论文部分内容阅读
隐形飞机自问世以来可谓出尽风头,特别是近年来美国简直把F-22、B-2等隐形飞机变成了维护其全球利益的“杀手锏”来运用,凭借其优异隐身性能,动辄进出敏感地区如入无人之境。但美国的杀手锏终于碰上了对手。
雷达也要搞兵团作战
隐形技术称之为低可探测技术,毕竟不是不可探测技术。因此,隐形飞机完全消除雷达特征和信号是根本不可能的。有矛就有盾,雷达被人们称之为“千里眼”,其不断发展的新技术将一如既往地对隐形战机构成威胁。海湾战争中,美国F-117隐身飞机飞经沙特上空时,曾多次被沙特军队的“猎鹰”地空导弹目标指示雷达发现过。当雷达波束的波长接近于飞机构件时,如尾翼、机翼或机身时,这些构件就像天线一样开始吸收并反射电磁波。特别是当雷达波长是构件尺寸的两倍时,无线电波被吸收和反射的效率非常高。比如美国耗资25亿美元正在建造ANIFPS-118预警雷达,作用距离3700千米,可以探测隐身轰炸机和隐身巡航导弹。此外,当隐形飞机爬升、投掷武器、打开弹舱时,无线电波会向各个方向反射,探测雷达就更可以轻易发现跟踪它。
由于隐身飞机的设计主要是不让入射的雷达波直接反射回雷达,这对于单基地雷达很有效。但入射的雷达波会朝各个方向反射,总有部分反射波会被双(多)基地雷达系统中的一个接收机接收到,借助高速计算机标绘出隐形飞机的航迹,并预测之后的航向。实践证明,当发射机和接收机与目标构成的角大于130度时,目标的雷达散射截面积会明显增大。对于双(多)基地雷达来说,其设在不同位置的接收机很可能会接收到来自目标不同部位(如侧面、背部、腹部等)的反射回波,总能发现目标。这就是双(多)基地雷达运用的原理。
一般的雷达是单基地的,即发射机和接收机安装在一起,且通常共用一个天线。而双(多)基地雷达是将发射机和接收机分别安装在相距很远的两个或多个地点。在这种雷达系统中,如果把其中的部分雷达配置在空中平台上,如预警机、空中气球或卫星,则隐身飞机在各个方向的雷达反射波都能被探测,不仅进一步扩展了视场,而且也提高了生存能力。例如,美国空军的E-3A“望楼”预警机、苏联的图-126预警机均能发现海上低空飞行的小目标。其中E-3A的探测范围相当于20多部地面雷达的探测范围,能同时探测600个目标,并对其中的100个目标进行跟踪。其实,双(多)基地雷达就是利用整体效能大于单个效能之和的原理,或者说是“以雷达数量取胜”,即多个对一个,效果互利,长短相补。雷达部署成网,使这些雷达分别从侧面、上半球或底部探测隐身战机,是一种很有效的反隐身技术。
不过,双(多)基地雷达的技术比较复杂,要求空间、时间、信号相位严格同步。当有几个目标时,需要消除假目标。信号处理、数据传输等也比较复杂。其探测精度、分辨力、数据率比单基地雷达低。但它能满足作战的实际需要,其独特的优点将在未来反隐身作战中发挥重要作用。
移动电话系统成隐形战机“新克星”
日前,美国的一些研究人员表示,新型雷达可以利用遍布全美各地的移动电话基站令隐形飞机显身。这让美军听了肯定是一身冷汗。美国移动电话服务商开发出一种“被动雷达”技术,专门监视遍布各地移动电话基站之间手机信号传输的信号,以了解手机使用的情况。这一技术受到军事专家的关注。他们发现,如果在两个移动电话基站之间有飞机飞过,将在信号传输的图像上留下一块“空洞”,即使隐形战机此时也无法逃脱。在美国纽约诺基亚公司工作的物理学家休·布朗斯通对被动雷达技术十分看好,他说,“我们研究的是一种可以显示空气中任何扰动的新型雷达技术。”
英国《简氏防务周刊》此前也曾报道,西门子集团公司经过研究发现,将来一个国家的移动电话设施可以作为一种对付隐形飞机的有效的雷达系统。该技术是使移动电话站变为“发射机”,用以照射空中目标。而从这些基站发出的信号能被“手提箱大小”的接收机系统截获。计算几个基站发出的信号之间的相位差,接收机就能提供飞机的位置。利用全球定位系统可在数秒内对不同的发射信号进行同步跟踪定位。该技术有点类似于目前的手机定位,但速度要快得多。布朗斯通说,问题的关键是如何使不同地点的发射在时间上达到同步,不过,这并不难解决,“使用GPS我们可以使它们的同步性达到毫微秒的程度。”他还指出,不管用户是否知晓,移动电话系统都可被用作雷达。移动电话设施变成“雷达网络”具有很好的生存能力。因为要消灭这种“雷达”意味着必须使多个移动电话系统失效,那将是特别困难的事。试图使接收机失效也不是容易的事,原因是接收机的尺度小,并具有内建的通信网络。想对它进行干扰也非常困难,因为任何干扰信号“只是产生另外一种照射形式”。这就意味着,任何具有移动电话设施的国家都能够利用它,并使它成为一种强大的“反隐形雷达”。
除了手机可以让隐形飞机现形外,每家每户的电视机也是令军方头疼的一个大杀器,因为未来电视信号的干扰可能轻而易举地导致B-2隐形轰炸机不再隐形。20世纪80年代诞生的隐形飞机,机载雷达使用了卫星闲置波段的频率。随着通信和电视卫星数量的增加,该波段正在迅速被填满,国际电信联盟开始分配更高频率的部分。虽然美国国防部没有公布其隐形飞机使用该波段的哪些频率,但也承认,未来5年内新一代商业卫星服务将与其隐形飞机机载雷达产生频率冲突,导致飞机机载雷达受到干扰而失去隐形能力。目前通过更换机载雷达使用的频率来解决,也可以将雷达天线改造为可转向的,避免其指向人烟稠密、电视信号强的地区,但这些方法治标不治本。因此,只要隐形飞机来了,就像静静的水面被一只手指轻轻划了一下,水面的平静即被破坏——电视台或者电台信号就会受到影响。电视台的电磁波发射基本上是全天候的,受气象因素的影响不大。当然,要想识别是飞机还是巡航导弹或是一块云一只鸟,还有许多难题需要一定时间来解决。
雷达也要搞兵团作战
隐形技术称之为低可探测技术,毕竟不是不可探测技术。因此,隐形飞机完全消除雷达特征和信号是根本不可能的。有矛就有盾,雷达被人们称之为“千里眼”,其不断发展的新技术将一如既往地对隐形战机构成威胁。海湾战争中,美国F-117隐身飞机飞经沙特上空时,曾多次被沙特军队的“猎鹰”地空导弹目标指示雷达发现过。当雷达波束的波长接近于飞机构件时,如尾翼、机翼或机身时,这些构件就像天线一样开始吸收并反射电磁波。特别是当雷达波长是构件尺寸的两倍时,无线电波被吸收和反射的效率非常高。比如美国耗资25亿美元正在建造ANIFPS-118预警雷达,作用距离3700千米,可以探测隐身轰炸机和隐身巡航导弹。此外,当隐形飞机爬升、投掷武器、打开弹舱时,无线电波会向各个方向反射,探测雷达就更可以轻易发现跟踪它。
由于隐身飞机的设计主要是不让入射的雷达波直接反射回雷达,这对于单基地雷达很有效。但入射的雷达波会朝各个方向反射,总有部分反射波会被双(多)基地雷达系统中的一个接收机接收到,借助高速计算机标绘出隐形飞机的航迹,并预测之后的航向。实践证明,当发射机和接收机与目标构成的角大于130度时,目标的雷达散射截面积会明显增大。对于双(多)基地雷达来说,其设在不同位置的接收机很可能会接收到来自目标不同部位(如侧面、背部、腹部等)的反射回波,总能发现目标。这就是双(多)基地雷达运用的原理。
一般的雷达是单基地的,即发射机和接收机安装在一起,且通常共用一个天线。而双(多)基地雷达是将发射机和接收机分别安装在相距很远的两个或多个地点。在这种雷达系统中,如果把其中的部分雷达配置在空中平台上,如预警机、空中气球或卫星,则隐身飞机在各个方向的雷达反射波都能被探测,不仅进一步扩展了视场,而且也提高了生存能力。例如,美国空军的E-3A“望楼”预警机、苏联的图-126预警机均能发现海上低空飞行的小目标。其中E-3A的探测范围相当于20多部地面雷达的探测范围,能同时探测600个目标,并对其中的100个目标进行跟踪。其实,双(多)基地雷达就是利用整体效能大于单个效能之和的原理,或者说是“以雷达数量取胜”,即多个对一个,效果互利,长短相补。雷达部署成网,使这些雷达分别从侧面、上半球或底部探测隐身战机,是一种很有效的反隐身技术。
不过,双(多)基地雷达的技术比较复杂,要求空间、时间、信号相位严格同步。当有几个目标时,需要消除假目标。信号处理、数据传输等也比较复杂。其探测精度、分辨力、数据率比单基地雷达低。但它能满足作战的实际需要,其独特的优点将在未来反隐身作战中发挥重要作用。
移动电话系统成隐形战机“新克星”
日前,美国的一些研究人员表示,新型雷达可以利用遍布全美各地的移动电话基站令隐形飞机显身。这让美军听了肯定是一身冷汗。美国移动电话服务商开发出一种“被动雷达”技术,专门监视遍布各地移动电话基站之间手机信号传输的信号,以了解手机使用的情况。这一技术受到军事专家的关注。他们发现,如果在两个移动电话基站之间有飞机飞过,将在信号传输的图像上留下一块“空洞”,即使隐形战机此时也无法逃脱。在美国纽约诺基亚公司工作的物理学家休·布朗斯通对被动雷达技术十分看好,他说,“我们研究的是一种可以显示空气中任何扰动的新型雷达技术。”
英国《简氏防务周刊》此前也曾报道,西门子集团公司经过研究发现,将来一个国家的移动电话设施可以作为一种对付隐形飞机的有效的雷达系统。该技术是使移动电话站变为“发射机”,用以照射空中目标。而从这些基站发出的信号能被“手提箱大小”的接收机系统截获。计算几个基站发出的信号之间的相位差,接收机就能提供飞机的位置。利用全球定位系统可在数秒内对不同的发射信号进行同步跟踪定位。该技术有点类似于目前的手机定位,但速度要快得多。布朗斯通说,问题的关键是如何使不同地点的发射在时间上达到同步,不过,这并不难解决,“使用GPS我们可以使它们的同步性达到毫微秒的程度。”他还指出,不管用户是否知晓,移动电话系统都可被用作雷达。移动电话设施变成“雷达网络”具有很好的生存能力。因为要消灭这种“雷达”意味着必须使多个移动电话系统失效,那将是特别困难的事。试图使接收机失效也不是容易的事,原因是接收机的尺度小,并具有内建的通信网络。想对它进行干扰也非常困难,因为任何干扰信号“只是产生另外一种照射形式”。这就意味着,任何具有移动电话设施的国家都能够利用它,并使它成为一种强大的“反隐形雷达”。
除了手机可以让隐形飞机现形外,每家每户的电视机也是令军方头疼的一个大杀器,因为未来电视信号的干扰可能轻而易举地导致B-2隐形轰炸机不再隐形。20世纪80年代诞生的隐形飞机,机载雷达使用了卫星闲置波段的频率。随着通信和电视卫星数量的增加,该波段正在迅速被填满,国际电信联盟开始分配更高频率的部分。虽然美国国防部没有公布其隐形飞机使用该波段的哪些频率,但也承认,未来5年内新一代商业卫星服务将与其隐形飞机机载雷达产生频率冲突,导致飞机机载雷达受到干扰而失去隐形能力。目前通过更换机载雷达使用的频率来解决,也可以将雷达天线改造为可转向的,避免其指向人烟稠密、电视信号强的地区,但这些方法治标不治本。因此,只要隐形飞机来了,就像静静的水面被一只手指轻轻划了一下,水面的平静即被破坏——电视台或者电台信号就会受到影响。电视台的电磁波发射基本上是全天候的,受气象因素的影响不大。当然,要想识别是飞机还是巡航导弹或是一块云一只鸟,还有许多难题需要一定时间来解决。