歼20隐身全靠这项技术 射频隐身让战机来无影去无踪|歼20|中国|战机

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  J20少了它可不行——射频隐身简介

  拥有自主研发并生产隐身战机能力的国家,必定是军事工业整体体系完善与技术实力无比雄厚的国家。而这样的国家,在这个世界上目前不超过3个。很幸运,中国便是其中之一。今天小编就给大家介绍一个关于隐身战机的偏冷门的知识。

  众所周知,隐身技术又名低可探测技术,或者称为目标特征控制技术。是指通过采取一些设计,使己方隐身单位能够规避对方声、光、电、热等探测手段探测,或者大幅压缩探测发现距离的综合技术。那么对于隐身飞机而言,就是能够有效规避雷达、红外探测设备的侦测。其实,这里面的隐身技术,还可以再分为有源(主动)隐身技术和无源(被动)隐身技术。

  大家最喜闻乐见的,也是关注得最多的,就是战斗机的无源隐身技术。所谓无源隐身技术,是指通过对飞机外形进行巧妙的设计,尽可能减少直接散射波,控制各个强散射区域的散射能量,避免谐振区域的出现,以及采用吸波材料,达到降低RCS的目的。同时在红外频段甚至光频段采用类似的设计,做到电波、红外波、甚至光波、声波等低散射特性。这些技术的运用,多少能在一架战机的外形上体现出来。比如F117飞机的菱形机体,类似多个平板构成的机体表面,正是它对入射电磁波散射控制的体现;B2的枣核型机体以及F22、F35包括我国J20隐身飞机的圆滑机体,几乎看不到直角转折过渡;S形进气道对发动机扇叶的遮挡和倾斜的垂尾甚至无垂尾设计等,都是可以从外观上大致评判一架飞机隐身性能处于哪个档次的。(当然要较为准确地评判RCS特性仍然应该做出可靠的算法计算并在测量中得到验证)。吸波材料的好坏则难以从外形上加以评判。

  这里要着重介绍的是往往容易被大家忽略的一点,即有源隐身技术。同理,有源隐身技术是指通过主动手段来控制自身低可探测特性,规避对手各类传感器探测。一般说来,有源隐身技术又可称为射频隐身技术,或者说是低概率截获(LPI技术)技术。射频隐身技术是指己方电子设备防御无源探测技术、跟踪和识别的隐身技术,属于战机平台有源、主动信号特征控制范畴。简而言之,在信息化战争背景下的今天,作为重要节点之一的高性能隐身飞机,必然会辐射出各类雷达、通信、导航等电磁信号,射频隐身技术就是让对手无法或者难以截获这些辐射出去的电磁信号。在理论上,任何辐射出去的电磁波都是可以被截获到的,因此要做到低概率截获,其难度可见一般。最早在实际上第一种隐身战斗机F117上,由于LPI技术的不够成熟与可靠,美军索性没有给F117装备雷达,对于通信信号也是严格管制,不必要的时间都是无线电静默状态。这对于主营对地攻击的战机而言,可能还勉强可以接受,但是在今天看来则是不可接受的妥协。所以随着LPI技术的进步与发展,拥有先进射频隐身技术的F22和F35纷纷装备部队,乃至傲世全球。在对抗军演中,被F22“砍瓜切菜”的F15、F16战机无一能发现自己被F22雷达锁定。这就是LPI技术“默秒全”的威力!

  下面小编简单讲讲低概率截获技术一般通过什么手段来实现。

  1、  功率管制。对方雷达接收机灵敏度一定的情况下,收到的信号功率越大,则检测出来的可能性自然是越高的。所以,当我们能用1kw功率看50km时,绝对不要用2kw,以避免高功率被对手截获到的可能性。因此从这个角度来看,并不是每次发射的脉冲功率越高越好。

  2、  低副瓣/超低副瓣天线。当我们重点关注一个目标时,希望能量尽可能集中在该目标身上,而在其他地方的能量能够越低越好。这个道理也很显然,我们并不希望有第三者发现我们的雷达波束,因此极低的副瓣(比如-40甚至-50分贝以下的副瓣)会带来较好的收益。而雷达处于不同模式中,对副瓣要求可能差别较大,有时甚至还会要求多个主瓣同时出现。因此,从这个角度来看,拥有一个性能强大的多功能AESA雷达对于先进的隐身战机而言是必须的。

  3、   发射宽频带扩谱信号。大的发射信号带宽使得敌方电子侦察接收机在频谱域上大大失配,而我方雷达在频谱域上能进行匹配接收,有利于提高雷达的低截获性能。其中以随机信号最为优越,随机信号具有最大熵,是理想的“图钉型”模糊函数,波形设计自由度大,但产生和处理较困难。多相码是目前研究较多的一种雷达编码信号,其信号特征之一就是信号频谱展宽,功率谱密度降低,且利用匹配滤波可得到信号处理增益,辐射信号峰值功率可进一步降低。他具有较低的距离旁瓣,不存在距离-多谱勒耦合问题,且容易利用数字技术实现雷达工作过程中编码序列的改变,随着多普勒补偿算法和多普勒频率预处理技术研究的进一步成熟,多相码对多普勒信息敏感的问题也得以解决。通过各种技术手段,使这种宽带信号伪装成类似与delta信号的形式,会很容易让敌方接收机以为是自然界杂波而滤去。

  4、    发射高占空比的大时款以及脉冲压缩和相干积累信号。理论上,占空比最大的是连续被信号,但因为种种原因,其不适合在机载雷达上运用。高占空比的运用有助于在保持雷达威力范围的同时,降低峰值功率。同时运用相干积累信号,让自己的雷达接收机获得较高信噪比。而敌方接收机由于不知道我方发射信号的详细结构,因而无法有效提升信噪比,进而降低了截获概率。

  以上手段不仅仅可以用在雷达上,通信导航信号、数据链等都可使用。正是这些技术的运用,让射频信号的低可探测变的可能。不过我们也要注意到,有源隐身技术如同无源隐身技术一样,都不是绝对稳妥的。对手的电子设备灵敏度极高或者说对手知晓我方发射信号的形式,一样可以截获到。所谓低概率截获,也不是无概率截获。美国人的LPI技术无疑走在世界前列,早在上个世纪70年代,就做了大量实验来研究。我国在这方面起步较晚,但是后发优势大,发展后劲足,这些年来已经有了长足的进步。相信我们的LPI技术已经在J20战机上得到运用,能够在未来可能出现的战场上,“默秒全”对手!(作者署名:浩汉防务)

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