Mūsdienu vietējie konflikti pat valstīs ar zemāko bruņoto spēku attīstības līmeni (Sīrija, Ukraina) parāda, cik liela ir elektroniskās izlūkošanas un atklāšanas aprīkojuma loma. Un kādas priekšrocības var saņemt puse, izmantojot, piemēram, pretbateriju sistēmas pret partiju, kurai šādu sistēmu nav.
Pašlaik visu radioelektronisko sistēmu attīstība notiek divos virzienos: no vienas puses, lai maksimāli palielinātu to kontroles un sakaru sistēmas, izlūkošanas datu vākšanas sistēmas, precīzu ieroču kontroles sistēmas kopā ar visām iepriekš uzskaitītajām sistēmām un kompleksiem.
Otrā līnija ir tādu sistēmu izstrāde, kas pēc iespējas augstākā kvalitātē var kavēt ienaidnieka visu iepriekš minēto līdzekļu darbību ar visvienkāršāko mērķi - neļaut ienaidniekam nodarīt zaudējumus un kaitējumu saviem karaspēkiem.
Šeit ir arī vērts atzīmēt darbu pie objektiem maskēšanas iespējām un metodēm, samazinot to radaru parakstu, izmantojot jaunākos radio absorbējošos materiālus un pārklājumus ar mainīgām atstarošanas īpašībām.
Droši vien ir vērts tulkot: mēs nevarēsim padarīt tvertni neredzamu radiofrekvenču spektrā, bet mēs varam pēc iespējas samazināt tās redzamību, piemēram, pārklājot to ar materiāliem, kas dos tik izkropļotu signālu, ka identifikācija būt ļoti grūti.
Un jā, mēs joprojām izejam no tā, ka absolūti neredzamas lidmašīnas, kuģi un tanki vienkārši nepastāv. Pagaidām vismaz. Ja tie ir smalki un grūti saskatāmi mērķi.
Bet, kā saka, katram mērķim ir savs radars. Jautājums par signāla biežumu un stiprumu. Bet šeit slēpjas problēma.
Jauni materiāli, jo īpaši radioaktīvi absorbējoši pārklājumi, jaunas atstarojošo virsmu aprēķināšanas formas, tas viss padara minimālu aizsargājamo objektu fona kontrasta līmeni. Tas ir, atšķirības līmenis starp vadības objekta elektriskajām īpašībām vai tā defektiem no vides īpašībām kļūst grūti atšķirams, objekts faktiski saplūst ar vidi, kas padara tā noteikšanu problemātisku.
Mūsu laikā minimālais fona kontrasta līmenis faktiski ir tuvu galējām vērtībām. Līdz ar to ir skaidrs, ka radariem (īpaši apļveida skatam), kas darbojas tieši pretēji kontrastam, ir vienkārši jānodrošina, pirmkārt, saņemtās informācijas kvalitātes paaugstināšanās. Un tas nav pilnīgi iespējams, izmantojot parasto informācijas apjoma pieaugumu.
Precīzāk, ir iespējams paaugstināt radara izlūkošanas efektivitāti / kvalitāti, jautājums ir tikai par kādu cenu.
Ja ņemat hipotētisku radaru neatkarīgi no tā mērķa, tikai apļveida radaru, kura darbības rādiuss ir, piemēram, 300 km (piemēram, "Sky-SV"), un nosakāt uzdevumu divkāršot tā darbības rādiusu, tad jums būs jāatrisina ļoti sarežģīti uzdevumi. Es šeit nedošu aprēķinu formulas, tā ir tīrāka ūdens fizika, nevis noslēpums.
Tātad, lai divkāršotu radara noteikšanas diapazonu, ir nepieciešams:
- palielināt radiācijas enerģiju par 10-12 reizēm. Bet fizika atkal nav atcelta, radiāciju var palielināt tik daudz, tikai palielinot patērēto enerģiju. Un tas nozīmē papildu aprīkojuma parādīšanos stacijas elektroenerģijas ražošanai. Un tad ar to pašu maskēšanos rodas visādas problēmas.
- palieliniet uztverošās ierīces jutību 16 reizes. Lētāks. Bet vai tas vispār ir realizējams? Tas jau ir tehnoloģiju un attīstības jautājums. Bet jo jutīgāks uztvērējs, jo vairāk problēmu ar dabiskiem traucējumiem, kas neizbēgami rodas darbības laikā. Par iejaukšanos no ienaidnieka elektroniskās kara ir vērts runāt atsevišķi.
- palielināt antenas lineāro izmēru 4 reizes. Vieglākais, bet arī papildina sarežģītību. Grūtāk transportēt, pamanāmāk …
Lai gan mēs godīgi atzīstam, ka, jo spēcīgāks radars, jo vieglāk to atklāt, klasificēt, ģenerēt tam personīgi aprēķinātu traucējumu ar visracionālākajām īpašībām un nosūtīt to. Un radara antenas lieluma palielināšanās nonāk to cilvēku rokās, kuriem tas ir laikus jāatklāj.
Principā šāds apburtais loks izrādās. Kur izstrādātājiem jāsabalansē uz naža malas, ņemot vērā desmitiem, ja ne simtiem nianšu.
Mūsu potenciālie pretinieki no okeāna ir tikpat nobažījušies par šo problēmu kā mēs. ASV Aizsardzības departamenta struktūrā ir tāds departaments kā DARPA - Aizsardzības progresīvo pētījumu projektu aģentūra, kas nodarbojas ar daudzsološiem pētījumiem. Nesen DARPA speciālisti savus spēkus ir koncentrējuši uz radaru izstrādi, kas izmanto īpaši platjoslas signālus (UWB).
Kas ir UWB? Tie ir īpaši īsi impulsi, kuru ilgums ir nanosekundes vai mazāks, ar spektra platumu vismaz 500 MHz, tas ir, daudz vairāk nekā parastajam radaram. Izstarotā signāla jauda atbilstoši Furjē pārveido (dabiski, ka ne Čārlzs, utopists, kurš skolā tiek nodots vēsturei, bet Žans Batists Džozefs Furjē, Furjē sērijas radītājs, kura vārdā tika nosaukti signālu pārveidošanas principi) ir sadalīts visā izmantotā spektra platumā. Tas noved pie radiācijas jaudas samazināšanās atsevišķā spektra daļā.
Tieši tāpēc ir daudz grūtāk atklāt radaru, kas darbojas UWB, nekā parastu: it kā darbojas nevis viens spēcīgs staru signāls, bet it kā daudzi vājāki, kas izvietoti līdzīgi birstei. Jā, eksperti man piedos par šādu vienkāršošanu, bet tas attiecas tikai uz "pārcelšanu" uz vienkāršāku uztveres līmeni.
Tas ir, radars “šauj” nevis ar vienu impulsu, bet ar tā saukto “īpaši īsu signālu pārrāvumu”. Tas nodrošina papildu priekšrocības, kuras tiks aplūkotas turpmāk.
UWB signāla apstrāde, atšķirībā no šaurjoslas, balstās uz uztveršanas bez detektoriem principiem, tāpēc signālu pārrāvumu skaits vispār nav ierobežots. Attiecīgi signāla joslas platumam praktiski nav nekādu ierobežojumu.
Šeit rodas ilgstošs jautājums: ko dod visa šī fizika, kādas ir priekšrocības?
Dabiski, ka tādi ir. Radari, kuru pamatā ir UWB, tiek izstrādāti un izstrādāti tieši tāpēc, ka UWB signāls ļauj daudz vairāk nekā parasts signāls.
Radariem, kuru pamatā ir UWB signāls, ir vislabākās objektu noteikšanas, atpazīšanas, pozicionēšanas un izsekošanas iespējas. Tas jo īpaši attiecas uz objektiem, kas ir aprīkoti ar pretradaru maskēšanos un radara paraksta samazināšanu.
Tas ir, UWB signālam ir vienalga, vai novērotais objekts pieder tā sauktajiem "slepenajiem objektiem" vai nē. Arī vāki pret radaru kļūst nosacīti, jo tie nespēj atspoguļot / absorbēt visu signālu, daļa no paketes "noķers" objektu.
UWB radari labāk identificē gan atsevišķus, gan grupu mērķus. Mērķu lineārie izmēri ir precīzāk noteikti. Viņiem ir vieglāk strādāt ar maza izmēra mērķiem, kas spēj lidot zemā un īpaši zemā augstumā, tas ir, UAV. Šiem radariem būs ievērojami augstāka trokšņa izturība.
Atsevišķi tiek uzskatīts, ka UWB ļaus labāk atpazīt viltus mērķus. Šī ir ļoti noderīga iespēja, strādājot, piemēram, ar starpkontinentālo ballistisko raķešu kaujas galviņām.
Bet nepakļaujieties gaisa novērošanas radariem, ir arī citas iespējas radaru izmantošanai UWB, ne mazāk un, iespējams, pat efektīvāk.
Varētu šķist, ka īpaši platjoslas signāls ir panaceja visam. No droniem, no slepenām lidmašīnām un kuģiem, no spārnotām raķetēm.
Patiesībā, protams, nē. UWB tehnoloģijai ir daži acīmredzami trūkumi, taču ir arī pietiekami daudz priekšrocību.
UWB radara stiprums ir augstāka mērķa noteikšanas un atpazīšanas precizitāte un ātrums, koordinātu noteikšana sakarā ar to, ka radara darbība balstās uz vairākām darbības diapazona frekvencēm.
Šeit UWB “miziņa” parasti ir paslēpta. Un tas tieši slēpjas faktā, ka šāda radara darbības diapazonam ir daudz frekvenču. Un šis plašais diapazons ļauj jums izvēlēties tos apakš diapazonus, kuru frekvencēs novērošanas objektu atstarojošās spējas izpaužas pēc iespējas labāk. Vai arī - pēc izvēles - tas var noliegt, piemēram, pretradaru pārklājumus, kas arī nevar darboties visā frekvenču diapazonā, jo gaisa kuģu pārklājumiem ir svara ierobežojumi.
Jā, šodien radara paraksta samazināšanas līdzekļi tiek izmantoti ļoti plaši, taču atslēgas vārds šeit ir “samazināšana”. Neviens pārklājums, neviena viltīga korpusa forma nevar pasargāt no radara. Samaziniet redzamību, dodiet iespēju - jā. Vairāk ne. Pasakas par slepenām lidmašīnām tika demontētas Dienvidslāvijā pagājušajā gadsimtā.
Aprēķinot UWB radaru, varēs izvēlēties (un ātri, pamatojoties uz līdzīgiem datiem) to apakšfrekvenču paketi, kas visskaidrāk "izceļ" novērošanas objektu visā tās krāšņumā. Šeit mēs nerunāsim par pulksteņiem, mūsdienu digitālās tehnoloģijas ļauj pārvaldīt minūtes.
Un, protams, analīze. Šādam radaram jābūt ar labu analītisko kompleksu, kas ļaus apstrādāt datus, kas iegūti, apstarojot objektu, dažādās frekvencēs un salīdzināt tos ar atsauces vērtībām datu bāzē. Salīdziniet ar tiem un sniedziet gala rezultātu, kāds objekts nonāca radara redzes laukā.
Fakts, ka objekts tiks apstarots dažādās frekvencēs, pozitīvi ietekmēs atpazīšanas kļūdas samazināšanu, un ir mazāka iespējamība, ka objekts var traucēt novērošanu vai pretdarbību.
Šādu radaru trokšņa necaurlaidības pieaugums tiek panākts, atklājot un izvēloties starojumu, kas var traucēt radara precīzai darbībai. Un attiecīgi uztverošo kompleksu pārstrukturēšana uz citām frekvencēm, lai nodrošinātu minimālu traucējumu ietekmi.
Viss ir ļoti skaisti. Protams, ir arī trūkumi. Piemēram, šāda radara masa un izmēri ievērojami pārsniedz parastās stacijas. Tas joprojām ievērojami sarežģī UWB radaru izstrādi. Apmēram tāds pats kā cena. Prototipiem viņa ir vairāk nekā pārpasaulīga.
Tomēr šādu sistēmu izstrādātāji uz nākotni raugās ļoti optimistiski. No vienas puses, kad produktu sāk masveidā ražot, tas vienmēr samazina izmaksas. Un masas ziņā inženieri rēķinās ar elektroniskām sastāvdaļām, kuru pamatā ir gallija nitrīds, kas var ievērojami samazināt gan šādu radaru svaru, gan izmērus.
Un, protams, tas notiks. Par katru no virzieniem. Rezultātā izeja būs radars ar jaudīgiem, īpaši īsiem impulsiem plašā frekvenču diapazonā ar augstu atkārtošanās ātrumu. Un - ļoti svarīgi - ātra digitālā datu apstrāde, kas spēj "sagremot" lielu informācijas daudzumu, kas saņemts no uztvērējiem.
Jā, šeit mums tiešām ir vajadzīgas tehnoloģijas ar lielo burtu. Lavīnas tranzistori, lādiņu uzglabāšanas diodes, gallija nitrīda pusvadītāji. Lavīnu tranzistori parasti nav par zemu novērtētas ierīces, tās ir ierīces, kas joprojām parādīs sevi. Ņemot vērā mūsdienu tehnoloģijas, viņiem pieder nākotne.
Radariem, kas izmanto īpaši īsus nanosekundes impulsus, būs šādas priekšrocības salīdzinājumā ar parastajiem radariem:
- spēja iekļūt šķēršļos un atspulgt no mērķiem, kas atrodas ārpus redzamības zonas. Piemēram, to var izmantot, lai atklātu cilvēkus un aprīkojumu aiz šķēršļa vai zemē;
- augsta slepenība UWB signāla zemā spektrālā blīvuma dēļ;
- attāluma noteikšanas precizitāte līdz vairākiem centimetriem signāla nelielā telpiskā apjoma dēļ;
- spēja uzreiz atpazīt un klasificēt mērķus pēc atspoguļotā signāla un augsta mērķa detalizācijas;
- efektivitātes paaugstināšana attiecībā uz visu veidu pasīviem traucējumiem, ko izraisa dabas parādības: migla, lietus, sniegs;
Un tās ir tālu no visām priekšrocībām, kādas UWB radaram var būt salīdzinājumā ar parasto radaru. Ir brīži, kurus var novērtēt tikai speciālisti un cilvēki, kuri labi pārzina šos jautājumus.
Šīs īpašības padara UWB radaru daudzsološu, taču pētniecībā un attīstībā tiek risinātas vairākas problēmas.
Tagad ir vērts runāt par trūkumiem.
Papildus izmaksām un izmēriem UWB radars ir zemāks par parasto šaurjoslas radaru. Un ievērojami zemāks. Parasts radars ar impulsa jaudu 0,5 GW spēj noteikt mērķi 550 km attālumā, tad UWB radars 260 km attālumā. Ar 1 GW impulsa jaudu šaurjoslas radars nosaka mērķi 655 km attālumā, UWB radars-310 km attālumā. Kā redzat, gandrīz dubultojies.
Bet ir vēl viena problēma. Tā ir atspoguļotā signāla formas neparedzamība. Šaurjoslas radars darbojas kā sinusoidāls signāls, kas nemainās, pārvietojoties pa kosmosu. Amplitūda un fāze mainās, bet mainās paredzami un saskaņā ar fizikas likumiem. UWB signāls mainās gan spektrā, gan frekvenču jomā, gan laikā.
Mūsdienās atzītie līderi UWB radaru izstrādē ir ASV, Vācija un Izraēla.
Amerikas Savienotajās Valstīs armijai jau ir pārnēsājams mīnu detektors AN / PSS-14 dažādu veidu mīnu un citu metāla priekšmetu noteikšanai augsnē.
Šo mīnu detektoru valstis piedāvā arī saviem NATO sabiedrotajiem. AN / PSS-14 ļauj detalizēti redzēt un pārbaudīt objektus caur šķēršļiem un zemi.
Vācieši strādā pie projekta UWB Ka-band "Pamir" radaram ar signāla joslas platumu 8 GHz.
Izraēlieši pēc UWB "stenovisor" principiem ir radījuši kompaktu ierīci "Haver-400", kas spēj "skatīties" caur sienām vai zemi.
Ierīce tika izveidota pretterorisma vienībām. Tas parasti ir atsevišķs UWB radara veids, ko izraēlieši ir ieviesuši ļoti skaisti. Ierīce patiešām spēj izpētīt operatīvi taktisko situāciju, izmantojot dažādus šķēršļus.
Un tālākā attīstība "Haver-800", kas izceļas ar vairāku atsevišķu radaru ar antenām klātbūtni, ļauj ne tikai izpētīt telpu aiz šķēršļa, bet arī veidot trīsdimensiju attēlu.
Apkopojot, es gribētu teikt, ka UWB radaru attīstība dažādos virzienos (sauszemes, jūras, pretgaisa aizsardzība) ļaus tām valstīm, kuras var apgūt šādu sistēmu projektēšanas un ražošanas tehnoloģiju, ievērojami uzlabot savas izlūkošanas iespējas.
Galu galā sagūstīto, pareizi identificēto un pavadīto personu skaits ar vēlāku mērķu iznīcināšanu ir uzvaras garantija jebkurā konfrontācijā.
Un, ja mēs uzskatām, ka UWB radari ir mazāk uzņēmīgi pret dažādu īpašību traucējumiem …
UWB signālu izmantošana ievērojami palielinās aerodinamisko un ballistisko objektu noteikšanas un izsekošanas efektivitāti, novērojot gaisa telpu, apskatot un kartējot zemes virsmu. UWB radars var atrisināt daudzas lidmašīnas lidojuma un nosēšanās problēmas.
UWB radars ir reāla iespēja ielūkoties rītdienā. Ne velti Rietumi ir tik cieši iesaistīti attīstībā šajā virzienā.
