03.03 國產反隱身雷達怎麼那麼大?

武器正能量


國產反隱身雷達怎麼那麼大?

這個問題其實挺有意思的,其實,不只是國產的反隱身雷達顯得特別巨大,在國外,只要是和反隱身雷達這個概念沾邊的雷達,也是統統看起來尺寸異常的巨大。那麼,國內外反隱身雷達的體積都顯得巨大這個問題究竟是什麼原因導致的呢?


首先,我們必須提到的是當下這類主流的反隱身雷達的原理。我們知道對於反隱身雷達來講,針對隱身目標的探測手段,主要是靠較長的工作波長來達到一定反隱身效果,典型代表為我國研發的JY-26、JY-27型以及俄羅斯的東方-E型這類工作在米波波長的反隱身雷達。而米波雷達的物理特性針對隱身機而言,這類雷達可以讓其吸波隱身蒙皮的作用大打折扣。

因為按照一般情況,隱身戰機上吸波蒙皮的厚度必須達到入射波長的四分之一才有吸波效果,而對於工作波長動輒一米甚至數米的米波反隱身雷達而言,如果隱身戰機想要對這種雷達有著比較好的蒙皮吸波效果,那麼它的機體表面吸波蒙皮的物理厚度則需要達到0.25米以上,這種級別的蒙皮處理,對於現在的隱身戰鬥機來講是根本無法接受的。


而這些反隱身雷達之所以體積巨大的原因就是來自其較低的工作頻率與動輒1米甚至上10米的工作波長。而對於米波雷達反隱身雷達來講,受限於無線電的物理特性限制與對性能的追求這兩個主要因素的影響,所以才形成了其體積異常巨大的結果。


第一點不得不講的就是雷達的工作波長與其天線振子尺寸和天線振子之間的間隔距離的關係了。這是因為雷達的工作波長與其天線振子尺寸和天線振子之間的間隔距離這些都是成正比的關係,一般雷達所使用的天線振子都是1/2λ的波長或者1/4λ的波長,這樣才能達到比較好的發射與接收的效率最大化。也就是說,一部工作波長在1米的米波雷達,它所使用的天線振子尺寸大致為0.5米或0.25米這個級別。


而對於天線振子之間的間隔,我們可以看下面這個八木天線的增益與排陣間距的關係表:從表中我們可以看出,以雷達工作波長λ為單位的天線間隔距離與天線增益是呈正比的。簡單的講就是,天線間距在一個範圍內越大,這個天線陣列的增益或性能就越強。

而正是上述這些基礎的無線電的物理特性,正是造成米波反隱身雷達天線尺寸巨大的主要原因。


此外,天線的孔徑大小和增益都與雷達的工作波長有著十分密切的關係,這幾個因素直接關係到雷達的性能水平。如下圖的公式所示:這裡面,G表示天線增益,Ae表示天線有效孔徑。我們可以很明顯的得出,在天線有效孔徑大小相同的情況下,較短波長,可以獲得較大的天線增益,成平方的反比關係;而要獲得同樣的天線增益值,天線有效孔徑與波長的平方成正比關係,也就是波長越短,需要的天線有效孔徑越小,所以想小型化需要利用更高的頻率。


在舉個比方,如下圖所示,工作在不同波段的雷達,同樣都想達到40dB的天線增益,X波段雷達需要的有效孔徑不到1㎡,而表中UHF波段的雷達都需要數百平方米的天線孔徑,工作波長比UHF波段更長的VHF波段也就是米波反隱身雷達所需的天線孔徑就更不用說了。所以,主流的機載火控雷達通常工作在X波段,天線孔徑並不大,而UHF與VHF米波反隱身雷達因為其天線孔徑的要求,自然顯得體積特別龐大。

所以結論就是,米波體制的反隱身雷達,其體積之所以這麼龐大,還是受無線電的物理特性與雷達本身對性能的追求這兩個主要因素雙重影響的結果,無論是國內還是國外的相關型號,均是如此。


中外艦聞


前段時間,央視的《對話》欄目“我是總師系列”推出了吳劍旗的專場。吳劍旗,是中國電科雷達領域首席科學家,是他讓我國在反隱身雷達領域從追趕者,變為了領路人。是他,鑄就了我國防空的“火眼金睛”。俗話說十年磨一劍,中國花了將近三十年時間才研製成功反隱身雷達,併成功處於國際領先地位。這節節目也讓反隱身雷達成為了熱門話題,那麼,反隱身雷達到底靠的是什麼來反隱身戰機的?下面我們就一起來了解一下。


要了解反隱身雷達呢,我們應該先知道反隱身雷達要對付的東西——隱身飛機。所謂隱身飛機,就是指利用各種技術減弱飛機本身的雷達反射波、紅外輻射特徵等信息,從使敵方探測系統很難發現的飛機。目前主要有三個隱身方法:一是減小飛機的雷達反射面,主要是在飛機的外型上下功夫並在機身上採用吸波材料等;二是降低飛機紅外輻射信號,主要是對飛機上容易產生紅外輻射的部位如飛機發動機的尾噴口進行隔熱、降溫等措施;三是給飛機採用低可視度化塗裝。不過這隻能降低敵方飛行員肉眼可視度。而與此相對應的是,而反隱身雷達就是在這些方面找出隱身飛機的弱點。

例如,米波反隱身雷達發出米波探測波主要是針對的是隱形飛機外層的雷達吸波塗料,我們要知道米波是不能被雷達吸波塗料所幹擾,所以隱身飛機無法吸收雷達波從而被發現。第二種方法就是採用多基陣無源時差定位的方案,這個名稱聽起來好像很高大上的樣子,其實它的原理是很簡單,我們知道,隱形飛機通過精心設計飛機的外形,把敵方雷達發出的雷達波反射到其他方向去,從使得敵方雷達將接收不到回波,發現不了東西。

而反隱身雷達就是在不同方位設置多個雷達信號接收站,接收被隱身飛機反射到各處的回波,並通過這些數據來推算出隱身飛機的位置,從而發現飛機。第三種方法就是採用被動探測法,即設備自身並不發射任何電磁信號,而是通過外部隱形飛機本身散發的信號源進行被動探測。而隱形飛機在執行任務時就是一個移動信號源,所以就會被發現。俗話說得好,道高一尺,魔高一丈。隱身和反隱身之間的較量將會一直持續下去,它們將會推出什麼手段來制約對方呢?我們拭目以待。


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