Съвременните локални конфликти, дори в страните с най -ниско ниво на развитие на въоръжените сили (Сирия, Украйна), показват колко голяма е ролята на техниката за електронно разузнаване и откриване. И какви предимства може да получи една страна, използвайки например системи за борба с батерии срещу страна, която няма такива системи.
В момента развитието на всички радиоелектронни системи върви в две посоки: от една страна, за да се максимизират техните системи за управление и комуникация, системи за събиране на разузнавателна информация, системи за управление на прецизни оръжия във връзка с всички изброени по-рано системи и комплекси.
Втората линия е разработването на системи, които могат да направят възможно най -качественото възпрепятстване на действието на всички горепосочени средства от врага с най -простата цел да не позволят на противника да нанесе щети и щети на войските си.
Тук също заслужава да се отбележи работата по възможностите и методите за маскиране на обекти чрез намаляване на тяхната радарна сигнатура чрез използването на най-новите радиопоглъщащи материали и покрития с променливи отразяващи свойства.
Вероятно си струва да се преведе: няма да можем да направим резервоара невидим в радиочестотния спектър, но можем да сведем до минимум неговата видимост, например, като го покрием с материали, които ще дадат такъв изкривен сигнал, че идентификацията ще бъде много трудно.
И да, все още изхождаме от факта, че абсолютно невидими самолети, кораби и танкове просто не съществуват. Поне засега. Ако са фини и трудно се виждат цели.
Но, както се казва, всяка цел има свой собствен радар. Въпрос за честотата и силата на сигнала. Но тук се крие проблемът.
Нови материали, особено радиопоглъщащи покрития, нови форми за изчисляване на отразяващи повърхности, всичко това прави нивата на фоновия контраст на защитените обекти минимални. Тоест, нивото на разлика между електрическите свойства на обекта за управление или дефекти в него от свойствата на околната среда става трудно различимо, обектът всъщност се слива с околната среда, което прави откриването му проблематично.
В наше време минималните нива на фонов контраст всъщност са близки до крайните стойности. Следователно е ясно, че за радарите (особено за кръгов изглед), които работят точно на контраст, е просто необходимо да се осигури повишаване, на първо място, на качеството на получената информация. И това не е напълно възможно да се направи чрез обичайното увеличаване на количеството информация.
По -точно е възможно да се повиши ефективността / качеството на радарното разузнаване, единственият въпрос е на каква цена.
Ако вземете хипотетичен радар, независимо от предназначението му, просто кръгов радар с обхват, например, 300 км (като "Sky-SV") и поставите задачата да удвоите обхвата му, тогава ще трябва да решите много трудни задачи. Няма да давам тук формулите за изчисление, това е физика на най -чистата вода, а не тайна.
Така че, за да се удвои обхватът на радарното откриване, се изисква:
- да се увеличи радиационната енергия 10-12 пъти. Но физиката отново не е отменена, радиацията може да се увеличи толкова много само чрез увеличаване на консумираната енергия. А това води до появата на допълнително оборудване за генериране на електроенергия в станцията. И тогава има всякакви проблеми с една и съща маскировка.
- увеличете чувствителността на приемащото устройство 16 пъти. По-малко скъп. Но възможно ли е да се реализира изобщо? Това вече е въпрос за технологии и развитие. Но колкото по -чувствителен е приемникът, толкова повече проблеми с естествените смущения неизбежно възникват по време на работа. Намесата от електронната война на противника си струва да се говори отделно.
- за увеличаване на линейния размер на антената 4 пъти. Най -лесният, но също така добавя сложност. По -труден за транспортиране, по -забележим …
Въпреки че, честно признаваме, че колкото по -мощен е радарът, толкова по -лесно е да открие, класифицира, генерира за него лично изчислена намеса с най -рационалните характеристики и да го изпрати. А увеличаването на размера на радарната антена играе в ръцете на тези, които трябва да я открият навреме.
По принцип се получава такъв порочен кръг. Когато разработчиците трябва да балансират на ръба на ножа, като вземат предвид десетки, ако не и стотици нюанси.
Нашите потенциални противници отвъд океана са толкова загрижени за този проблем, колкото и ние. В структурата на Министерството на отбраната на САЩ има такъв отдел като DARPA - Агенция за напреднали отбранителни проекти, който се занимава само с обещаващи изследвания. Наскоро специалистите на DARPA насочиха усилията си към разработването на радари, които използват свръх широколентови сигнали (UWB).
Какво е UWB? Това са свръх къси импулси с продължителност наносекунда или по-малка, с ширина на спектъра най-малко 500 MHz, тоест много повече от тази на конвенционален радар. Силата на излъчения сигнал според преобразуванията на Фурие (естествено, не Чарлз, утопистът, преминал през историята в училище, а Жан Батист Жозеф Фурие, създателят на поредицата Фурие, на когото са кръстени принципите на трансформацията на сигнала) се разпределя по цялата ширина на използвания спектър. Това води до намаляване на мощността на излъчване в отделна част от спектъра.
Много по-трудно е да се открие радар, работещ на UWB по време на работа, отколкото обикновен точно поради това: сякаш не работи един мощен лъч-сигнал, а сякаш много по-слаби, разположени по подобие на четка. Да, експертите ще ми простят такова опростяване, но това е единствено за „прехвърлянето“на по -просто ниво на възприятие.
Тоест, радарът „стреля“не с един импулс, а с така наречения „изблик на ултракъси сигнали“. Това осигурява допълнителни предимства, които ще бъдат разгледани по -долу.
Обработката на UWB сигнала, за разлика от теснолентовия, се основава на принципите на приемане без детектори, така че броят на изблиците в сигнала изобщо не е ограничен. Съответно, практически няма ограничение на честотната лента на сигнала.
Тук възниква дългогодишен въпрос: какво дава цялата тази физика, какви са предимствата?
Естествено, че са. Радарите, базирани на UWB, се разработват и развиват именно защото UWB сигналът позволява много повече от конвенционален сигнал.
Радарите, базирани на UWB сигнал, имат най -добрите възможности за откриване, разпознаване, позициониране и проследяване на обекти. Това важи особено за обекти, които са оборудвани с антирадарна маскировка и намаляване на радарните сигнатури.
Тоест сигналът на UWB не се интересува дали наблюдаваният обект принадлежи към така наречените „стелт обекти“или не. Покритията срещу радара също стават условни, тъй като те не могат да отразяват / поглъщат целия сигнал, част от пакета ще „хване“обекта.
Радарите на UWB по -добре идентифицират цели, както единични, така и групови. Линейните размери на целите са по -точно определени. За тях е по-лесно да работят с малки по размер цели, способни да летят на ниски и свръхмалки височини, тоест безпилотни летателни апарати. Тези радари ще имат значително по -висока устойчивост на шум.
Отделно се смята, че UWB ще позволи по -добро разпознаване на фалшиви цели. Това е много полезен вариант при работа например с бойни глави от междуконтинентални балистични ракети.
Но не се закачайте на радарите за въздушно наблюдение, има и други възможности за използване на радари на UWB, не по -малко и вероятно дори по -ефективно.
Може да изглежда, че ултрашироколентовият сигнал е панацея за всичко. От дронове, от стелт самолети и кораби, от крилати ракети.
Всъщност, разбира се, че не. Технологията на UWB има някои очевидни недостатъци, но има и достатъчно предимства.
Силата на радара UWB е по -високата точност и скорост на откриване и разпознаване на целта, определяне на координати поради факта, че работата на радара се основава на множество честоти на работния диапазон.
Тук „жарът“на UWB обикновено е скрит. И той се крие именно във факта, че работният обхват на такъв радар има много честоти. И този широк диапазон ви позволява да изберете тези поддиапазони, на честотите на които отразяващите способности на обектите на наблюдение се проявяват възможно най-добре. Или - като опция - това може да отмени например антирадарните покрития, които също не могат да работят в целия честотен диапазон поради факта, че покритията за самолети имат ограничения на теглото.
Да, днес средствата за намаляване на радарния подпис се използват много широко, но ключовата дума тук е „намаляване“. Нито едно покритие, нито една хитра форма на корпуса не може да защити от радари. Намалете видимостта, дайте шанс - да. Няма повече. Приказките за стелт самолети бяха развенчани в Югославия през миналия век.
Изчисляването на радара на UWB ще може да избере (и бързо, въз основа на подобни данни) онзи подчестотен пакет, който най-ясно ще „подчертае“обекта на наблюдение в целия му блясък. Тук няма да говорим за часовници, съвременната цифрова технология дава възможност за управление за минути.
И, разбира се, анализ. Такъв радар трябва да има добър аналитичен комплекс, който да позволява обработка на данните, получени от облъчването на обект при различни честоти, и сравняването им с референтните стойности в базата данни. Сравнете с тях и дайте крайния резултат какъв обект е попаднал в зрителното поле на радара.
Фактът, че обектът ще бъде облъчен на различни честоти, ще играе положителна роля за намаляване на грешката при разпознаването и има по -малка вероятност от нарушаване на наблюдението или противодействие чрез обекта.
Повишаване на шумовата устойчивост на такива радари се постига чрез откриване и избор на радиация, която може да попречи на прецизната работа на радара. И съответно преструктурирането на приемащите комплекси към други честоти, за да се осигури минималното въздействие на смущенията.
Всичко е много красиво. Разбира се, има и недостатъци. Например, масата и размерите на такъв радар значително надвишават конвенционалните станции. Това все още значително усложнява развитието на UWB радари. Приблизително същата като цената. Тя е нещо повече от трансцендентно за прототипи.
Разработчиците на такива системи обаче са много оптимистични за бъдещето. От една страна, когато даден продукт започне да се произвежда масово, това винаги намалява разходите. По отношение на масата инженерите разчитат на електронни компоненти на основата на галиев нитрид, които могат значително да намалят както теглото, така и размера на такива радари.
И със сигурност ще се случи. За всяка от посоките. В резултат на това изходът ще бъде радар с мощни, ултра къси импулси в широк честотен диапазон, с висока честота на повторение. И - много важно - високоскоростна цифрова обработка на данни, способна да "усвоява" големи количества информация, получена от приемниците.
Да, наистина имаме нужда от Технологии с главна буква тук. Лавинови транзистори, диоди за съхранение на заряд, полупроводници от галиев нитрид. Лавиновите транзистори обикновено не са подценявани устройства, те са устройства, които все още ще се показват. В светлината на съвременните технологии бъдещето принадлежи на тях.
Радарите, използващи ултракъси наносекундни импулси, ще имат следните предимства пред конвенционалните радари:
- способността да прониква през препятствия и да се отразява от цели, разположени извън линията на видимост. Например, може да се използва за откриване на хора и оборудване зад препятствие или в земята;
- висока секретност поради ниската спектрална плътност на UWB сигнала;
- точността на определяне на разстоянието до няколко сантиметра поради малкия пространствен обхват на сигнала;
- възможност за незабавно разпознаване и класифициране на целите по отразения сигнал и високата детайлност на целта;
- повишаване на ефективността по отношение на защитата срещу всички видове пасивни смущения, причинени от природни явления: мъгла, дъжд, сняг;
И това далеч не са всички предимства, които UWB радар може да има в сравнение с конвенционален радар. Има моменти, които само специалисти и хора, които са добре запознати с тези въпроси, могат да оценят.
Тези свойства правят радара на UWB обещаващ, но има редица проблеми, които се решават чрез изследвания и разработки.
Сега си струва да говорим за недостатъците.
В допълнение към цената и размера, UWB радарът отстъпва на конвенционалните теснолентови радар. И значително по -ниско. Конвенционален радар с мощност на импулса 0,5 GW е в състояние да открие цел на разстояние от 550 км, след това UWB радар на 260 км. С мощност на импулса от 1 GW, теснолентов радар открива цел на разстояние 655 км, UWB радар на разстояние 310 км. Както можете да видите, почти двойно.
Но има и друг проблем. Това е непредсказуемостта на формата на отразения сигнал. Теснолентовият радар работи като синусоидален сигнал, който не се променя, докато пътува през космоса. Амплитуда и фаза се променят, но се променят предвидимо и в съответствие със законите на физиката. Сигналът на UWB се променя както в спектъра, в неговата честотна област, така и във времето.
Днес признати лидери в развитието на радарите на UWB са САЩ, Германия и Израел.
В Съединените щати армията вече има преносим детектор за мини AN / PSS-14 за откриване на различни видове мини и други метални предмети в почвата.
Този детектор за мини също се предлага от държавите на своите съюзници по НАТО. AN / PSS-14 ви позволява да виждате и разглеждате подробно обекти през препятствия и земя.
Германците работят по проект за UWB Ka-band радар "Pamir" с честотна лента на сигнала 8 GHz.
Израелците са създали на принципите на UWB "stenovisor", компактно устройство "Haver-400", способно да "гледа" през стени или земя.
Устройството е създадено за антитерористични единици. Това обикновено е отделен тип UWB радар, реализиран от израелците много красиво. Устройството наистина е способно да изучава оперативно-тактическата ситуация чрез различни препятствия.
И по-нататъшното развитие, "Haver-800", което се отличава с наличието на няколко отделни радара с антени, позволява не само да се изследва пространството зад препятствието, но и да се образува триизмерна картина.
Обобщавайки, бих искал да кажа, че развитието на радарите на UWB в различни посоки (суша, море, противовъздушна отбрана) ще позволи на тези страни, които могат да овладеят технологията за проектиране и производство на такива системи, да подобрят значително своите разузнавателни способности.
В края на краищата броят на заловените, правилно идентифицирани и взети за придружител с последващото унищожаване на целите е гаранция за победа във всяка конфронтация.
И ако вземем предвид, че UWB радарите са по -малко податливи на смущения от различни свойства …
Използването на UWB сигнали значително ще повиши ефективността при откриване и проследяване на аеродинамични и балистични обекти при наблюдение на въздушното пространство, разглеждане и картографиране на земната повърхност. UWB радар може да реши много проблеми с полета и кацането на самолети.
UWB радарът е истинска възможност да погледнете утре. Не случайно Западът е толкова ангажиран с развитието в тази посока.
