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国产抗干扰反隐利器量子雷达破极限 全球搜猎无死角

更新时间:2019-09-25 10:56:44点击:235

国产抗干扰反隐利器量子雷达破极限 全球搜猎无死角(图1)

  图:中国量子雷达探测示意图/网络图片

雷达素有“千里眼”的美称,在发现即打击的现代信息化战争中,能够更快、更準地发现对手,甚至比打击对手更加重要。近期,中国研製的多款新型雷达密集公开亮相,量子雷达、微波光子雷达、可“向后看”的机载雷达……其中首次公开展示的量子雷达,因解决传统雷达在抗干扰、反隐身及目标识别等方面的技术瓶颈,更是成为外界瞩目焦点。目前,中国早已完成量子雷达原理样机研製,突破同类雷达的探测极限,在全球首次实现远程探测。

从以前视距作战,到现在超视距战争,再到信息化一体的战争,几乎世界上每个国家都在发展自己的雷达装备。经过60年的发展,中国雷达从之前的电磁雷达、红外雷达到现在的量子雷达,已有了质的突破。内地媒体报道指,中国目前在量子雷达研究方面已具备量子雷达系统设计、系统研製以及实验验证的初步能力。

据新华社和解放军报报道,中国首台量子雷达样机近日先后珠海航展和北京一雷达高峰论坛上公开亮相。该雷达是由中国电科14所研製的中国首部单光子检测量子雷达样机。网上资料指,常规的雷达只是通过电磁波形式,其搜索的範围及效果都有限制。而量子雷达可利用光子进行探测,将量子的特性优势发展起来,此外量子雷达的精度与抗干扰性非常强,尤其是针对複杂环境,能够识别非常小的源体,也能够探测到隐形战鬥机的情况。

132km测距远超光电设备

据科技日报今年8月的一篇报道披露,早在2015年,中国电科14所研製团队完成量子雷达原理样机研製后,在西北高原开展了远程探测试验一举突破同类雷达的探测极限,在国际上首次实现远程探测。

近日,中国电科14所副所长、军委科技委主题专家组专家,国防973项目首席专家王建明在《现代雷达》杂志刊发论文《面向下一代战争的雷达系统与技术》中透露,中国使用基於超导单光子探测器的量子雷达系统在青海湖开展了真实大气环境下的探测试验,对目标的探测距达132km。

业内分析普遍认为,该距离已经远超传统光电探测设备的能力,弥补了由於传统光电探测系统与经典源雷达系统一起工作时的探测距离不足的短板,处於国内乃至世界的领先水平。

王建明介绍,量子雷达是将量子技术引入雷达探测领域,通过对量子资源的利用,实现高灵敏度检测和高维度量子态调製,解决传统雷达在抗干扰、反隐身及目标识别等方面的技术瓶颈。这位权威专家透露,量子雷达具有探测距离远、发射功率低、探测手段丰富、抗干扰能力强等优势,在新型机载远程反隐身预警系统、无人机反导系统等领域具有潜在应用前景。

量子技术将用到微波频段

王建明坦言,目前量子探测理论架构、量子元器件等基础科技有待攻关,量子雷达的实用化还有一段距离。不过,中国电科14所所长胡明春近日在珠海航展期间接受央视网採访时亦表示,下一步要把量子雷达技术用到微波频段,把广泛应用的微波雷达的探测距离提高上去,提升雷达的抗干扰性能。他透露,量子雷达在探测的同时,还可以对对方的雷达形成干扰,并且还能够满足通讯的需求。他希望,能尽快将相关成果用到解放军的主战雷达上去,提升中国军队的预警探测能力。

量子雷达原理

  

国产抗干扰反隐利器量子雷达破极限 全球搜猎无死角(图2)

“丝路眼”可监控卫星 或出口巴铁


中国自主研製的新型“丝路眼”预警机雷达日前亦在珠海首度公开亮相。据中电科14所介绍,“丝路眼”有源相控阵预警机雷达实际上是一种可以提供安装在各种大型飞机平台上的预警机系统,可以根据用户需求,安装在空客、波音或者其他平台上。

预警机是现代空战中的重要装备,它是空中作战指挥中枢,它不仅作为预警探测平台,还是各类信息、各种装备实现互联的重要手段,被誉为“空中帅府”,具有重要的战略意义。美国智库《中国简报》评价,中国预警机雷达在技术体制上领先国外一代。

“丝路眼”雷达天线採用背靠背两具有源相控阵天线,其中背面一具天线的T\R单元数较少。据介绍,正面有较多单元的天线不仅可以对空中、海面目标进行监视,也能对临近空间和轨道上的目标进行跟踪监视,具有反导、监控低轨道卫星的能力。在执行这一任务的时候,可以将天线指向主要威胁方向,而背面的雷达天线也能确保预警机不会在监控特定方向目标的时候,出现“视野空白”。

据观察者网介绍,巴基斯坦可能将成为“丝路眼”的首个海外用户,用於改装其现役ZDK-003预警机,使其性能有较大的提高。由於“丝路眼”雷达性能先进,且配置豪华,可以提供给有高端需求的用户使用。相比E-2“鹰眼”、E-3“望楼”或者“爱丽眼”这类预警机,性能有相当的优势。

微波光子雷达 分辨率提升百倍

中国电科14所智能感知实验室微波光子项目组针对微波光子雷达长期存在的瞬时动态不足的问题完成了阶段性攻关,研製了毫米波大动态宽带雷达,并对民航飞机完成了高分辨成像,相比於国际已报道的微波光子雷达样机接收动态提升了4倍,同时分辨率提升了100倍。

微波光子学技术的发展是雷达领域的一项潜在颠覆性技术,是新一代多功能、软件化雷达的重要技术支撑。早在2014年,国际同行便公布了世界上首部全光子架构的雷达系统样机,验证了光子技术实现雷达系统的可行性。但彼时光子技术虽有实现超宽频谱覆盖的能力,其对系统动态的恶化仍然比纯微波系统严重。

美国、俄罗斯、意大利、中国等对微波光子雷达进行了研究。近期意大利双波段微波光子雷达现场试验中,成功检测到多个海上目标,并精确跟踪了8海里外的船隻,最小可检测信号在S和X频段分别达-122dBm和-124dBm,与最先进的相参雷达系统相当。俄罗斯透露成功研製出微波光子雷达收发样机,南京航空航天大学、南京电子技术研究所、中国科学院也研製出微波光子实时成像验证系统。

中国电科14所副所长、军委科技委主题专家组专家、国防973项目首席专家王建明指出,微波光子雷达用微波光子技术代替传统雷达中基於电子技术的射频微波链路,能有效克服传统电子器件的技术瓶颈,满足多频段、大带宽、抗干扰、可重构和多功能的雷达技术需求。能够实现轻量小型化的雷达阵面,可作为下一代战鬥机、无人飞艇的智能蒙皮。

机载雷达增“后眼” 助战机“隐身”

近日,中国电科14所在其微信公众号上两度隆重介绍了新型的KLJ-7A“三面阵”机载有源相控阵火控雷达。相比於传统雷达±60̊ 的视野,KLJ-7A“三面阵”雷达通过在机身两侧加装两部超薄天线,它的探测视野有了跨越式的提升,达到±150̊(即300̊ 探测视野),为现代战机提供突破传统视野局限的“广角”解决方案之一。相比传统雷达,它可让战机获得“后眼”的颠覆性技能,对战场感知能力得到几何数量级的提升。

据14所专家介绍,具有“广角”能力的飞机能够在空战中有效保持对敌方态势掌握,从而规劃航线使飞机与对方速度矢量重合,这样敌方战机就无法掌握自己的行踪。某种程度上说,这就是另一种“隐身”,对提升战术灵活性意义重大。

其次,“广角”视野可帮助战机在实战中实现“敏捷脱离”,即在大角度大机动状态下可靠稳定地跟踪目标和制导先进空空导弹,这样己方飞机就能做到“边跑边打”,生存能力大大提升。

此外,“广角”视野还可以扩大雷达的搜索範围,一定程度上当做“小型预警机”使用。

“三面阵KLJ-7A在具备‘广角’能力后不仅让战机探测性能大大提升,更重要的是这些能力极大丰富了战机的作战灵活性以及战场生存力,从而让载机的作战能力更上一个台阶。”14所专家指出,KLJ-7A是机载火控雷达领域的一个重要突破,标志着中国在机载火控雷达技术已经并跑世界先进水平,并在某些方面实现领跑。