Conflictele locale moderne, chiar și în țările cu cel mai scăzut nivel de dezvoltare a forțelor armate (Siria, Ucraina), arată cât de mare este rolul echipamentelor electronice de recunoaștere și detectare. Și ce avantaje poate primi o parte, utilizând, de exemplu, sisteme de contra-baterie împotriva unei părți care nu are astfel de sisteme.
În prezent, dezvoltarea tuturor sistemelor radio-electronice merge în două direcții: pe de o parte, pentru a maximiza sistemele lor de control și comunicații, sistemele de colectare a informațiilor, sistemele de control al armelor de precizie împreună cu toate sistemele și complexele listate anterior.
A doua linie este dezvoltarea de sisteme care pot face ca o calitate cât mai înaltă să împiedice funcționarea tuturor mijloacelor de mai sus de la inamic cu cel mai simplu scop de a nu permite inamicului să provoace daune și rănire trupelor sale.
De asemenea, este demn de remarcat aici lucrul la posibilitățile și metodele de mascare a obiectelor prin reducerea semnăturii radarului acestora prin utilizarea celor mai noi materiale absorbante radio și acoperiri cu proprietăți reflexive variabile.
Probabil merită tradus: nu vom putea face rezervorul invizibil în spectrul radio, dar îi putem minimiza vizibilitatea cât mai mult posibil, de exemplu, acoperindu-l cu materiale care vor da un semnal atât de distorsionat încât identificarea va fii foarte dificil.
Și da, continuăm încă din faptul că aeronavele, navele și tancurile absolut invizibile pur și simplu nu există. Deocamdată, cel puțin. Dacă ținte subtile și greu de văzut.
Dar, după cum se spune, fiecare țintă are propriul radar. O chestiune de frecvență și putere a semnalului. Dar aici se află problema.
Materiale noi, în special acoperiri radioabsorbante, noi forme de calcul a suprafețelor reflectorizante, toate acestea fac ca nivelurile de contrast de fundal ale obiectelor protejate să fie minime. Adică, nivelul diferenței dintre proprietățile electrice ale obiectului de control sau defectele acestuia de la proprietățile mediului devine dificil de distins, obiectul fuzionează de fapt cu mediul, ceea ce face ca detectarea sa să fie problematică.
În timpul nostru, nivelurile minime de contrast de fundal sunt de fapt apropiate de valorile extreme. Prin urmare, este clar că pentru radare (în special pentru o vedere circulară), care funcționează exact pe contrast, este pur și simplu necesar să se asigure o creștere, în primul rând, a calității informațiilor primite. Și nu este pe deplin posibil să se facă acest lucru prin creșterea obișnuită a cantității de informații.
Mai precis, este posibilă creșterea eficienței / calității recunoașterii radar, singura întrebare este cu ce cost.
Dacă luați un radar ipotetic, indiferent de scopul său, doar un radar circular cu o rază de acțiune de, de exemplu, 300 km (cum ar fi „Sky-SV”) și setați sarcina de a dubla autonomia acestuia, atunci va trebui să rezolvați sarcini foarte dificile. Nu voi da aici formulele de calcul, aceasta este fizica celei mai pure ape, nu secretă.
Deci, pentru a dubla gama de detectare a radarului, este necesar:
- pentru a crește energia radiației de 10-12 ori. Dar fizica din nou nu a fost anulată, radiația poate fi crescută atât de mult doar prin creșterea energiei consumate. Și aceasta implică apariția unor echipamente suplimentare pentru generarea de energie electrică în stație. Și apoi există tot felul de probleme cu aceeași deghizare.
- creșteți sensibilitatea dispozitivului receptor de 16 ori. Ieftin. Dar este deloc realizabil? Aceasta este deja o întrebare pentru tehnologie și dezvoltare. Dar cu cât receptorul este mai sensibil, cu atât mai multe probleme cu interferența naturală care apar inevitabil în timpul funcționării. Interferența din războiul electronic al inamicului merită să vorbim separat.
- pentru a mări dimensiunea liniară a antenei de 4 ori. Cel mai ușor, dar adaugă și complexitate. Mai greu de transportat, mai vizibil …
Deși, sincer recunoaștem că cu cât este mai puternic radarul, cu atât este mai ușor de detectat, clasificat, generat pentru acesta o interferență calculată personal cu cele mai raționale caracteristici și transmiterea acestuia. Iar creșterea dimensiunii antenei radar joacă în mâinile celor care trebuie să o detecteze la timp.
În principiu, un astfel de cerc vicios se dovedește. În cazul în care dezvoltatorii trebuie să se echilibreze pe marginea unui cuțit, luând în considerare zeci, dacă nu sute de nuanțe.
Potențialii noștri adversari de peste ocean sunt la fel de preocupați de această problemă ca și noi. Există în structura Departamentului Apărării din SUA un astfel de departament precum DARPA - Defense Advanced Research Project Agency, care se angajează doar în cercetări promițătoare. Recent, specialiștii DARPA și-au concentrat eforturile pe dezvoltarea radarelor care utilizează semnale de bandă ultra-largă (UWB).
Ce este UWB? Acestea sunt impulsuri ultra-scurte, cu o durată de nanosecundă sau mai mică, cu o lățime a spectrului de cel puțin 500 MHz, adică mult mai mult decât cea a unui radar convențional. Puterea semnalului emis în conformitate cu transformările Fourier (în mod firesc, nu Charles, utopicul care este trecut prin istorie la școală, ci Jean Baptiste Joseph Fourier, creatorul seriei Fourier, după care au fost denumite principiile transformării semnalului) este distribuit pe întreaga lățime a spectrului utilizat. Acest lucru duce la o scădere a puterii de radiație într-o parte separată a spectrului.
Este mult mai dificil să detectezi un radar care funcționează pe UWB în timpul funcționării decât unul obișnuit tocmai din acest motiv: este ca și cum nu ar funcționa un semnal puternic cu fascicul, ci ca și cum ar fi multe mai slabe, desfășurate în asemănarea unei pensule. Da, experții mă vor ierta pentru o astfel de simplificare, dar aceasta este doar pentru „transferul” la un nivel mai simplu de percepție.
Adică, radarul „trage” nu cu un singur impuls, ci cu așa-numita „explozie de semnale ultra-scurte”. Aceasta oferă beneficii suplimentare, care vor fi discutate mai jos.
Procesarea semnalului UWB, spre deosebire de banda îngustă, se bazează pe principiile recepției fără detector, astfel încât numărul de rafale din semnal să nu fie deloc limitat. În consecință, nu există practic nicio limitare a lățimii de bandă a semnalului.
Aici apare o întrebare de lungă durată: ce oferă toată această fizică, care sunt avantajele?
Bineînțeles, sunt. Radarele bazate pe UWB sunt dezvoltate și dezvoltate tocmai pentru că semnalul UWB permite mult mai mult decât un semnal convențional.
Radarele bazate pe semnal UWB au cele mai bune capacități de detectare, recunoaștere, poziționare și urmărire a obiectelor. Acest lucru este valabil mai ales pentru obiectele echipate cu camuflaj anti-radar și reducerea semnăturii radar.
Adică semnalului UWB nu îi pasă dacă obiectul observat aparține așa-numitelor „obiecte stealth” sau nu. Capacele împotriva radarului devin, de asemenea, condiționate, deoarece nu sunt capabile să reflecte / absoarbă întregul semnal, o parte a pachetului va „prinde” obiectul.
Radarele de pe UWB identifică mai bine țintele, atât individuale, cât și de grup. Dimensiunile liniare ale țintelor sunt determinate mai exact. Le este mai ușor să lucreze cu ținte de dimensiuni mici capabile să zboare la altitudini mici și ultra-mici, adică UAV-uri. Aceste radare vor avea o imunitate la zgomot semnificativ mai mare.
În mod separat, se crede că UWB va permite o mai bună recunoaștere a țintelor false. Aceasta este o opțiune foarte utilă atunci când se lucrează, de exemplu, cu focoase de rachete balistice intercontinentale.
Dar nu vă lăsați agățați de radarele de supraveghere a aerului, există alte opțiuni pentru utilizarea radarelor pe UWB, nu mai puțin, și, eventual, chiar mai eficiente.
S-ar putea părea că un semnal de bandă ultra-largă este un panaceu pentru orice. De la drone, de la avioane stealth și nave, de la rachete de croazieră.
De fapt, desigur că nu. Tehnologia UWB are unele dezavantaje evidente, dar există și suficiente avantaje.
Puterea radarului UWB este precizia și viteza mai mari de detectare și recunoaștere a țintei, determinarea coordonatelor datorită faptului că funcționarea radarului se bazează pe frecvențe multiple ale intervalului de operare.
Aici, „pofta” UWB este în general ascunsă. Și constă tocmai în faptul că domeniul de funcționare al unui astfel de radar are multe frecvențe. Și această gamă largă vă permite să selectați acele subgame la frecvențele cărora se manifestă cât mai bine abilitățile reflexive ale obiectelor de observare. Sau - ca opțiune - acest lucru poate anula, de exemplu, acoperirile anti-radar, care, de asemenea, nu pot funcționa în întreaga gamă de frecvențe din cauza faptului că acoperirile pentru aeronave au restricții de greutate.
Da, astăzi mijloacele de reducere a semnăturii radar sunt utilizate foarte mult, dar cuvântul cheie aici este „reducere”. Nici o singură acoperire, nici o singură formă vicleană a corpului nu poate proteja împotriva radarului. Reduceți vizibilitatea, dați o șansă - da. Nu mai. Poveștile despre avioane furtive au fost dezmembrate în Iugoslavia în secolul trecut.
Calculul radarului UWB va putea selecta (și, rapid, pe baza unor date similare) acel pachet de sub-frecvență care va „evidenția” cel mai clar obiectul observației în toată splendoarea sa. Aici nu vom vorbi despre ceasuri, tehnologia digitală modernă face posibilă gestionarea în câteva minute.
Și, desigur, analiză. Un astfel de radar ar trebui să aibă un complex analitic bun care să permită prelucrarea datelor obținute din iradierea unui obiect la o varietate de frecvențe și compararea acestora cu valorile de referință din baza de date. Comparați cu ei și dați rezultatul final, ce fel de obiect a intrat în câmpul vizual al radarului.
Faptul că obiectul va fi iradiat la o varietate de frecvențe va juca un rol pozitiv în reducerea erorii în recunoaștere și există o probabilitate mai mică de perturbare a observării sau contracarare prin intermediul obiectului.
O creștere a imunității la zgomot a acestor radare se realizează prin detectarea și selectarea radiațiilor care pot interfera cu funcționarea precisă a radarului. Și, în consecință, restructurarea complexelor de recepție la alte frecvențe pentru a asigura impactul minim al interferenței.
Totul este foarte frumos. Desigur, există și dezavantaje. De exemplu, masa și dimensiunile unui astfel de radar depășesc semnificativ stațiile convenționale. Acest lucru complică încă foarte mult dezvoltarea radarelor UWB. Aproape la fel ca prețul. Ea este mai mult decât transcendentală pentru prototipuri.
Cu toate acestea, dezvoltatorii de astfel de sisteme sunt foarte optimiști în ceea ce privește viitorul. Pe de o parte, atunci când un produs începe să fie produs în serie, acesta reduce întotdeauna costul. Și în ceea ce privește masa, inginerii se bazează pe componente electronice pe bază de nitrură de galiu care pot reduce semnificativ atât greutatea, cât și dimensiunea acestor radare.
Și, sigur, se va întâmpla. Pentru fiecare dintre direcții. Și, ca rezultat, ieșirea va fi un radar cu impulsuri puternice, ultra-scurte într-o gamă largă de frecvențe, cu o rată mare de repetare. Și - foarte important - procesarea datelor digitale de mare viteză, capabilă să „digere” cantități mari de informații primite de la receptoare.
Da, chiar avem nevoie de tehnologii cu literă mare aici. Tranzistoare de avalanșă, diode de stocare a sarcinii, semiconductori de nitrură de galiu. Tranzistoarele de avalanșă nu sunt în general dispozitive subestimate, sunt dispozitive care se vor arăta în continuare. În lumina tehnologiilor moderne, viitorul le aparține.
Radarele care folosesc impulsuri de nanosecundă ultra-scurte vor avea următoarele avantaje față de radarele convenționale:
- capacitatea de a pătrunde obstacolele și de a reflecta de la ținte situate în afara liniei de vedere. De exemplu, poate fi folosit pentru a detecta persoane și echipamente în spatele unui obstacol sau în sol;
- secret ridicat datorită densității spectrale scăzute a semnalului UWB;
- acuratețea determinării distanței de până la câțiva centimetri datorită întinderii spațiale reduse a semnalului;
- capacitatea de a recunoaște și clasifica instantaneu țintele după semnalul reflectat și detaliile țintă ridicate;
- creșterea eficienței în ceea ce privește protecția împotriva tuturor tipurilor de interferențe pasive cauzate de fenomene naturale: ceață, ploaie, zăpadă;
Și acestea sunt departe de toate avantajele pe care le poate avea un radar UWB în comparație cu un radar convențional. Există momente pe care doar specialiștii și persoanele care sunt bine versate în aceste chestiuni le pot aprecia.
Aceste proprietăți fac radarul UWB promițător, dar există o serie de probleme care sunt abordate de cercetare și dezvoltare.
Acum merită să vorbim despre dezavantaje.
În plus față de cost și dimensiune, radarul UWB este inferior radarului convențional în bandă îngustă. Și semnificativ inferior. Un radar convențional cu o putere de impuls de 0,5 GW este capabil să detecteze o țintă la o distanță de 550 km, apoi un radar UWB la 260 km. Cu o putere de impuls de 1 GW, un radar cu bandă îngustă detectează o țintă la o distanță de 655 km, un radar UWB la o distanță de 310 km. După cum puteți vedea, aproape s-a dublat.
Dar există o altă problemă. Aceasta este imprevizibilitatea formei semnalului reflectat. Radarul cu bandă îngustă funcționează ca un semnal sinusoidal care nu se schimbă pe măsură ce se deplasează prin spațiu. Amplitudinea și schimbarea fazei, dar se schimbă previzibil și în conformitate cu legile fizicii. Semnalul UWB se schimbă atât în spectru, în domeniul său de frecvență, cât și în timp.
Astăzi, liderii recunoscuți în dezvoltarea radarelor UWB sunt Statele Unite, Germania și Israel.
În Statele Unite, armata are deja un detector portabil de mină AN / PSS-14 pentru detectarea diferitelor tipuri de mine și alte obiecte metalice din sol.
Acest detector de mină este oferit și de către aliați ai NATO. AN / PSS-14 vă permite să vedeți și să examinați în detaliu obiectele prin obstacole și sol.
Germanii lucrează la un proiect pentru un radar „Pamir” UWB Ka-band cu o lățime de bandă de semnal de 8 GHz.
Israelienii au creat pe principiile „stenovisorului” UWB, un dispozitiv compact „Haver-400”, capabil să „privească” prin pereți sau pământ.
Dispozitivul a fost creat pentru unitățile antiteroriste. Acesta este, în general, un tip separat de radar UWB, implementat de israelieni foarte frumos. Dispozitivul este într-adevăr capabil să studieze situația operațional-tactică printr-o varietate de obstacole.
Și dezvoltarea ulterioară, „Haver-800”, care se distinge prin prezența mai multor radare separate cu antene, permite nu numai studierea spațiului din spatele obstacolului, ci și formarea unei imagini tridimensionale.
Rezumând, aș dori să spun că dezvoltarea radarelor UWB în diverse direcții (terestre, maritime, de apărare aeriană) va permite acelor țări care pot stăpâni tehnologia pentru proiectarea și producerea unor astfel de sisteme să își îmbunătățească semnificativ capacitățile de inteligență.
La urma urmei, numărul de capturați, identificați corect și luați pentru escortă cu distrugerea ulterioară a țintelor este o garanție a victoriei în orice confruntare.
Și dacă luăm în considerare faptul că radarele UWB sunt mai puțin susceptibile la interferențe cu diferite proprietăți …
Utilizarea semnalelor UWB va crește semnificativ eficiența detectării și urmăririi obiectelor aerodinamice și balistice la monitorizarea spațiului aerian, vizualizarea și cartarea suprafeței pământului. Radarul UWB poate rezolva multe probleme de zbor și aterizare a aeronavelor.
Radarul UWB este o adevărată oportunitate de a privi mâine. Nu degeaba Occidentul este atât de strâns angajat în evoluțiile în această direcție.
