中国在海外展示YLC-29反隐身雷达 性能优于西方产
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所有被动探测系统,无论是维拉-E系统,还是其前任Ramona与Kolchuga 系统,都是被动的电子侦查系统(ESM,electronic support method ),目的为通过定位(无线电)发射源的能力,定位发出无线电信号的目标。他们与美国,法国,以色列等西方国家的系统一样,任务都为收集,识别,跟踪与定位目标发出的无线电频率与信号。

  YLC-20雷达

通常电子干扰是主波瓣识别跟踪,旁瓣信号进入干扰,雷达的第一旁瓣信号越小越好,这和雷达天线的增益有关系,而增益又与天线口径和TR数量有直接关系,一般来说,-55分贝是一个门限,当旁瓣低于这个信号强度,那么雷达信噪比极高,很难被干扰,高于这个数值,那么就相对容易干扰,苏27的倒卡塞格伦天线信号增益大约只有28分贝,歼10A的平板裂缝天线增益大约有38分贝,歼20的天线增益高达接近60分贝,杠杠的硬指标决定了前面雷达都抓瞎了的电子干扰强度面前,歼20的雷达完全没有丝毫影响。

2.地面目标,包括早期预警雷达、搜索雷达和火控雷达。

  相对于传统的单基雷达,新型双(多)基无源雷达有几个方面的优势。首先就是隐蔽性好,战场生存力高,现有的空射反辐射导弹对其基本无效。因为双(多)基无源雷达本身不发射任何电磁波信号,只接受其他辐射源的电磁波信号,这就使得利用被动导引头接收辐射源信号来进行制导的空射反辐射导弹无法发现这种雷达并进行锁定。

歼20的雷达是中国到目前为止最先进的产品,虽然它也叫第三代AESA,但是它和那些装备在F15,F/A-18E/F,阵风,歼10C等飞机上的低档AESA还是有非常大的不同,低档的AESA雷达是AESA雷达的简单应用,主要利用雷达强大的功率,快速灵活的电子扫描,而作为装备在隐身飞机上的雷达,这些基本的性能完全不能使用,因为隐身飞机的雷达必须具备低信号探测率特征,即低截获概率LPI技术。

2.地面目标,包括早期预警雷达、搜索雷达和火控雷达。

  目前,YLC-29无源探测系统采用的是双基地体制(收发分置),单站即可工作。而“维拉”-E双(多)基无源雷达系统至少要配置3座及以上的接收基站才能实现定位功能。此外,YLC-29无源探测系统除了自身不辐射电磁波信号、生存力高等被动探测系统的特点外,最大的优势还在于可以利用数量众多的民用广播信号——据不完全统计,全世界目前共有上万个各类广播电台和电视台,可以提供充足的50~800兆赫兹调频广播信号。因此,借助大量的外辐射源,YLC-29无源探测系统可以对保持电磁静默的目标进行探测,能够同时对200批以上的目标实施定位和跟踪。其覆盖范围达4万平方公里,对雷达反射截面积为3~5平方米的空中目标的探测距离可达200公里左右。

仅仅这样,雷达都还不够隐身,歼20的雷达是种具有较大带宽的雷达,它在发射和接受电波时,把扁平的脉冲同时分布在雷达瞬时带宽的每一个频率上,相当于雷达同时发射数百到数千个不同频率的低功率电波,而雷达接收时则把这每一个频率的电波都累积到一起,形成一个探测信号。这样都还不够隐蔽,实际上雷达的数字系统还把这种宽频辐射编译成伪杂波,每一次发射都在不同的具体频率上,它完全融进背景噪音。

1.使用雷达的航空辐射源,包括战斗机、空中预警飞机&电子战飞机和无人飞机。

  YLC-29采用的是双基地体制(收发分置)

简单的说,现代战斗机的雷达像夜晚打手电筒照路的汽车,你照亮了道路和对面汽车的同时,也让对方感觉到了你的灯光,从而对方也知道有车来了。战斗机可以通过RWR雷达告警器感受到照射向它的雷达波,不过现代的无线电技术应用太过于普及,雷达告警装置不会告诉飞行员每一个接收到的雷达波,因为在现代的天空,每一秒飞机至少要遭受到上百万次无线电信号脉冲的照射,不找到真正的有威胁的雷达信号,那么告警装置是不会报警的。

澳大利亚防务专家Carlo Kopp博士认为,中国的YLC-20系统很可能是在获得的捷克维拉-E系统的文件上发展的。中国曾经试图购买维拉-E系统,但最后并没有成交。LYC-20在2006年时最先被公开。

  从目前国外同类装备的发展情况来看,YLC-29无源探测系统的总体性能还有很大的提升空间。比如,美国洛·马公司早在1998年就研制成功了世界上第一种利用调频广播信号来进行无源探测的“沉默哨兵”系统,如今已经发展到了第三代。该系统总体性能先进,比较突出的技术特点包括:可以实现360度全周视探测;装有无源定位与识别系统,通过海量数据库可以进行二次精确测量。在测试中,“沉默哨兵”无源探测系统曾经对雷达反射截面积为10平方米的目标探测距离达到了550公里,甚至在250公里的距离上就发现了B-2A隐身轰炸机。因此,随着我国雷达技术的不断发展,YLC-29无源探测系统也将有着更为出色的表现。

歼20雷达很先进,难发现,难干扰,这也是众多黑科技之一

中国的YLC-20无线电侦查系统类似捷克的KRTP-91 Tamara与“维拉-E”系统,同时具备DF与DTOA侧向,测距能力。可以定位机载与地,海面发射源。唯一公开材料说明YLC-20用于探测、定位和识别:

  有意思的是,当时紧盯着北约国家装备发展动向的华约国家也敏锐地察觉到了这一情况,并且很快也投入到无源雷达的研制当中。

国产便宜KLJ-7A有源相控阵雷达,装备出口巴基斯坦的低端枭龙战斗机,探测距离高达170公里

3.无线电通信装备。

  我国在无源探测系统研发方面的起步并不算太晚,而且从一开始最为直接的目的就是反空中隐身目标。早在21世纪初,我国当时采取了两条腿走路的策略,一方面由军工企业自主研发无源探测系统,另一方面计划从国外成套引进技术成熟、性能先进的无源探测系统,以作为应急措施。我国最终选中的无源探测系统,就是由“雷达怪杰”捷克人弗·佩赫主持设计研制的“维拉”-E双(多)基无源雷达系统。

另外无法感应报警可能随着技术的进步会慢慢有所改变,我们对未来30年的电子技术进步不能完全预测,有矛必有盾,未来也许有新型号的被动报警系统能够触发雷达的探测,那么雷达还有技术保护自己不被电子干扰,这个关键就是天线的尺寸,TR的数量和主动旁瓣控制技术。

澳防务专家:不相信中国反隐身雷达具有探测隐身战机能力

  另外,为了实现高机动性和更快的反应能力,YLC-29无源探测系统采用了机电液一体化技术,能够实现大口径天线的单车自动快速架设以及撤收,所需时间少于20分钟。

中国的航空电子技术在2000年以后发展异常迅速,有源相控阵雷达AESA的发射接收TR模块架构和生产技术连续获得巨大的突破,在短短的10年内就走过了AESA第一代到第三代的快速发展,1990年时,中国为了谋求美国的低档PD雷达APG66被美国羞辱,而到了2015年,中国甚至把第三代AESA雷达装到非战斗序列的教练机上,几乎每一种中国生产的先进的、不先进的战斗机都能装备AESA雷达,这种巨大的飞跃让国内和国外都一时惊诧莫名,无法致信。

在冷战的最后20年中,为了强化华约国家的防空能力,维拉等系统被开发出来。在预想战场上,美国会对华约国家的防空指挥一体化系统的空情雷达,跟踪与火控雷达等进行剧烈的干扰。开发维拉这些被动传感器的意图在于利用被动无线电探测手段定位与跟踪美国与北约的军用飞机,以便为防空自动化系统中的其他节点提供情报支持。

  在实际应用中,YLC-29无源探测系统以及之前的YLC-20双站测向无源探测系统并非是单独使用,而是与其他类型的先进有源雷达组成强大而完整的远程防空预警网,发挥各自的特长。

歼20的雷达实际上是中国先进航电计划中第二代产品,1996年时,中国根据F22的航电架构进行了第一代98X工程,这个研究进展迅速,在2004年就通过成果验收,当时歼10战斗机也不过才刚刚服役,而中国的第四代战斗机还没有事实展开工程行动,有鉴于一代科研成果不被浪费,这套成果大部分被安装到歼10战斗机上形成歼10B,而一部分成果迁移到沈阳的歼16上。现在的歼20的航电实际上是2002年开始的新一代针对F35的航电系统展开的新一代航电系统。

中国的YLC-20无线电侦查系统类似捷克的KRTP-91 Tamara与“维拉-E”系统,同时具备DF与DTOA侧向,测距能力。可以定位机载与地,海面发射源。唯一公开材料说明YLC-20用于探测、定位和识别:

  无源雷达已经成为反隐身的利器

第二种技术则是功率低,但是发射时间长的脉冲,它利用脉冲的占空比,让低功率的脉冲信号通过时间累积达到普通探测电波同样的功率,这个扁平的脉冲波峰值很低,往往低于周围的背景噪音辐射;

链接:中国的无线电侦查系统

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这样的先进技术造成一个可怕的事实,歼20用雷达搜索,跟踪目标,并用导弹攻击目标,到现在为止的所有战斗机包括F22,F35都完全无动于衷,根本不能利用被动探测发现威胁的到来。

其中捷克在这一领域的发展最为杰出。其所发展的Ramona与Tamara 系统都使用复杂的“到达时间差法”(以下简称DTOA ,Time Difference Of Arrival)进行探测。这项技术直到最近才被西方集团国家所采用。然而这些传感器是否有能力对隐身目标进行有效的探测呢?

  不过,相对于“维拉”-E和YLC-20,YLC-29无源探测系统在技术难度上也有相当的挑战。其中最为明显的就是由于工作在民用调频广播频段,YLC-29所接收到的各种杂波和干扰比较严重。为此,南京电子技术研究所的科研人员在研发YLC-29无源探测系统时,对空间、时间和频段等多个维度上进行自适应处理,不仅克服了杂波和干扰,还较为完美的实现了对电磁波反射信号微弱目标的探测。

其实这些还只是冰山浮在水面的东西而已,作为一种四代机的大型雷达,歼20还隐藏着很多目前尚未透露的绝密技术,还有很多秘密等着我们去探寻。

事实上“采用DTOA原理的被动无线电侦查系统是反隐身雷达”的论调很难成立。所有利用DTOA的无线电定位系统,对于探测与跟踪全向的无线电发射源是最为有效的。利用DTOA的无线电定位系统工作时,其最少有三个空间上相互远离的天线/接收机要接收到来自目标的同一个无线电信号。这就是为什么华约国家利用DTOA原理的无线电定位系统主要被用来跟踪敌我识别(IFF)信号,二次监视雷达(SSR)信号、甚高频全向无线电信标(VOR)/测距装置(DME)、战术空中导航系统(Tacan)和联合战术信息分发系统(JTIDS)/Link-16。X/Ku波段雷达发射波束狭窄的,低旁瓣的雷达波束,即便在最佳的几何空间条件下,也很难被三个或更多相隔几十英里远的利用DTOA原理的无线电定位系统的天线所接收,所以DTOA原理的无线电定位系统无法对X/Ku波段的雷达进行有效的定位。因为需要低增益天线完整地覆盖所要求的视界,从最基本的无线电物理学观点来看,DTOA系统也不能定位和跟踪X/Ku波段的有源电子扫描相控阵雷达(AESA)所发射雷达波的旁瓣。利用DTOA系统可以定位隐身飞机的唯一可能是飞机在飞越敌空域的时候的同时通过全向的JTIDS/Link-16天线发射信号。但这种可能性太低,并不值得进行考虑。

 前不久,中国电子科技集团南京电子技术研究所首次对外公开展出了YLC-29无源探测系统。该系统具有出色的对空中隐身目标的探测能力,因而受到了各方的高度关注。

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澳大利亚防务专家Carlo Kopp博士认为,中国的YLC-20系统很可能是在获得的捷克维拉-E系统的文件上发展的。中国曾经试图购买维拉-E系统,但最后并没有成交。LYC-20在2006年时最先被公开。

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歼10B战斗机,利用了歼20战斗机航电的半成品,指标还是远超普通三代机的PD雷达

1.使用雷达的航空辐射源,包括战斗机、空中预警飞机&电子战飞机和无人飞机。

  为了克服“维拉”-E和YLC-20在目标探测和定位方面的局限性,YLC-29无源探测系统采用了更为先进的定位原理。该系统通过接收空中运动目标反射的民用调频广播信号,利用目标运动产生的多普勒效应进行探测,采用车厢和椭圆交汇实现定位和跟踪。此外,为了更有效地对付空中隐身目标,YLC-29无源探测系统工作在米波频段(约100兆赫兹)。在这一频段,采用现有隐身外形设计的空中隐身目标会产生较大的反射面积。

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3.无线电通信装备。

  中国无源雷达发展取得大量成绩

中国在海外展示YLC-29反隐身雷达 性能优于西方产品【四川快乐12走势图】。中国在海外展示YLC-29反隐身雷达 性能优于西方产品【四川快乐12走势图】。战场上找到隐身飞机的雷达信号,就像警官在密集人群里面找一个凶手一样困难

综上,就像宣传B-2A的隐身涂料会被雨水冲走一样,宣称DTOA或传统的DF发射定位系统可提供“有效的反隐形飞机”的能力的说法是不可信的。

  其次,双(多)基无源雷达由于无需设置大功率发射机及其配套设备,从硬件设施的角度来说生产和维护成本更低,能够作为其他大型单基对空预警探测雷达的有效补充。尤其是针对隐身飞行器目标,双(多)基无源雷达有着更为突出的优势。因为隐身飞行器所采用的隐身技术措施一是利用涂层吸收入射雷达波或者削弱其反射强度,另一方面则是利用特殊的外形设计来使得入射雷达波向某一方向集中反射,避免形成较大的后向散射。而YLC-29这类无源探测系统恰恰就可以利用部署在多个方向、相距较远的数个基站探测和跟踪隐身飞行器目标在某一方向上产生的较强雷达反射波。

不是每款相控阵雷达都可以上隐身飞机用,隐身飞机雷达需要进行特别的设计

而传统的测向(Direction finding, 以下简称DF)系统,如Kolchuga系统,可探测和跟踪隐形飞机的观点也经不起分析。和DTOA定位系统相比,它们天线的增益相对高,但问题是这些系统面对的是旁瓣非常低的,有射频管理功能并且频率捷变的有源电扫相控阵雷达(AESA)--只有在天线基站位于AESA雷达的波束主瓣内,且发射时对着基站天线的时候,才能探测并跟踪发射源。这种情况只有在被攻击目标的周围有3个或更多DF系统,而且全都面对受攻击的轴线的时候才可能实现。即便这种情况下,DF系统还要面对定位误差的几何分布(Geometrical dilution of precision,GDOP)的问题,这会严重影响测距精度。由于DTOA是短基线系统,Kolchuga上运用的DTOA技术不太可能纠正这个问题。

  从探测和定位原理来看,YLC-29无源探测系统与捷克“维拉”-E系统以及同为南京电子技术研究所研制的YLC-20双站测向无源探测系统有所差异。“维拉”-E和YLC-20主要依靠接收目标直接发射的电磁波信号来进行探测、定位和识别。如果目标保持电磁静默状态,则“维拉”-E和YLC-20这类无源探测系统就无法工作。此外,由于敌方空中目标并不是每时每刻都在向外发射电磁波信号,会有开机和电磁静默交替的状态。因此,“维拉”-E和YLC-20这类无源探测系统即便是能够探测到各类空中目标,包括隐身目标,其获得的定位信息也是时断时续的,无法实现连续实时跟踪。

然而歼20的雷达采用了三种关键性技术,让即便是F22的ALR-94也无法侦测到雷达信号,第一种技术是自适应雷达功率控制,它可以控制每一个雷达波束的功率输出大小,普通的雷达没有这个能力,它射向天空的每一个雷达波都是一样的功率,主动控制的雷达波束会将探测到目标的雷达波束功率保持在一个低的功率水平,这个功率足以牢牢盯住目标,而又不会表现出强大的辐射信号。

中国在海外展示YLC-29反隐身雷达 性能优于西方产品【四川快乐12走势图】。另外唯一的一种可能的反隐身能力“剧本”是:DTOA原理的侦查系统被作为多基地雷达的接收系统使用:假定隐身飞机所在的空域被高功率的UHF/VHF/L波段雷达所照射。特别是对于DTOA系统而言,这时候要面对功率孔径的问题。因为DTOA系统基站覆盖的视界必须非常大,因此会牺牲接收天线的增益。对于多基地雷达系统,为了获得一定的功率孔径,这个多基地雷达系统的发射源的增益和发射功率都要非常大,才能弥补接收天线的低增益。

  其实,无源探测系统属于双(多)基雷达中的被动接收系统。所谓的双(多)基雷达是与现在应用最多的单基雷达对应来说的,主要区别在于前者发射和接收雷达波的天线分开布置,而后者为一体化设计。事实上,在二战中最早投入使用的早期大型对空探测雷达基本上都是双(多)基雷达。但是,随着雷达技术的进步,单基雷达开始出现,并以其体积和重量小、部署方便、集成化程度高而逐步取代了双(多)基雷达。

简单点说,就像很多人员密布起来追踪嫌疑犯,每隔几米就换一个人跟踪,嫌疑犯很难察觉到异常

自从中国公布了类似捷克“维拉-E”系统的采用“到达时间差法”进行侧向与定位的国产无线电侦察系统后,媒体对这种系统的报道不绝于耳,甚至给其冠以“反隐身雷达”的名字。其真实效能到底如何?澳大利亚防务专家Carlo Kopp博士撰文对被动无线电侦查系统探测隐身目标的能力进行了进一步分析:

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到达时间差法(DTOA ,Time Difference Of Arrival) 侧向,定位的基本原理为:发射源发出的同一信号被位置不同的两个天线接收,由于两天线到辐射点位置不同,故以光速传播的无线电信号从发射源到两天线所需时间不同。根据两者的时间差的大小,即可计算出连两个天线距离发射源的方向。沿着这条线的一条虚拟的射线即为方位线。采用至少两组方位不同的接收单元侧向(或利用一架侦察飞机在飞行中进行两次定位,适用于固定目标),得到两条相交的方位线,利用三角函数便计算出了发射源(方位线交点)的位置。

  YLC-29可探测隐身目标

  从工作原理来讲,YLC-29这类无源探测系统并不发射电磁波信号,而是依靠被动接受目标反射的其他辐射源发出的电磁波信号或者其自身发出的电磁波信号,来对其进行探测、定位、跟踪和识别。这里所说的其他辐射源发出的电磁波信号,可以是己方对空探测雷达发出的,也可以是其他随机辐射源,比如大量无线广播电台、电视台等发射的各种信号等。因此,无源探测系统也可以形象的称之为“无源雷达”。

  该系统在1999年巴黎航展上首次公开露面,是在“塔玛拉”双(多)基雷达基础上研发而成的,综合性能在当时来讲居于世界前列。2004年,捷克决定以5500万美元的合同价格向我国出口6套“维拉”-E双(多)基无源雷达系统。但是由于种种原因,合同最终未能执行。当时我国军工企业自主研发的无源探测系统在短时间取得了突破性的进展,技术成熟度和性能水平也在不断的提高。如今,时隔18年之后,当由中国电子科技集团南京电子技术研究所研发的最新一代YLC-29无源探测系统首次亮相巴黎航展时,其造成的轰动效应完全不亚于当年的“维拉”-E。

  不过,从上世纪70年代开始,美国一方面在隐身飞行器设计以及反辐射武器技术方面投入大量人力物力,并且取得了突破性进展。但另一方面,美国人也意识到一旦隐身战机和反辐射导弹实现实用化,其自身也必然要具备相应的反隐身和对抗反辐射导弹的技术和手段。于是,在反隐身和对抗反辐射导弹这两方面需求的牵引下,双(多)基雷达再次受到了美国及其西方盟国的重视,并且推出了一系列型号。

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