Moderné lokálne konflikty, dokonca aj v krajinách s najnižším stupňom rozvoja ozbrojených síl (Sýria, Ukrajina), ukazujú, akú veľkú úlohu má elektronické prieskumné a detekčné zariadenie. A aké výhody môže strana získať, napríklad pomocou systémov s batériou proti strane, ktorá také systémy nemá.
V súčasnej dobe prebieha vývoj všetkých rádioelektronických systémov dvoma smermi: na jednej strane maximalizovať ich riadiace a komunikačné systémy, systémy zhromažďovania spravodajských informácií, systémy riadenia presných zbraní v spojení so všetkými vyššie uvedenými systémami a komplexmi.
Druhá línia je vývoj systémov, ktoré môžu zaistiť čo najvyššiu kvalitu, ktorá bude brániť nepriateľovi v prevádzke všetkých vyššie uvedených prostriedkov s najjednoduchším cieľom - nedovoliť nepriateľovi spôsobiť svojim jednotkám škody a škody.
Za zmienku stojí aj práca na možnostiach a metódach maskovania predmetov znížením ich radarového podpisu použitím najnovších materiálov absorbujúcich rádio a povlakov s premenlivými reflexnými vlastnosťami.
Pravdepodobne stojí za to preložiť: tank sa nám nepodarí zneviditeľniť v rádiovom spektre, ale jeho viditeľnosť môžeme maximálne minimalizovať, napríklad tak, že ho prikryjeme materiálmi, ktoré budú dávať taký skreslený signál, že identifikácia bude byť veľmi ťažký.
A áno, stále vychádzame zo skutočnosti, že absolútne neviditeľné lietadlá, lode a tanky jednoducho neexistujú. Zatiaľ aspoň. Ak sú jemné a ťažko viditeľné ciele.
Ale, ako sa hovorí, každý cieľ má svoj vlastný radar. Otázka frekvencie a sily signálu. Ale práve tu spočíva problém.
Nové materiály, najmä povlaky absorbujúce rádiové žiarenie, nové formy výpočtu reflexných povrchov, to všetko spôsobuje, že úrovne kontrastu pozadia chránených predmetov sú minimálne. To znamená, že je ťažké rozlíšiť úroveň rozdielu medzi elektrickými vlastnosťami riadiaceho objektu alebo chybami v ňom voči vlastnostiam prostredia. Objekt sa v skutočnosti spája s prostredím, čo spôsobuje, že jeho detekcia je problematická.
V našej dobe sa minimálne úrovne kontrastu pozadia skutočne blížia extrémnym hodnotám. Preto je zrejmé, že pre radary (najmä pre kruhový pohľad), ktoré fungujú presne na kontraste, je jednoducho potrebné zabezpečiť predovšetkým zvýšenie kvality prijatých informácií. A to nie je celkom možné dosiahnuť obvyklým zvýšením množstva informácií.
Presnejšie povedané, je možné zvýšiť účinnosť / kvalitu radarového prieskumu, jedinou otázkou je, za aké náklady.
Ak vezmete hypotetický radar, bez ohľadu na jeho účel, iba kruhový radar s dosahom napríklad 300 km (ako „Sky-SV“) a nastavíte si úlohu zdvojnásobiť jeho dosah, budete musieť vyriešiť veľmi ťažké úlohy. Nebudem tu uvádzať vzorce na výpočet, toto je fyzika najčistejšej vody, nie tajná.
Na zdvojnásobenie dosahu detekcie radaru je teda potrebné:
- zvýšiť energiu žiarenia o 10-12 krát. Ale fyzika opäť nebola zrušená, žiarenie sa dá tak veľmi zvýšiť iba zvýšením spotrebovanej energie. A to znamená vzhľad dodatočného vybavenia na výrobu elektriny v stanici. A potom sú tu všetky druhy problémov s rovnakým maskovaním.
- zvýšte citlivosť prijímacieho zariadenia 16 -krát. Lacnejšie. Je to však vôbec realizovateľné? To je už otázka na technológiu a vývoj. Ale čím citlivejší je prijímač, tým viac problémov s prirodzeným rušením, ktoré počas prevádzky nevyhnutne vznikajú. O rušení elektronického boja nepriateľa sa oplatí hovoriť osobitne.
- na zvýšenie lineárnej veľkosti antény o 4 krát. Najľahšie, ale tiež zvyšuje zložitosť. Náročnejšie na prepravu, nápadnejšie …
Aj keď úprimne priznávame, že čím je radar výkonnejší, tým je jednoduchšie ho detekovať, klasifikovať, generovať a generovať pre neho osobne vypočítaný zásah do najracionálnejších charakteristík a odoslať ho. A zväčšenie veľkosti radarovej antény hrá do karát tým, ktorí ju musia včas odhaliť.
V zásade sa taký začarovaný kruh ukáže. Tam, kde vývojári musia balansovať na ostrí noža, berúc do úvahy desiatky, ak nie stovky nuáns.
Naši potenciálni oponenti spoza oceánu sa o tento problém zaujímajú rovnako ako my. V štruktúre amerického ministerstva obrany je také oddelenie ako DARPA - Defense Advanced Research Project Agency, ktoré sa zaoberá práve sľubným výskumom. Špecialisti DARPA nedávno zamerali svoje úsilie na vývoj radarov, ktoré používajú ultraširokopásmové signály (UWB).
Čo je to UWB? Ide o ultrakrátke impulzy s trvaním nanosekundy alebo menej, so šírkou spektra najmenej 500 MHz, to znamená oveľa viac ako u konvenčného radaru. Sila vyžarovaného signálu podľa Fourierových transformácií (prirodzene nie Charles, utopista, ktorý v škole prešiel históriou, ale Jean Baptiste Joseph Fourier, tvorca Fourierovej série, podľa ktorej boli pomenované princípy transformácie signálu) je distribuovaný po celej šírke použitého spektra. To vedie k zníženiu výkonu žiarenia v oddelenej časti spektra.
Je oveľa ťažšie odhaliť radar pracujúci na UWB počas prevádzky ako obyčajný práve preto: je to, ako keby nefungoval jeden silný lúčový signál, ale akoby pôsobil mnoho slabších, rozobraných na podobizeň kefy. Áno, odborníci mi takéto zjednodušenie odpustia, ale to je výlučne pre „prenos“na jednoduchšiu úroveň vnímania.
To znamená, že radar „strieľa“nie jedným impulzom, ale takzvaným „výbuchom ultrakrátkych signálov“. To poskytuje ďalšie výhody, o ktorých sa bude diskutovať nižšie.
Spracovanie UWB signálu, na rozdiel od úzkopásmového, je založené na princípoch príjmu bez detektora, takže počet impulzov v signáli nie je vôbec obmedzený. V súlade s tým neexistuje prakticky žiadne obmedzenie šírky pásma signálu.
Tu vzniká dlhoročná otázka: čo všetko táto fyzika dáva, aké sú výhody?
Prirodzene, že sú. Radary na báze UWB sa vyvíjajú a vyvíjajú práve preto, že signál UWB umožňuje oveľa viac ako konvenčný signál.
Radary založené na signáli UWB majú najlepšie schopnosti detekcie, rozpoznávania, určovania polohy a sledovania objektov. To platí najmä pre objekty, ktoré sú vybavené antiradarovou kamuflážou a redukciou podpisu radaru.
To znamená, že signálu UWB je jedno, či pozorovaný objekt patrí medzi takzvané „tajné objekty“alebo nie. Podmienené sú aj kryty proti radaru, pretože nie sú schopné odrážať / absorbovať celý signál, nejaká časť paketu „chytí“predmet.
Radary na ZČU lepšie identifikujú ciele, jedno i skupinové. Lineárne rozmery cieľov sú presnejšie určené. Je pre nich jednoduchšie pracovať s malými cieľmi, ktoré sú schopné lietať v nízkych a ultra nízkych výškach, to znamená s UAV. Tieto radary budú mať výrazne vyššiu odolnosť proti hluku.
Samostatne sa verí, že UWB umožní lepšie rozpoznanie falošných cieľov. Je to veľmi užitočná možnosť napríklad pri práci s hlavicami medzikontinentálnych balistických rakiet.
Nenechajte sa však zavesiť na radary sledovania vzduchu, existujú aj ďalšie možnosti použitia radarov na ZČU, nie menej, a možno ešte účinnejšie.
Mohlo by sa zdať, že ultraširokopásmový signál je všeliekom na všetko. Z dronov, zo skrytých lietadiel a lodí, z riadených striel.
V skutočnosti, samozrejme, že nie. Technológia UWB má niekoľko zjavných nevýhod, ale existuje aj dostatok výhod.
Silou radaru UWB je vyššia presnosť a rýchlosť detekcie a rozpoznávania cieľa, určovanie súradníc vzhľadom na skutočnosť, že činnosť radaru je založená na viacerých frekvenciách operačného rozsahu.
Tu je „chuť“UWB spravidla skrytá. A spočíva práve v tom, že prevádzkový dosah takého radaru má mnoho frekvencií. A tento široký rozsah vám umožňuje vybrať tie čiastkové rozsahy, na ktorých frekvenciách sa čo najlepšie prejavujú reflexné schopnosti predmetov pozorovania. Alebo - ako alternatíva - to môže negovať napríklad antiradarové povlaky, ktoré tiež nemôžu fungovať v celom frekvenčnom rozsahu, pretože povlaky pre lietadlá majú hmotnostné obmedzenia.
Áno, dnes sa prostriedky na zníženie podpisu radarov používajú veľmi široko, ale kľúčové slovo tu je „zníženie“. Pred radarom nemôže chrániť ani jeden povlak, ani jedna prefíkaná forma trupu. Znížte viditeľnosť, dajte šancu - áno. Nikdy viac. Príbehy o tajných lietadlách boli v Juhoslávii odhalené v minulom storočí.
Výpočet UWB radaru bude schopný vybrať (a rýchlo na základe podobných údajov) ten subfrekvenčný balík, ktorý najjasnejšie „zvýrazní“predmet pozorovania v celej jeho sláve. Tu nebudeme hovoriť o hodinkách, moderná digitálna technológia umožňuje správu za niekoľko minút.
A, samozrejme, analýza. Takýto radar by mal mať dobrý analytický komplex, ktorý umožní spracovanie údajov získaných z ožiarenia objektu na rôznych frekvenciách a ich porovnanie s referenčnými hodnotami v databáze. Porovnajte ich a uveďte konečný výsledok, aký predmet sa dostal do zorného poľa radaru.
Skutočnosť, že predmet bude ožarovaný na rôznych frekvenciách, bude hrať pozitívnu úlohu pri znižovaní chyby v rozpoznávaní a je menšia pravdepodobnosť narušenia pozorovania alebo pôsobenia objektu.
Zvýšenie odolnosti proti hluku takýchto radarov sa dosahuje detekciou a výberom žiarenia, ktoré môže interferovať s presnou činnosťou radaru. A podľa toho aj reštrukturalizácia prijímacích komplexov na iné frekvencie, aby sa zaistil minimálny vplyv rušenia.
Všetko je veľmi krásne. Samozrejme, existujú aj nevýhody. Napríklad hmotnosť a rozmery takéhoto radaru výrazne prevyšujú konvenčné stanice. To stále veľmi komplikuje vývoj radarov UWB. Asi rovnako ako cena. Pre prototypy je viac ako transcendentálna.
Vývojári takýchto systémov sú však do budúcnosti veľmi optimistickí. Na jednej strane, keď sa výrobok začne hromadne vyrábať, vždy to zníži náklady. A pokiaľ ide o hmotnosť, inžinieri počítajú s elektronickými komponentmi na báze nitridu gália, ktoré môžu výrazne znížiť hmotnosť aj veľkosť takýchto radarov.
A určite sa to stane. Pre každý zo smerov. Výsledkom bude, že výstupom bude radar s výkonnými, ultra krátkymi impulzmi v širokom frekvenčnom rozsahu s vysokou frekvenciou opakovania. A - veľmi dôležité - vysokorýchlostné spracovanie digitálnych dát, schopné „stráviť“veľké množstvo informácií prijatých od prijímačov.
Áno, naozaj tu potrebujeme technológie s veľkým začiatočným písmenom. Lavínové tranzistory, diódy skladujúce náboj, polovodiče z nitridu gália. Lavínové tranzistory spravidla nie sú podceňovanými zariadeniami, sú to zariadenia, ktoré sa ešte len ukážu. Vo svetle moderných technológií im patrí budúcnosť.
Radary využívajúce ultrakrátke nanosekundové impulzy budú mať v porovnaní s konvenčnými radarmi nasledujúce výhody:
- schopnosť prenikať cez prekážky a odrážať sa od cieľov nachádzajúcich sa mimo zorného poľa. Môže sa napríklad použiť na detekciu osôb a zariadení za prekážkou alebo v zemi;
- vysoké utajenie v dôsledku nízkej spektrálnej hustoty signálu UWB;
- presnosť určenia vzdialenosti až niekoľko centimetrov vzhľadom na malý priestorový rozsah signálu;
- schopnosť okamžite rozpoznať a klasifikovať ciele podľa odrazeného signálu a vysokých podrobností cieľa;
- zvýšenie účinnosti z hľadiska ochrany pred všetkými druhmi pasívnych interferencií spôsobených prírodnými javmi: hmlou, dažďom, snehom;
A to nie sú ani zďaleka všetky výhody, ktoré môže mať radar UWB v porovnaní s konvenčným radarom. Sú chvíle, ktoré dokážu oceniť iba odborníci a ľudia, ktorí sa v týchto záležitostiach dobre vyznajú.
Vďaka týmto vlastnostiam je radar UWB sľubný, existuje však množstvo problémov, ktoré výskum a vývoj rieši.
Teraz stojí za to hovoriť o nevýhodách.
Radar UWB je okrem nákladov a veľkosti horší ako konvenčný úzkopásmový radar. A výrazne menejcenné. Bežný radar s pulzným výkonom 0,5 GW je schopný detekovať cieľ na vzdialenosť 550 km, potom radar UWB na 260 km. Úzkopásmový radar s pulzným výkonom 1 GW detekuje cieľ vo vzdialenosti 655 km, radar UWB vo vzdialenosti 310 km. Ako vidíte, takmer zdvojnásobil.
Je tu však ešte jeden problém. Toto je nepredvídateľnosť tvaru odrazeného signálu. Úzkopásmový radar funguje ako sínusový signál, ktorý sa pri svojej ceste priestorom nemení. Amplitúda a fáza sa menia, ale menia sa predvídateľne a v súlade s fyzikálnymi zákonmi. Signál UWB sa mení v spektre, vo frekvenčnej oblasti aj v čase.
Dnes sú uznávanými lídrami vo vývoji radarov UWB Spojené štáty, Nemecko a Izrael.
V USA už armáda má prenosný detektor mín AN / PSS-14 na detekciu rôznych druhov mín a iných kovových predmetov v pôde.
Tento detektor mín ponúkajú štáty aj svojim spojencom v NATO. AN / PSS-14 vám umožňuje detailne vidieť a skúmať objekty cez prekážky a zem.
Nemci pracujú na projekte radaru UWB Ka-band „Pamir“so šírkou pásma signálu 8 GHz.
Izraelčania vytvorili na princípoch „stenovisor“UWB, kompaktného zariadenia „Haver-400“, schopného „pozerať“sa cez steny alebo na zem.
Zariadenie bolo vytvorené pre protiteroristické jednotky. Toto je spravidla samostatný typ radaru UWB, ktorý Izraelci implementovali veľmi krásne. Zariadenie je skutočne schopné študovať operačno-taktickú situáciu prostredníctvom rôznych prekážok.
A ďalší vývoj „Haver-800“, ktorý sa vyznačuje prítomnosťou niekoľkých oddelených radarov s anténami, umožňuje nielen študovať priestor za prekážkou, ale aj vytvoriť trojrozmerný obraz.
Keď to zhrniem, rád by som povedal, že vývoj radarov UWB v rôznych smeroch (pozemný, námorný, protivzdušná obrana) umožní krajinám, ktoré dokážu ovládať technológiu navrhovania a výroby takýchto systémov, výrazne zvýšiť svoje spravodajské schopnosti.
Koniec koncov, počet zajatých, správne identifikovaných a odvezených na doprovod s následným zničením cieľov je zárukou víťazstva v akejkoľvek konfrontácii.
A ak vezmeme do úvahy, že radary UWB sú menej náchylné na rušenie rôznych vlastností …
Použitie signálov UWB výrazne zvýši účinnosť detekcie a sledovania aerodynamických a balistických predmetov pri monitorovaní vzdušného priestoru, prezeraní a mapovaní zemského povrchu. UWB radar môže vyriešiť mnoho problémov s letom a pristávaním lietadiel.
Radar UWB je skutočnou príležitosťou nahliadnuť do zajtrajška. Nie nadarmo sa Západ tak veľmi zapája do vývoja v tomto smere.
