Moderna lokala konflikter, även i de länder som har den lägsta utvecklingsnivån för de väpnade styrkorna (Syrien, Ukraina), visar hur stor roll elektronisk spanings- och detektionsutrustning är. Och vilka fördelar kan en part få genom att till exempel använda motbatterisystem mot en part som inte har sådana system.
För närvarande går utvecklingen av alla radioelektroniska system i två riktningar: å ena sidan för att maximera deras kontroll- och kommunikationssystem, intelligensinsamlingssystem, precisionsvapenstyrsystem i kombination med alla de tidigare listade systemen och komplexen.
Den andra raden är utvecklingen av system som kan göra det till så hög kvalitet som möjligt att hindra fienden med alla ovanstående medel med det enklaste målet att inte tillåta fienden att skada och skada sina trupper.
Det är också värt att notera här arbetet med möjligheter och metoder för att maskera objekt genom att minska deras radarsignatur genom användning av de senaste radioabsorberande materialen och beläggningar med variabla reflekterande egenskaper.
Det är förmodligen värt att översätta: vi kommer inte att kunna göra tanken osynlig i radiospektrumet, men vi kan minimera dess synlighet så mycket som möjligt, till exempel genom att täcka den med material som ger en så förvrängd signal att identifiering kommer att vara väldigt svårt.
Och ja, vi utgår fortfarande från det faktum att absolut osynliga flygplan, fartyg och stridsvagnar helt enkelt inte existerar. För tillfället, åtminstone. Om det är subtilt och svårt att se mål.
Men, som de säger, varje mål har sin egen radar. En fråga om signalfrekvens och styrka. Men det är här problemet ligger.
Nya material, särskilt radioabsorberande beläggningar, nya former för beräkning av reflekterande ytor, allt detta gör bakgrundskontrastnivåerna för skyddade föremål minimala. Det vill säga skillnaden mellan kontrollobjektets elektriska egenskaper eller defekter i det från miljöegenskaperna blir svår att skilja, objektet smälter faktiskt ihop med miljön, vilket gör detekteringen problematisk.
I vår tid är de lägsta nivåerna av bakgrundskontrast faktiskt nära de extrema värdena. Därför är det klart att för radar (särskilt för en cirkulär vy), som fungerar exakt på kontrast, är det helt enkelt nödvändigt att först och främst öka kvaliteten på den mottagna informationen. Och det är inte helt möjligt att göra detta genom den vanliga ökningen av mängden information.
Mer exakt är det möjligt att öka effektiviteten / kvaliteten på radarspaning, den enda frågan är till vilken kostnad.
Om du tar en hypotetisk radar, oavsett vilket syfte, bara en cirkulär radar med en räckvidd på till exempel 300 km (som "Sky-SV") och ställer in uppgiften att fördubbla dess räckvidd, då måste du lösa mycket svåra uppgifter. Jag kommer inte att ge här beräkningsformlerna, detta är fysiken för det renaste vattnet, inte hemligt.
Så, för att fördubbla radaravkänningsområdet, krävs det:
- att öka strålningsenergin med 10-12 gånger. Men fysiken igen har inte avbrutits, strålningen kan ökas så mycket bara genom att öka den förbrukade energin. Och detta innebär utseendet av ytterligare utrustning för elproduktion i stationen. Och sedan finns det alla möjliga problem med samma förklädnad.
- öka mottagningsenhetens känslighet 16 gånger. Billigare. Men är det överhuvudtaget realiserbart? Detta är redan en fråga för teknik och utveckling. Men ju mer känslig mottagaren är, desto fler problem med naturlig störning som oundvikligen uppstår under drift. Inblandning från fiendens elektroniska krigföring är värt att prata om separat.
- för att öka antennens linjära storlek med 4 gånger. Det enklaste, men ger också komplexitet. Svårare att transportera, mer märkbar …
Även om vi ärligt erkänner att ju kraftfullare radaren är, desto lättare är det att upptäcka, klassificera, generera en personligt beräknad störning för de mest rationella egenskaperna och skicka den. Och ökningen av radarantennens storlek spelar i händerna på dem som måste upptäcka den i tid.
I princip visar sig en sådan ond cirkel. Där utvecklare måste balansera på kanten av en kniv, med hänsyn till dussintals, om inte hundratals nyanser.
Våra potentiella motståndare från hela havet är lika bekymrade över detta problem som vi är. Det finns i strukturen för det amerikanska försvarsdepartementet en sådan avdelning som DARPA - Defense Advanced Research Project Agency, som är engagerad i bara lovande forskning. Nyligen har DARPA-specialister fokuserat sina ansträngningar på utvecklingen av radarer som använder ultrabredbandssignaler (UWB).
Vad är UWB? Dessa är ultrakorta pulser, med en nanosekunds varaktighet eller mindre, med en spektrumbredd på minst 500 MHz, det vill säga mycket mer än den för en konventionell radar. Kraften hos den utsända signalen enligt Fouriertransformerna (naturligtvis inte Charles, utopin som går igenom historien i skolan, men Jean Baptiste Joseph Fourier, skaparen av Fourier -serien, efter vilken principerna för signalomvandling namngavs) fördelas över hela bredden av det använda spektrumet. Detta leder till en minskning av strålningseffekten i en separat del av spektrumet.
Det är mycket svårare att upptäcka en radar som arbetar på UWB under drift än en vanlig just på grund av detta: det är som om inte en kraftfull strålsignal fungerar, men som om många svagare, utplacerade i likhet med en pensel. Ja, experter kommer att förlåta mig för en sådan förenkling, men detta är enbart för "överföringen" till en enklare uppfattningsnivå.
Det vill säga att radaren "skjuter" inte med en puls, utan med den så kallade "burst of ultrakortsignaler". Detta ger ytterligare fördelar, som kommer att diskuteras nedan.
Behandlingen av UWB -signalen, till skillnad från smalband, är baserad på principerna för detektorlös mottagning, så att antalet skurar i signalen inte alls begränsas. Följaktligen finns det praktiskt taget ingen begränsning av signalbandbredden.
Här uppstår en långvarig fråga: vad ger all denna fysik, vilka är fördelarna?
Naturligtvis är de det. Radarer baserade på UWB utvecklas och utvecklas just för att UWB -signalen tillåter mycket mer än en konventionell signal.
Radarer baserade på UWB -signal har de bästa identifierings-, igenkännings-, positionerings- och spårningsmöjligheterna för objekt. Detta gäller särskilt för objekt som är utrustade med antaradar-kamouflage och radarsignaturreduktion.
Det vill säga att UWB-signalen inte bryr sig om det observerade objektet tillhör de så kallade "smygobjekten" eller inte. Skydd mot radarn blir också villkorliga, eftersom de inte kan reflektera / absorbera hela signalen, kommer någon del av paketet att "fånga" objektet.
Radarer på UWB identifierar bättre mål, både enskilda och grupp. Målens linjära dimensioner bestäms mer exakt. Det är lättare för dem att arbeta med små mål som kan flyga på låga och ultralåga höjder, det vill säga UAV. Dessa radarer kommer att ha betydligt högre brusimmunitet.
Separat tror man att UWB kommer att möjliggöra bättre igenkänning av falska mål. Detta är ett mycket användbart alternativ när man till exempel arbetar med stridsspetsar av interkontinentala ballistiska missiler.
Men låt dig inte hänga på luftövervakningsradar, det finns andra alternativ för att använda radar på UWB, inte mindre och kanske ännu mer effektivt.
Det kan tyckas som en ultrabredbandssignal är ett universalmedel för allt. Från drönare, från smygplan och fartyg, från kryssningsmissiler.
Faktiskt, naturligtvis inte. UWB -tekniken har några uppenbara nackdelar, men det finns också tillräckligt många fördelar.
Styrkan hos UWB -radarn är den högre noggrannheten och hastigheten för måldetektering och igenkänning, bestämning av koordinater på grund av det faktum att radarn fungerar på flera frekvenser inom operationsområdet.
Här är UWB: s "glädje" generellt dold. Och det ligger just i det faktum att arbetsområdet för en sådan radar har många frekvenser. Och detta breda intervall låter dig välja de delområden vid frekvenserna av vilka reflekterande förmågor hos observationsobjekten manifesteras så bra som möjligt. Eller - som tillval - detta kan till exempel negera antiradarbeläggningar, som inte heller kan fungera i hela frekvensområdet på grund av att beläggningar för flygplan har viktbegränsningar.
Ja, idag används medlen för att minska radarsignaturen mycket, men nyckelordet här är "reduktion". Inte en enda beläggning, inte en enda listig form av skrovet kan skydda mot radar. Minska synligheten, ge en chans - ja. Inte mer. Berättelserna om smygplan försvann i Jugoslavien under förra seklet.
Beräkningen av UWB-radarn kommer att kunna välja (och snabbt, baserat på liknande data) det subfrekvenspaket som tydligast kommer att "markera" observationsobjektet i all ära. Här kommer vi inte att prata om klockor, modern digital teknik gör det möjligt att hantera på några minuter.
Och förstås analys. En sådan radar bör ha ett bra analytiskt komplex som gör det möjligt att bearbeta data som erhålls från bestrålning av ett objekt vid olika frekvenser och jämföra dem med referensvärdena i databasen. Jämför med dem och ge det slutliga resultatet, vilken typ av objekt som kom in i radarfältet.
Det faktum att objektet kommer att bestrålas vid olika frekvenser kommer att spela en positiv roll för att minska felet i igenkänning, och det är mindre sannolikhet för avbrott i observation eller motverkan med hjälp av objektet.
En ökning av bullerimmuniteten för sådana radar uppnås genom att detektera och välja strålning som kan störa radarens exakta funktion. Och följaktligen omstruktureringen av de mottagande komplexen till andra frekvenser för att säkerställa minimal påverkan av störningar.
Allt är väldigt vackert. Naturligtvis finns det också nackdelar. Till exempel överstiger massan och dimensionerna för en sådan radar avsevärt konventionella stationer. Detta komplicerar fortfarande kraftigt utvecklingen av UWB -radarer. Ungefär samma som priset. Hon är mer än transcendental för prototyper.
Utvecklarna av sådana system är dock mycket optimistiska inför framtiden. Å ena sidan, när en produkt börjar massproduceras, minskar det alltid kostnaden. Och när det gäller massa räknar ingenjörer med elektroniska komponenter baserade på galliumnitrid som avsevärt kan minska både vikt och storlek på sådana radarer.
Och det kommer säkert att hända. För var och en av riktningarna. Och som ett resultat kommer utsignalen att vara en radar med kraftfulla, ultrakorta pulser i ett brett frekvensområde, med hög repetitionshastighet. Och - mycket viktigt - höghastighets digital databehandling, som kan "smälta" stora mängder information som tas emot från mottagare.
Ja, vi behöver verkligen tekniker med stor bokstav här. Lavintransistorer, laddningsförvaringsdioder, galliumnitridhalvledare. Skredtransistorer är i allmänhet inte underskattade enheter, de är enheter som fortfarande kommer att visa sig. Mot bakgrund av modern teknik tillhör framtiden dem.
Radarer som använder ultrakorte nanosekundpulser kommer att ha följande fördelar jämfört med konventionella radarer:
- förmågan att tränga igenom hinder och reflektera från mål som ligger utanför siktlinjen. Det kan till exempel användas för att upptäcka personer och utrustning bakom ett hinder eller i marken;
- hög sekretess på grund av den låga spektraltätheten för UWB -signalen;
- noggrannheten för att bestämma avståndet upp till flera centimeter på grund av signalens lilla rumsliga omfattning;
- förmågan att omedelbart känna igen och klassificera mål efter den reflekterade signalen och höga måldetaljer;
- öka effektiviteten när det gäller skydd mot alla typer av passiv störning orsakad av naturfenomen: dimma, regn, snö;
Och dessa är långt ifrån alla fördelar som en UWB -radar kan ha i jämförelse med en konventionell radar. Det finns stunder som bara specialister och människor som är väl insatta i dessa frågor kan uppskatta.
Dessa egenskaper gör UWB -radar lovande, men det finns ett antal problem som tas upp av forskning och utveckling.
Nu är det värt att prata om nackdelarna.
Förutom kostnad och storlek är UWB -radarn sämre än konventionell smalbandradar. Och betydligt sämre. En konventionell radar med en pulseffekt på 0,5 GW kan detektera ett mål på ett avstånd av 550 km, sedan en UWB -radar på 260 km. Med en pulseffekt på 1 GW detekterar en smalbandradar ett mål på ett avstånd av 655 km, en UWB-radar på ett avstånd av 310 km. Som du kan se, nästan fördubblats.
Men det finns ett annat problem. Detta är oförutsägbarheten hos den reflekterade signalformen. Smalbandradar fungerar som en sinusformad signal som inte förändras när den färdas genom rymden. Amplitud och fasförändring, men förändras förutsägbart och i enlighet med fysikens lagar. UWB -signalen ändras både i spektrumet, i dess frekvensdomän och i tid.
Idag är de erkända ledarna inom utvecklingen av UWB -radar USA, Tyskland och Israel.
I USA har armén redan en bärbar gruvdetektor AN / PSS-14 för att upptäcka olika typer av gruvor och andra metallföremål i jorden.
Denna gruvdetektor erbjuds också av staterna till dess Nato -allierade. AN / PSS-14 låter dig se och undersöka objekt i detalj genom hinder och marken.
Tyskarna arbetar med ett projekt för en UWB Ka-band "Pamir" radar med en signalbandbredd på 8 GHz.
Israelerna har skapat enligt principerna för UWB "stenovisor", en kompakt enhet "Haver-400", som kan "titta" genom väggar eller marken.
Enheten skapades för enheter mot terrorism. Detta är i allmänhet en separat typ av UWB -radar, implementerad av israelerna mycket vackert. Enheten kan verkligen studera den operationellt-taktiska situationen genom en mängd olika hinder.
Och vidareutveckling, "Haver-800", som kännetecknas av närvaron av flera separata radar med antenner, tillåter inte bara att studera utrymmet bakom hindret, utan också att bilda en tredimensionell bild.
Sammanfattningsvis skulle jag vilja säga att utvecklingen av UWB -radarer i olika riktningar (land, hav, luftförsvar) gör det möjligt för de länder som kan behärska tekniken för design och produktion av sådana system att avsevärt förbättra deras intelligensförmåga.
När allt kommer omkring är antalet fångade, korrekt identifierade och tagna för eskort med efterföljande förstörelse av mål en garanti för seger i alla konfrontationer.
Och om vi anser att UWB -radarer är mindre mottagliga för störningar av olika egenskaper …
Användningen av UWB -signaler kommer att avsevärt öka effektiviteten för att upptäcka och spåra aerodynamiska och ballistiska föremål vid övervakning av luftrum, visning och kartläggning av jordens yta. UWB -radar kan lösa många problem med flygning och landning av flygplan.
UWB -radar är ett verkligt tillfälle att titta in i morgon. Det är inte för ingenting som väst är så nära engagerat i utvecklingen i denna riktning.
