Moderne lokale konflikter, selv i landene med det laveste utviklingsnivået til de væpnede styrkene (Syria, Ukraina), viser hvor stor rolle elektronisk rekognoserings- og deteksjonsutstyr er. Og hvilke fordeler kan en part motta ved å bruke for eksempel motbatterisystemer mot en part som ikke har slike systemer.
For tiden går utviklingen av alle radio-elektroniske systemer i to retninger: på den ene siden for å maksimere deres kontroll- og kommunikasjonssystemer, etterretningsinnsamlingssystemer, presisjonsvåpenkontrollsystemer i forbindelse med alle de tidligere listede systemene og kompleksene.
Den andre linjen er utvikling av systemer som kan gjøre det så høy kvalitet som mulig å hindre driften av alle de ovennevnte midlene fra fienden med det enkleste målet om ikke å la fienden påføre troppene sine skader og skade.
Det er også verdt å merke seg her arbeidet med mulighetene og metodene for å maskere objekter ved å redusere radarsignaturen deres ved bruk av de nyeste radioabsorberende materialer og belegg med variable reflekterende egenskaper.
Det er sannsynligvis verdt å oversette: vi vil ikke kunne gjøre tanken usynlig i radiospekteret, men vi kan minimere synligheten så mye som mulig, for eksempel ved å dekke den med materialer som vil gi et så forvrengt signal at identifikasjon vil være veldig vanskelig.
Og ja, vi går fortsatt ut fra at absolutt usynlige fly, skip og stridsvogner rett og slett ikke eksisterer. For nå, i hvert fall. Hvis det er subtile og vanskelig å se mål.
Men, som de sier, har hvert mål sin egen radar. Et spørsmål om signalfrekvens og styrke. Men det er her problemet ligger.
Nye materialer, spesielt radioabsorberende belegg, nye former for beregning av reflekterende overflater, alt dette gjør bakgrunnskontrastnivået til beskyttede objekter minimalt. Det vil si at forskjellen mellom de elektriske egenskapene til kontrollobjektet eller defekter i det fra egenskapene til miljøet blir vanskelig å skille mellom, objektet smelter faktisk sammen med miljøet, noe som gjør detekteringen problematisk.
I vår tid er minimumsnivåene av bakgrunnskontrast faktisk nær de ekstreme verdiene. Derfor er det klart at for radarer (spesielt for en sirkulær visning), som jobber nøyaktig med kontrast, er det ganske enkelt nødvendig å øke kvaliteten på informasjonen som mottas først. Og det er ikke helt mulig å gjøre dette gjennom den vanlige økningen i informasjonsmengden.
Mer presist er det mulig å øke effektiviteten / kvaliteten på radarrekognosering, det eneste spørsmålet er til hvilken pris.
Hvis du tar en hypotetisk radar, uansett formål, bare en sirkulær radar med en rekkevidde på for eksempel 300 km (som "Sky-SV") og angir oppgaven med å doble rekkevidden, så må du løse veldig vanskelige oppgaver. Jeg vil ikke gi her beregningsformlene, dette er fysikken til det reneste vannet, ikke hemmelig.
Så, for å doble radaroppdagelsesområdet, er det nødvendig:
- å øke strålingsenergien med 10-12 ganger. Men fysikken igjen har ikke blitt kansellert, strålingen kan økes så mye bare ved å øke den forbrukte energien. Og dette innebærer utseende av ekstra utstyr for generering av elektrisitet på stasjonen. Og så er det alle slags problemer med samme forkledning.
- øke følsomheten til mottakerenheten 16 ganger. Billigere. Men er det i det hele tatt realiserbart? Dette er allerede et spørsmål for teknologi og utvikling. Men jo mer sensitiv mottakeren er, desto flere problemer med naturlig interferens oppstår uunngåelig under drift. Interferens fra fiendens elektroniske krigføring er verdt å snakke om separat.
- for å øke den lineære størrelsen på antennen med 4 ganger. Det enkleste, men gir også kompleksitet. Vanskeligere å transportere, mer merkbar …
Selv om vi ærlig innrømmer at jo kraftigere radaren er, jo lettere er det å oppdage, klassifisere, generere en personlig beregnet interferens med de mest rasjonelle egenskapene og sende den. Og økningen i størrelsen på radarantennen spiller i hendene på de som må oppdage den i tide.
I prinsippet viser en slik ond sirkel seg. Hvor utviklere må balansere på kanten av en kniv, med tanke på dusinvis, om ikke hundrevis av nyanser.
Våre potensielle motstandere fra hele havet er like bekymret for dette problemet som oss. Det er i strukturen til det amerikanske forsvarsdepartementet en slik avdeling som DARPA - Defense Advanced Research Project Agency, som driver med lovende forskning. Nylig har DARPA-spesialister fokusert sin innsats på utvikling av radarer som bruker ultrabredbåndssignaler (UWB).
Hva er UWB? Dette er ultrakorte pulser, med en varighet på et nanosekund eller mindre, med en spektrumbredde på minst 500 MHz, det vil si mye mer enn den for en konvensjonell radar. Kraften til det utsendte signalet i henhold til Fourier -transformasjonene (naturligvis ikke Charles, utopien som går gjennom historien på skolen, men Jean Baptiste Joseph Fourier, skaperen av Fourier -serien, som prinsippene for signalomdannelse ble oppkalt etter) er fordelt over hele bredden av spekteret som brukes. Dette fører til en reduksjon i strålingseffekten i en egen del av spekteret.
Det er mye vanskeligere å oppdage en radar som opererer på UWB under drift enn en vanlig nettopp på grunn av dette: det er som om ikke ett kraftig strålesignal fungerer, men som om mange svakere, utplassert i likhet med en børste. Ja, eksperter vil tilgi meg for en slik forenkling, men dette er utelukkende for "overføringen" til et enklere nivå av oppfatning.
Det vil si at radaren "skyter" ikke med en puls, men med den såkalte "burst of ultrakortsignaler". Dette gir ytterligere fordeler, som vil bli diskutert nedenfor.
Behandlingen av UWB -signalet, i motsetning til smalbånd, er basert på prinsippene for detektorløs mottak, slik at antall utbrudd i signalet ikke er begrenset i det hele tatt. Følgelig er det praktisk talt ingen begrensning på signalbåndbredden.
Her oppstår et mangeårig spørsmål: hva gir all denne fysikken, hva er fordelene?
Naturligvis er de det. Radarer basert på UWB utvikles og utvikles nettopp fordi UWB -signalet tillater mye mer enn et konvensjonelt signal.
Radarer basert på UWB -signal har de beste gjenkjennings-, gjenkjennings-, posisjonerings- og sporingskapasitetene til objekter. Dette gjelder spesielt for objekter som er utstyrt med antiradar-kamuflasje og reduksjon av radarsignatur.
Det vil si at UWB-signalet ikke bryr seg om det observerte objektet tilhører de såkalte "stealth-objektene" eller ikke. Deksler mot radaren blir også betinget, siden de ikke er i stand til å reflektere / absorbere hele signalet, vil noen del av pakken "fange" objektet.
Radarer på UWB identifiserer bedre mål, både enkeltstående og gruppe. De lineære dimensjonene til målene er mer nøyaktig bestemt. Det er lettere for dem å jobbe med små mål som er i stand til å fly i lave og ekstremt lave høyder, det vil si UAV. Disse radarene vil ha betydelig høyere støyimmunitet.
Hver for seg antas det at UWB vil tillate bedre gjenkjenning av falske mål. Dette er et veldig nyttig alternativ når du for eksempel jobber med stridshoder av interkontinentale ballistiske missiler.
Men ikke bli hengt opp på luftovervåkingsradarer, det er andre alternativer for bruk av radarer på UWB, ikke mindre, og muligens enda mer effektive.
Det kan virke som om et ultrabredt båndsignal er et universalmiddel for alt. Fra droner, fra stealth -fly og skip, fra cruisemissiler.
Faktisk, selvfølgelig ikke. UWB -teknologien har noen åpenbare ulemper, men det er også nok fordeler.
Styrken til UWB -radaren er den høyere nøyaktigheten og hastigheten på måldeteksjon og gjenkjenning, bestemmelse av koordinater på grunn av at driften av radaren er basert på flere frekvenser i driftsområdet.
Her er "gleden" av UWB generelt skjult. Og det ligger nettopp i det faktum at operasjonsområdet til en slik radar har mange frekvenser. Og dette brede området lar deg velge de delområdene ved frekvensene som reflekterende evner til observasjonsobjektene manifesteres så godt som mulig. Eller - som et alternativ - kan dette negere for eksempel antiradarbelegg, som heller ikke kan fungere i hele frekvensområdet på grunn av at belegg for fly har vektbegrensninger.
Ja, i dag brukes midlene for å redusere radarsignatur veldig mye, men stikkordet her er "reduksjon". Ikke et eneste belegg, ikke en eneste utspekulert form av skroget kan beskytte mot radar. Reduser synligheten, gi en sjanse - ja. Ikke mer. Fortellingene om stealth -fly ble debunked i Jugoslavia i forrige århundre.
Beregningen av UWB-radaren vil kunne velge (og raskt, basert på lignende data) den sub-frekvenspakken som tydeligst vil "markere" observasjonsobjektet i all sin prakt. Her skal vi ikke snakke om klokker, moderne digital teknologi gjør det mulig å administrere på få minutter.
Og selvfølgelig analyse. En slik radar bør ha et godt analytisk kompleks som gjør det mulig å behandle data hentet fra bestråling av et objekt ved en rekke frekvenser og sammenligne dem med referanseverdiene i databasen. Sammenlign med dem og gi det endelige resultatet, hva slags objekt som kom inn i radarfeltet.
Det faktum at objektet vil bli bestrålt ved en rekke frekvenser vil spille en positiv rolle i å redusere feilen ved gjenkjenning, og det er mindre sannsynlighet for forstyrrelse av observasjon eller motvirkning ved hjelp av objektet.
En økning i støyimmuniteten til slike radarer oppnås ved å oppdage og velge stråling som kan forstyrre den presise driften av radaren. Og følgelig omstruktureringen av mottakskompleksene til andre frekvenser for å sikre minimal påvirkning av forstyrrelser.
Alt er veldig vakkert. Selvfølgelig er det også ulemper. For eksempel overgår massen og dimensjonene til en slik radar betydelig konvensjonelle stasjoner. Dette kompliserer fremdeles utviklingen av UWB -radarer. Omtrent det samme som prisen. Hun er mer enn transcendental for prototyper.
Utviklerne av slike systemer er imidlertid veldig optimistiske om fremtiden. På den ene siden, når et produkt begynner å bli masseprodusert, reduserer det alltid kostnaden. Og når det gjelder masse, regner ingeniører med elektroniske komponenter basert på galliumnitrid som kan redusere både vekten og størrelsen på slike radarer betydelig.
Og det kommer garantert til å skje. For hver av retningene. Og som et resultat vil utgangen være en radar med kraftige, ultrakorte pulser i et bredt frekvensområde, med høy repetisjonshastighet. Og - veldig viktig - høyhastighets digital databehandling, som er i stand til å "fordøye" store mengder informasjon mottatt fra mottakere.
Ja, vi trenger virkelig teknologier med stor bokstav her. Skredtransistorer, ladelagringsdioder, galliumnitrid halvledere. Skredtransistorer er generelt ikke undervurderte enheter, det er enheter som fortsatt vil vise seg. I lys av moderne teknologi tilhører fremtiden dem.
Radarer som bruker ultrakorte nanosekundpulser vil ha følgende fordeler i forhold til konvensjonelle radarer:
- evnen til å trenge gjennom hindringer og reflektere fra mål som ligger utenfor siktlinjen. Den kan for eksempel brukes til å oppdage mennesker og utstyr bak et hinder eller i bakken;
- høy hemmelighold på grunn av den lave spektraltettheten til UWB -signalet;
- nøyaktigheten av å bestemme avstanden opptil flere centimeter på grunn av den lille romlige omfanget av signalet;
- muligheten til umiddelbart å gjenkjenne og klassifisere mål etter det reflekterte signalet og høye måldetaljer;
- øke effektiviteten når det gjelder beskyttelse mot alle typer passiv interferens forårsaket av naturfenomener: tåke, regn, snø;
Og disse er langt fra alle fordelene en UWB -radar kan ha i sammenligning med en konvensjonell radar. Det er øyeblikk som bare spesialister og folk som er godt bevandret i disse sakene kan sette pris på.
Disse egenskapene gjør UWB -radar lovende, men det er en rekke problemer som blir løst av forskning og utvikling.
Nå er det verdt å snakke om ulempene.
I tillegg til kostnad og størrelse, er UWB -radaren dårligere enn konvensjonell smalbåndsradar. Og betydelig dårligere. En konvensjonell radar med en pulseffekt på 0,5 GW er i stand til å oppdage et mål i en avstand på 550 km, deretter en UWB -radar på 260 km. Med en pulseffekt på 1 GW oppdager en smalbåndsradar et mål i en avstand på 655 km, en UWB-radar i en avstand på 310 km. Som du kan se, nesten doblet.
Men det er et annet problem. Dette er uforutsigbarheten til den reflekterte signalformen. Smalbåndsradar fungerer som et sinusformet signal som ikke endres når den beveger seg gjennom verdensrommet. Amplitude og faseendring, men endres forutsigbart og i samsvar med fysikkens lover. UWB -signalet endres både i spekteret, i frekvensdomenet og i tid.
I dag er de anerkjente lederne i utviklingen av UWB -radarer USA, Tyskland og Israel.
I USA har hæren allerede en bærbar gruvedetektor AN / PSS-14 for å oppdage ulike typer gruver og andre metallgjenstander i jorda.
Denne gruvedetektoren tilbys også av statene til NATOs allierte. AN / PSS-14 lar deg se og undersøke objekter i detalj gjennom hindringer og bakken.
Tyskerne jobber med et prosjekt for en UWB Ka-band "Pamir" radar med en signalbåndbredde på 8 GHz.
Israelerne har laget etter prinsippene for UWB "stenovisor", en kompakt enhet "Haver-400", som er i stand til å "se" gjennom vegger eller bakken.
Enheten ble opprettet for enheter mot terrorisme. Dette er generelt en egen type UWB -radar, implementert av israelerne veldig vakkert. Enheten er virkelig i stand til å studere den operasjonelt-taktiske situasjonen gjennom en rekke hindringer.
Og videreutvikling, "Haver-800", som kjennetegnes ved tilstedeværelsen av flere separate radarer med antenner, tillater ikke bare å studere rommet bak hindringen, men også å danne et tredimensjonalt bilde.
Oppsummert vil jeg si at utviklingen av UWB -radarer i forskjellige retninger (land, sjø, luftforsvar) vil tillate de landene som kan mestre teknologien for design og produksjon av slike systemer å forbedre deres intelligensegenskaper betydelig.
Tross alt er antallet fanget, korrekt identifisert og tatt for eskorte med påfølgende ødeleggelse av mål en garanti for seier i enhver konfrontasjon.
Og hvis vi anser at UWB -radarer er mindre utsatt for forstyrrelser av forskjellige egenskaper …
Bruken av UWB -signaler vil øke effektiviteten til å oppdage og spore aerodynamiske og ballistiske objekter betydelig når du overvåker luftrommet, ser og kartlegger jordoverflaten. UWB -radar kan løse mange problemer med flyging og landing av fly.
UWB -radar er en reell mulighet til å se på morgendagen. Det er ikke for ingenting at Vesten er så nært engasjert i utviklingen i denne retningen.
