魏岳江
隐形飞机面临的“克星”
——反隐形雷达
魏岳江
据公开报道,近日由中国研制的首部基于单光子检测的量子雷达系统问世。据介绍,鉴于量子态传播所具有的特性,该量子雷达利用量子态作为信息的载体,从而有效降低系统的功耗,可以应用于多种轻型平台;以量子态作为接收对象,利用量子态特性,可以丰富目标的探测手段,提高对低可见目标的探测性能。
1991年1月17日凌晨2时,一架形状古怪、全身漆黑的美军战斗轰炸机,在没有任何护航机掩护的情况下,借着夜暗大摇大摆地向伊拉克首都巴格达市飞去。几分钟后,它将一枚重1000公斤的激光制导炸弹扔向巴格达市区内的一幢高楼,随后悄然离去。顷刻间,大楼浓烟四起。就在这一刻,宣告了海湾战争的打响,同时也宣告了人类历史上第一种真正意义上的隐形兵器F117A战斗轰炸机开始大规模投身战场。然而,F117A好景不长,在1999年3月28日参加科索沃战争的一架F117A隐形战机被南斯拉夫防空部队击落,从此打破了隐形战机号称天下无敌的神话。1991年海湾战争中,伊拉克的雷达曾发现过F117的踪迹,只是当时多国部队空军掌握了制空权、制电磁权,使伊军没有还手之力,才使F117隐形飞机侥幸逃生。据报道,海湾战争中,英国制造的工作
于米波长的海上监视965型雷达曾成功地探测到F117A隐形战斗机。
随着隐形飞机的发展和运用,对雷达的生存提出了日益严峻的挑战,迫使雷达加速发展反隐形技术,提高探测隐形目标的能力。目前,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”,用于照射空中目标。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,可以在数秒内对不同的发射信号进行同步。该系统的多方向性表明,它能够克服“看”隐形飞机、隐形导弹的困难。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”意味着必须使整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”。英国科学家也正在致力于这种利用移动电话通讯站来发射能量脉冲、探测隐形飞行器并能将其摧毁的系统。当隐形飞机飞过时,这个系统两个发射站之间的信号的相位模型就会发生混乱,并且在监视屏幕上显示出来。现有的GPS系统通过一个手提包大小的接收器就足以精确地计算出来犯的飞行器或巡航导弹,并能引导防空系统将其击落。此外,还有以下探测隐形技术:
一是新型无源雷达。这种雷达仅吸收电磁波,不发射电磁波。据外刊报道,一些国家特别是没有隐形飞机的国家正致力于开发一种新型反隐形雷达系统,这种雷达将使美国引以自豪的隐形飞行器无处藏身。如果新系统研制成功,当今世界上最先进的隐形飞机B3将面临严峻的威胁。这种“无源”雷达的可怕之处在于,它可以跟踪所有类型的飞机,且目标飞行员根本不知道他们的行迹已经暴露。
二是超视距雷达。这种雷达的工作波段较长,飞行器采用的雷达波吸收材料对它无效。同时,超视距雷达波是经过电离层反射后照射到飞行器上的,而飞行器的雷达隐形措施主要是针对地面雷达的,对来自上方的雷达波隐形效果并不好,因此超视距雷达便成了隐形兵器的克星。
三是空中反隐形平台。反隐形也能从空中平台上探测。预警飞机是重要的空中反隐形平台,它装有下视雷达,可以增加探测范围。例如,一架美国的E3A“望楼”预警机的探测范围,相当于三十多部地面雷达的探测范围,因此对隐形目标威胁很大。除预警飞机外,反隐形的空中预警平台还包括预警气球、飞艇乃至卫星等。
四是长波低频雷达。长波低频雷达可以对抗隐形技术中的隐形外形和吸波材料。理论分析表明,当雷达信号波长接近于被探测目标的任一部分尺寸时,由于目标的直接反射和周围绕射的电磁波之间产生谐振,形成强烈的回波信号,所以极易被探测到。
五是毫米波雷达。毫米波雷达的工作频率超出了反雷达隐形技术的有效范围,对隐形目标具有较强的探测能力。波长短,绝对频带宽,能够达到极窄的天线波束和脉冲宽度,实现角度和距离高分辨率,获得目标细微的散射中心,形成目标图像,提高识别目标隐形能力。
六是多频雷达。目前所采用的反雷达隐形技术的频带不够宽,采用多频段雷达可达到反隐形的效果。例如:美国研制的“阿斯特拉”机载雷达,采用多频段,可探测雷达散射面积较小的隐形目标。
七是超宽带脉冲雷达。此种雷达能发射毫微秒和千兆瓦级功率,含有数千个频率的脉冲,具有极高的距离分辨率,形成目标距离图像,识别和区分目标的能力强,可用于探测隐形目标。
八是谐波雷达。它发射基波电磁波,接收隐形目标的二次或三次谐波的辐射来探测隐身目标。
九是激光雷达。激光雷达就是通过探测隐形飞行器尾部喷出的大量碳氢化合物尾焰气流来跟踪目标的。
十是灵活战术手段。如:采用雷达组网技术,将若干部雷达组成一个系统,从不同频段,在大角度范围内,从隐形目标的下方、上方和侧面多方向观测;根据作战任务和战场情况,科学部署兵力兵器,形成疏散的战场布局;利用激光告警装置等探测到隐形飞机发射激光后,可实施干扰手段,包括致盲式干扰、回答式欺骗干扰、激光与红外诱饵、大气散射干扰等。