重磅!国产全世界唯一激光反隐身雷达:F22未来不敢起飞了

众所周知,目前对于各种飞机、火箭、导弹等飞行器的探测主要依赖无线电雷达和红外侦查设备。雷达的功率大,探测距离远,穿透力强,不受云雾雨雪等恶劣天气影响,是世界各国主要的对空中目标探测装备。然而,随着电磁对抗技术的发展和隐身材料的研制,无线电雷达越来越受到各种限制,比如主动雷达站很容易暴露自己从而成为被优先攻击的目标,强电磁干扰可能使得雷达屏幕一片雪花噪声而失效。更严重的是,美、欧等西方国家研制的隐形飞机,如B-2轰炸机,F-22战斗机和F-35战斗机等,已经将雷达散射截面降到常规飞机的1%到0.11%,红外信号降低到常规飞机的10%,这对我国的雷达系统以及辅助的红外侦查探测设备是一个严重的挑战,但正所谓“道高一寸,魔高一丈”,我方三大反隐身系统目前已经陆续装备部队,一些技术更是开创了反隐身技术的先河。

军事专家告诉记者,我国科学家经过多年研究,从原理上进行创新,提出了利用光的散射原理来探索隐身飞机。据资料介绍,当光束与材料相互作用时,它的一部分被透射,部分被反射,部分被散射。超过99%的散射辐射具有与入射光束相同的频率:相同频率的散射光主要是米氏散射和瑞利散射;极少部分的散射辐射的频率与入射光束的频率不同:又被分为拉曼散射和布里渊散射。常规的雷达在探测目标时,利用的都是目标自身直接的回波信号。红外探测器可以通过对目标温度与背景的温度差感知目标的存在。针对这些情况,现在的飞行器的隐身方法,主要是利用两点:1. 减小雷达散射截面,比如设计特殊的形状减小背向回波信号,在机身涂覆吸收材料,吸收从微波到光波的电磁波;2. 减小尾流的红外信号,比如对尾流进行预先降温,把喷气管隐藏在机背上,对发动机喷管隔热等等。

但是,喷气式飞机飞行时发动机将会持续产生高温,高压、高速的尾流,除非发动机不工作,当做超音速飞行时尾流特征更为明显。飞行器尾流化学组成也与大气相差极大,主要成分是高浓度的二氧化碳和水汽,以及一部分燃烧颗粒物。只要确定了尾流的存在,就能发现飞行器的轨迹,从而进行跟踪、导引甚至击毁目标。并且尾流的目标轨迹比飞行器要大得多,持续时间也较长。我国科学家们研究出了一种利用拉曼散射探测空中飞行器尾流的激光雷达系统,利用大功率激光器或者激光器阵列对某空域发射激光,探测系统对相应的区域进行常规时间分辨探测,如果发现回波信号中有强烈的二氧化碳和水汽的拉曼散射信号,则激光雷达系统加大扫描速度,确定待测对象的特点和移动速度,判别是高速飞行目标还是常规空中目标,一旦确定后即启动跟踪程序。

由于云雾的拉曼散射信号主要以水汽为主,无高浓度二氧化碳峰,可很好的排除天空的云雾雨雪背景干扰。如果发现某处二氧化碳和水汽两者相对强度都超过了正常值的5倍以上,且移动速度在一定范围(如0.3倍音速)以上,则运动源可以确定为飞行器,从而通知作战部队准备应对。据初步试验表明,可发现356公里外距地表10公里的飞行目标,尤其适合做空中雷达预警机的辅助探测手段,据悉,目前,以新一代新体制米波组网雷达、高空反隐身无人机、反隐身共形雷达为核心的三大反隐身体系已经建立,同时,我国科学家还利用布里渊散射和瑞利散射原理,来探测水中的物体。布里渊散射和瑞利散射海洋激光雷达系统可探测水中物体的有无以及位置大小。当探测到的布里渊散射信号变得强烈或微弱时,说明探测水域存在物体;当探测到的布里渊散射信号无明显变化时,说明探测水域不存在物体。

军事专家告诉记者,该海洋激光雷达不再依赖于目标自身的反射,从原理上突破了目标反射率低的问题。据公开资料披露,布里渊散射海洋激光雷达可实时探测海洋深度达100米以上的潜艇,且可抗潜艇反激光隐身涂层,并且可快速的从水面上发现海洋温度跃层,大大利于我方进行潜艇战。该雷达是国内外第一台用于海洋监测的布里渊散射激光雷达系统 。由于布里渊散射信号较弱,且随着距离增加其信号强度较差,我国科学家在布里渊散射海洋激光雷达研制成功的基础上,又研制出瑞利散射原理海洋激光雷达,其信号强度大大优于布里渊散射海洋激光雷达,但其具体性能还处于严格保密阶段。

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