055,052D舰载相控阵雷达能否破解F35隐身战斗机?

F35战斗机最大卖点就是隐身,该系列飞机总计交付了1350余架;陆基的已经在我国周边部署,而舰载机已经开始上舰;那么该机隐身能力就是大家非常关心的,虽然该机完善率低,但数量较多终究还是个祸害;

所以我们要做的是战略上要藐视,战术上重视;

反隐身的问题绝不可是该机存在缺陷忽视,毕竟有数量优势,再差也能够出动一部分执行作战任务;

相对陆基反隐身体系更加完善,本文仅讨论一下水面舰艇反隐身能力;现在F35C逐渐在西大核动力航母装备,F35B也开始进入两栖攻击舰,水面舰艇在执行任务时候也同样会遇到F35A;

我们现在主力驱逐舰055,052D,航母都装备了大口径,大功率的数字阵列舰载机相控阵雷达,为能够远距离发现隐身战斗机提供了良好的物质基础;有这个基础,通过控制相控阵雷达工作模式,就可以破解F35的隐身;

055,052D舰载相控阵雷达能否破解F35隐身战斗机?

根据国外一些博主推测,F35系列战斗机的RCS随着雷达不同,

X频段RCS在0.06-0.3之间。

S频段0.01-0.6之间。

L频段0.13-1.08之间。

VHF频段也就是常说的米波雷达0.7-4.9之间。

隐身战斗机之所以难以被探测,主要原因是隐身战机雷达散射截面RCS数值极低,反射回来的雷达信号极其微弱,混杂在环境噪声中难以分辨。而雷达的探测距离,直接和回波信号的信噪比挂钩。

信噪比顾名思义,就是「有效目标信号」和「环境噪声」的比值。雷达工作时,天空、海面、空气杂波、设备自身电路波动都会产生杂乱的底噪,也就是噪声;而飞机反射回来的回波,就是我们需要的有效信号。

普通非隐身飞机回波很强,信号远大于噪声,雷达可以轻松识别;但隐身目标回波极弱,信号强度和噪声几乎持平,甚至被噪声完全淹没,雷达就无法分辨空中是否有目标。

信噪比越高,有效信号越清晰、探测越稳定;信噪比越低,目标越容易“隐身”。而雷达波发射也是脉冲形式,通过脉冲积累的作用,放大有效回波,从杂乱底噪中把微弱隐身目标信号“捞出来”。

这也是“放慢扫描、增加脉冲积累”能够实现反隐身探测的根本原理。

我们首先讲解相控阵雷达的波位扫描原理。传统机械雷达依靠天线整体物理转动,改变波束指向、扫描天空,就像人转头看风景,扫描速度慢、角度固定、无法灵活聚焦。

而相控阵雷达完全不需要机械转动,它的天线面板上排布着成百上千个独立收发单元,每个单元都配有移相器与配套波控硬件。雷达波束控制器(波控器)会精准计算、实时调整每一个天线单元发射电波的相位,

雷达把天空划分成一个个规则的小探测格子,每一个独立波束指向对应的探测点位,就是一个“波位”,雷达依次或按需点亮不同波位,就完成了整片空域的扫描搜索。

实际上这种波位“扫描”没有扫的概念,机扫雷达原理完全不一样,行业内只是延续了这个名称;

这种纯电控扫描方式,让波束可以微秒级切换位置,既不用转动天线,也没有机械惯性,既能快速遍历大范围空域,也能随时停留在某一个波位长时间凝视照射,这也是相控阵雷达能够灵活调整驻留时间、动态分配探测资源的硬件基础

除此之外,脉冲积累也并非无限叠加就能持续提升探测性能。长时间脉冲积累的前提是,在波束停留的时间内,目标的移动距离不能超出雷达的探测分辨范围。

如果隐身目标大多具备高速飞行能力,如果波束驻留、脉冲积累的时间过长,高速移动的目标会跨越雷达的探测距离单元,导致回波信号分散在不同探测区间内,原本有效的相干积累效果会大幅衰减,甚至完全失效。

雷达阵面的发射机工作占空比、散热能力都是有限的,对某一片空域延长波束驻留、增加探测脉冲,会消耗大量的时间与能量资源。

由于雷达整体资源总量固定,重点空域占用过多资源后,其他空域的探测脉冲数量、驻留时间就会被压缩,直接削弱其他方向的探测能力。

因此在实际工程应用中,几乎不会采用全域慢速扫描的模式,而是普遍使用分区调度策略:大部分空域保持快速扫描、常规脉冲积累,保障全域监控的实时性;一旦捕捉到可疑微弱信号,立刻对该重点威胁区域开启凝视探测,单独延长波束驻留、叠加脉冲积累,精准核验隐身目标。

还有一个容易被忽略的关键因素,也会限制脉冲积累的反隐身效果:隐身目标的RCS数值并非固定不变,会随着飞行姿态的变化剧烈波动。

即便雷达通过脉冲积累提升了信噪比,若目标恰好处于隐身效果最优的姿态角度,RCS数值跌至极小值,微弱的回波信号依旧难以被捕捉。我们通过长时间凝视探测获得的增益,一部分来自脉冲积累的信号增强,另一部分则是依靠持续探测,捕捉目标姿态变化、RCS数值短暂升高的窗口期,从而成功检出目标。

为了更清晰地理解整套工作逻辑,更加深入解释:波控器作为核心硬件,只负责调控波束指向、控制波束在各个点位的停留时长,仅完成空域扫描调度,不参与任何信号运算处理;

而脉冲积累是接收机和后端信号处理机的工作,负责对同一方向、同一波束采集的回波信号进行叠加放大。简单来说,波控器的长驻留调度,是为后端信号处理提供更多原始脉冲数据,为信号增强、目标检测提供基础条件。

目前主流的现代化有源相控阵雷达,均采用自适应资源调度的实战工作模式,摒弃了低效的全域慢速扫描方式。

日常警戒状态下,雷达以短驻留、快扫描的模式完成全域覆盖,依靠常规脉冲积累维持高频空域刷新,保证对各类空中目标的实时追踪;

当系统捕捉到疑似隐身目标的微弱回波时,立刻触发专项核验机制,波控器锁定可疑空域点位,延长波束驻留时间、增发探测脉冲,通过高效相干积累放大微弱信号,确认目标真伪。

同时搭配多普勒滤波、运动补偿算法规避长时间积累失效问题,结合多阵面协同、多基地雷达组网等方式,弥补单台雷达的探测缺陷。

结合典型舰载相控阵雷达工程参数可以直观印证这组性能取舍关系,假设我们驱逐舰,针对RCS=0.01㎡的隐身目标,雷达常规短驻留扫描模式下探测距离为100公里,若要将探测距离提升至300公里,理论上单波位波束驻留时间需要提升至原来的81倍。

我们以常规舰载雷达1°波束宽度、30°×30°重点探测空域为标准,该空域完整覆盖需要900个探测波位,常规工作状态下单波位驻留时间为1毫秒,全域常规扫描一帧仅需0.9秒,空域刷新十分及时;

但切换为全域长驻留反隐身扫描模式后,单波位驻留时长提升至81毫秒,整套30°×30°空域完整扫描一帧的时间会达到72.9秒。

长达七十余秒的扫描周期,意味着雷达空域更新频率太低,这也从量化数据上直接证明,全域统一长驻留扫描的反隐身模式意义不大;

但如果仅设置5°×5°核心凝视区,对应25个重点波位采用81毫秒长驻留凝视探测,保障该小块空域对0.01㎡隐身目标的300公里探测能力。普通区域总耗时875毫秒,凝视区域总耗时2025毫秒,完整扫描一帧总耗时为2.9秒。对应空域刷新率为每秒0.34帧,相比全域长驻留模式性能提升巨大,既能保证关键扇区的远程反隐身探测性能,又将全域扫描更新速率控制在可用范围,能够基本满足常规高速目标航迹持续跟踪需求;

当然这样也还是容易有漏洞出现,而我们航母编队往往会有2艘055和2艘052D,加上航母,共计有5部大型相控阵雷达,舰队内还有米波探测雷达,组成非常严密的探测网络,甚至连西大国海军也不具备这样的探测能力;

也就是说如果没有这些我们反隐身压力是非常大的,之前在相控阵雷达上的巨额投入有了非常好的回报;

以上为水面舰的基本反隐身能力,空警600预警机是另外一套更加重要系统,而且歼15TD电子飞机也是一个非常重要的反隐身作战环境,这个以后再具体讲;

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