灵敏度雷达。这种雷达利用某些特种技术措施来提取目标重要信息。包括先进的单基 地雷达(宽频带/超宽频带雷达、超视距雷达)、双/多基地雷达、毫米波雷达、超高距离分辨率 雷达、合成孔径/逆合孔径雷达、多功能相控阵雷达、激光雷达等。美国的高灵敏度雷达正处于
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研究、样机试验阶段。预计高灵敏度雷达技术(如研制稳定度更高的频率发生器、信号处理能力 更强的系统,以及动态范围更宽的接收机和模拟/数字转换器等)将会有新的突破。 扩展雷达的工作波段。由于隐形平台通常是针对厘米波段(1~20GHz)雷达的,而且能够吸收 雷达能量的隐形材料的厚度与 1/4 雷达波长有关。对超高频(300~1000MHz)和甚高频(100~ 300MHz)的较低频段,隐形效果不好。在众多的反隐形技术中,使用低频(<500MHz)是最有效的。 因此,将雷达的]二作波段向米波段和毫米波段,甚至红外波段和激光方面扩展,都将具有一定 的反隐形能力。美军正在制造工作在米波段的 AN/FPS118 超视距预警雷达;已研制成功一种海 军用的可机动的小型战术超视距雷达;另一种舰载超视距反隐形雷达也在研制中,这两种雷达都 工作在米波段。澳大利亚、俄罗斯、英国、法国、日本等也在部署超视距雷达。美空军计划为“爱 国者”防空导弹安装 35GHz 的毫米波雷达导引头,并开展红外探测系统和激光雷达预警系统的研 究工作。 提高现有雷达的探测能力。 采用先进技术改进现有雷达, 包括采用频率捷变技术、 扩频技术、 低旁瓣或旁瓣对消、窄波束、置零技术、多波束、极化变换、伪随机噪声、恒虚警电路等技术, 以提高雷达的抗干扰能力,从而提高雷达的测铡能力;通过采用功率合成技术和大时宽脉冲压缩 技术,来提高雷达的发射功率;通过采用数字滤波、电荷耦合器件、声表面滤波和光学方法等先 进技术,来提高雷达接收机的信号处理能力等等。在此基础上,再通过雷达联网,从整体上提高 雷达的反隐形能力。 研制新体制雷达。 ①谐波雷达。谐波雷达能接收隐形兵器所辐射的入射波谐波,但辐射能 量很低,有待于进一步解决。②无载频雷达。无载频雷达又称冲击脉冲雷达。无载频雷达改变信 号基波和谐波的混合, 重新形成波形, 取代发射所要求的波形, 一般用方形脉冲, 脉冲极窄(0.1~ 1ns),其瞬时频谱带极宽(0~15GHz),可能发现隐形目标并进行识别和分类,在一定程度上可降 低隐形的效能。目前正处于原理性探索阶段。③双频段雷达。隐形兵器的隐形措施在一定频率范 围内起作用,双频段体制的雷达有助于探测隐形目标。 区别于常规雷达的新型探测手段采用光学、红外探测系统探测隐形目标。目前,采取的隐形 措施主要是反雷达隐形,降噪、反红外和可见光措施较少,技术难度大。采用光学、红外和紫外 探测装置,可以弥补雷达探测的缺陷。1996 年,英国“轻剑”光电跟踪系统,曾在 6 千米的距离上 截获并跟踪了 B-2 隐形轰炸机。1997 年底,美第 366 空中远征联队从美国本土飞赴巴林时,曾 使用商业成像卫星的图像跟踪常规飞机。由此可见,采用可见光侦察卫星能够发现隐形飞机。海 事电光监视系统(MEOSS)可用于小舰, 其探测范围是向上 30 度, 向两边各 170 度, 采用 8~12um 波长,可探测 7.5 千米外 20m 长的艇,1.5 千米外的人。“红外搜索和跟踪”( IRST)扫描器、 ARISE(ARE 可重构建的红外扫描装备)能够进行 360 度监视。 将雷达系统安装在空中平台上。隐形飞行器的隐形重点多放在鼻锥方向正负 45 度范围内, 其他方位的隐形效果较差。将探测系统安装在空中平台上,通过俯视探测,可提高对雷达截面较 小的目标的探测概率。 美空军的 E-3A 预警机(采用高 PRF 脉冲多普勒雷达)和海军正在研制的“钻 石眼”预警机(采用有源相控阵雷达)以及高空预警气球(载大型孔径雷达),都能有效地探测隐形目 标。俄罗斯、英国和印度等国都很重视发展预警机。改进机载预警系统的措施是:提高脉冲多普
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勒雷达的灵敏度, 以跟踪更远距离的更小目标; 安装先进的平面态势显示器; 多个传感器一体化; 采用数字通信系统、卫星通信、宽频谱甚高频无线电设备;利用全球定位系统等。 新型被动探测系统。其工作原理是:利用昼夜不停工作的电视台和电台在近地空间传输的电 磁波, 通过区分和处理隐形目标反射的这些电磁波的信号, 探测、 识别和跟踪诸如飞机、 直升机、 巡航导弹, 甚至卫星等目标。 1998 年美国演示了“利用周围射频跟踪卫星”地基被动探测监视系统, 可探测轨道高度为 1000 千米以下的卫星;同年,美国还演示了洛克希德-马丁公司生产的“寂静 哨兵”被动探测装置。“寂静哨兵”对 180hn

参考文献: [1] 丁鹜飞等 雷达原理 西安电子科技大学出版社 2000,3. [2] 舰用雷达与对抗 1987,7. [3] 电子对抗 1999,3. [4] 康青,红外隐身机理与运用[J],红外技术.2002,31(1):88~93. [5] 许国根,贾瑛,张剑,隐身伪装技术与化工新型材料的运用[J],化工新型材料,2001,29(11):1.

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