陳光文

2009年4月1日，由中國雷達(dá)行業(yè)協(xié)會(huì)、保利科技有限公司、中電科技國際貿(mào)易有限公司等單位共同主辦的“2009年第五屆世界雷達(dá)博覽會(huì)”在北京展覽館開幕。該展向公眾展示了中國航空、航海、軍事、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域中雷達(dá)科技的應(yīng)用成就，也有來自國內(nèi)外百余家參展企業(yè)現(xiàn)場展示的各種先進(jìn)的軍用、民用雷達(dá)以及與雷達(dá)相關(guān)的零部件、配套技術(shù)等。

在本屆展會(huì)的一個(gè)不太引人矚目的展臺(tái)上，有一張雷達(dá)圖片引起了大家的關(guān)注，這張圖片上拍攝的是中國電子科技集團(tuán)西南電子設(shè)備研究所展出的雷達(dá)實(shí)物照片，這就是被國內(nèi)外炒作頗多的中國最新型反隱身飛機(jī)雷達(dá)——中國DWL002被動(dòng)探測雷達(dá)系統(tǒng)。

被動(dòng)探測

對于各類有源雷達(dá)而言，我們知道它可以通過處理自身發(fā)射的已知電磁參數(shù)、接收從目標(biāo)反射回來的電磁波來定位被探測目標(biāo)的各類位置參數(shù)。但現(xiàn)代隱身技術(shù)通過吸收雷達(dá)電波、減小雷達(dá)角反射面、減少散射雷達(dá)電波，降低了此類雷達(dá)的效能。有源雷達(dá)因發(fā)射雷達(dá)波信號，自身的安全也受到威脅，因此一些國家開始發(fā)展無源被動(dòng)探測雷達(dá)。由于無源雷達(dá)事先并不知道所要接收到的電磁波的特征和參數(shù)，所以它完成目標(biāo)定位必須具備兩個(gè)基本的條件：首先，必須有足夠快速和精細(xì)的電磁信號分析和鑒別能力，以確保在現(xiàn)代戰(zhàn)爭復(fù)雜的電磁環(huán)境下通過每個(gè)電磁信號的細(xì)微差別來區(qū)別定位發(fā)射或反射該電磁信號的目標(biāo)。據(jù)稱，中國DWL002被動(dòng)探測雷達(dá)系統(tǒng)采用了獨(dú)立的脈沖信號分析系統(tǒng)，能非常精確地分析各種電磁輻射信號并對它們進(jìn)行“指紋”(Finger Printing)式識別，包括區(qū)分兩臺(tái)同一型號的脈沖發(fā)射器各自發(fā)射的同類信號，可以精確分析脈沖寬度內(nèi)的信號特征。其工作原理如下：因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)的方波脈沖、三角波脈沖等都只在理論上存在，而實(shí)際的脈沖形狀受到元器件工藝和制造質(zhì)量的影響，即使同一型號的脈沖發(fā)射器之間也有些微差別，而中國DWL002被動(dòng)探測雷達(dá)系統(tǒng)恰恰能分析出這種差別。相比之下，傳統(tǒng)電子情報(bào)偵察系統(tǒng)的偵察對象通常僅是脈沖信號的脈沖寬度、脈沖間隔和脈沖重復(fù)頻率等參數(shù)。掌握這些參數(shù)后就可以對這種信號的輻射源實(shí)施有數(shù)的電子干擾，并不需要做到區(qū)分同型脈沖發(fā)射器各自發(fā)射的同類信號。

其次，無源雷達(dá)要完成目標(biāo)定位還需要有行之有效的定位算法，這使我們很容易想到，如果多個(gè)偵察接收站都接收到了被確認(rèn)是同一輻射源輻射的信號，由于接收站相互間的空間位置關(guān)系已知，那么定位目標(biāo)應(yīng)當(dāng)從時(shí)間處理著手，DWL002系統(tǒng)正是采用所謂的電磁波“到達(dá)時(shí)間差”方法來進(jìn)行定位的。在該系統(tǒng)部署完畢后，每個(gè)站都可以通過GPS或者其他衛(wèi)星定位系統(tǒng)知道自氨的空間位置，并得出與其他站之間的相對位置參數(shù)。如果目標(biāo)發(fā)射或者反射電磁波，多個(gè)基站都會(huì)捕捉到信號，通過計(jì)算信號到達(dá)各站的時(shí)刻差，我們可以計(jì)算出輻射源與各站之間的距離差。而由基本的數(shù)學(xué)知識，我們知道如果一點(diǎn)到兩個(gè)定點(diǎn)的距離之差的絕對值是常數(shù)時(shí)，其軌跡是雙曲線。而其中兩個(gè)站的空間位置已經(jīng)確定，所以我們可以很快得出一條雙曲線的平面位置方程，而目標(biāo)，必然在這條曲線上：同樣對另兩個(gè)站進(jìn)行相同的處理又能得到另一條雙曲線的平面位置方程，那么囂標(biāo)就必然在這兩條雙曲線的交點(diǎn)上，這樣教們就能確定目標(biāo)的空間位置了。該系統(tǒng)完成三維定位的原理也完全一樣，只是每次計(jì)算得到的是空間的雙曲面方程，需要三個(gè)雙曲面相交才能得到點(diǎn)的位置。這種目標(biāo)定位方式的采用決定了DWL002在使用方式和工作原理上與傳統(tǒng)電子情報(bào)偵察系統(tǒng)有根本的區(qū)別，可以認(rèn)為它是對傳統(tǒng)電子情報(bào)偵察系統(tǒng)的超越。

DWL002被動(dòng)探測雷達(dá)系統(tǒng)一般工作編程可以根據(jù)執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)的不同，分為雙站式、三站式或者多站式。如果完成二維定位(例如對地面/水面目標(biāo)定位)，需要至少3個(gè)偵察接收站來實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)探測，各個(gè)偵察接收站之間的距離最大可達(dá)50公里，通過微波接力通信使得各站之間實(shí)現(xiàn)信息溝通。各個(gè)機(jī)動(dòng)偵查處理站的所有設(shè)備都裝載在一輛高機(jī)動(dòng)越野車上，所有電子設(shè)備都裝在一個(gè)機(jī)動(dòng)方艙內(nèi)，其中一個(gè)作為主站，其他兩個(gè)作為輔助站。該系統(tǒng)還特別適用于防空監(jiān)視，此時(shí)必須進(jìn)行三維定位(因?yàn)閷罩心繕?biāo)還要確定其高度)，需要4個(gè)偵察接收站。偵察接收站的偵察天線部署在高近20米的桅桿上以增大探測距離，各個(gè)偵察接收站的處理結(jié)果均通過主站轉(zhuǎn)交給電子戰(zhàn)指揮中心或戰(zhàn)區(qū)指揮部門。該系統(tǒng)能接收、處理和識別各種機(jī)載、艦載和陸基雷達(dá)、電子干擾機(jī)、敵我識別裝置、戰(zhàn)術(shù)無線電導(dǎo)航系統(tǒng)(即“塔康”系統(tǒng))、數(shù)據(jù)鏈、二次監(jiān)視雷達(dá)、航空管制測距儀和其他各種脈沖發(fā)射器發(fā)出的信號。主要工作方式包括空中目標(biāo)監(jiān)視和分析、地面/水面目標(biāo)偵察、實(shí)時(shí)和準(zhǔn)確的空中目標(biāo)定位和信號跟蹤、早期預(yù)警和頻率活動(dòng)情況監(jiān)視等。

當(dāng)然，該系統(tǒng)也可以和有源雷達(dá)系統(tǒng)結(jié)合使用，如以雙/多基地方式合理布設(shè)無源和有源雷達(dá)，當(dāng)外界電磁輻射不存在或無法利用時(shí)，利用無源雷達(dá)接收己方有源雷達(dá)的直射信號與目標(biāo)的反射信號，對目標(biāo)進(jìn)行探測。這樣既利用了無源雷達(dá)的隱蔽性，又增強(qiáng)了有源雷達(dá)的利用率，無形中會(huì)大大提高防空部隊(duì)對付隱身目標(biāo)的作戰(zhàn)能力。

性能特點(diǎn)

DWL002被動(dòng)探測雷達(dá)系統(tǒng)是由中國電子科技集團(tuán)公司西南電子設(shè)備研究所研制的新型雷達(dá)，它是利用測向和時(shí)差定位技術(shù)進(jìn)行目標(biāo)檢測、定位和識別的無源雷達(dá)。該雷達(dá)具備如下特點(diǎn)。

隱蔽性好由于該雷達(dá)系統(tǒng)采用無源工作體制，自身不對外輻射電磁波，不易被敵方偵察和跟蹤，因此具有抗反輻射導(dǎo)彈打擊能力。這一點(diǎn)很重要，一般在發(fā)動(dòng)軍事進(jìn)攻前，都要進(jìn)行電子壓制作戰(zhàn)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)或者暴露的雷達(dá)站，都會(huì)遭到打擊。但是，DWL002屬于不發(fā)射電磁波的被動(dòng)工作方式，敵方無法通過有效的電子偵查來發(fā)現(xiàn)它，因此，也就無法使用反輻射導(dǎo)彈來實(shí)施有效摧毀。

探測距離遠(yuǎn)系統(tǒng)利用對流層散射特性，具有超視距監(jiān)視的能力。該系統(tǒng)可以通過對流層的電磁波發(fā)射原理，來發(fā)現(xiàn)距離很遠(yuǎn)的空中目標(biāo)發(fā)射或反射的電磁波，從而及時(shí)捕獲目標(biāo)。這不但包括空中目標(biāo)，還包括敵方海上目標(biāo)和陸地目標(biāo)，因此，其工作頻率截獲范圍很廣，是一種多軍種共用的被動(dòng)雷達(dá)系統(tǒng)。

抗干擾能力強(qiáng)系統(tǒng)可以在復(fù)雜電子環(huán)境下工作。由于采用被動(dòng)工作方式，系統(tǒng)只是截獲并對接收到的電磁波有選擇地進(jìn)行定位分析(包括干擾信號)，其本身并不發(fā)射任何電磁波，因此其幾乎不存在被干擾問題。

機(jī)動(dòng)性好系統(tǒng)采用車載運(yùn)輸方式，運(yùn)用液壓自動(dòng)調(diào)平，自動(dòng)尋北，天線電動(dòng)升降等技術(shù)，可在30分鐘內(nèi)完成系統(tǒng)架撤，實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)移。從宣傳圖片中我們可以看到，該系統(tǒng)都裝載在國產(chǎn)越野軍用卡車上，集成化程度很高、機(jī)動(dòng)能力很強(qiáng)，幾乎可以不受限制地在任何公路上機(jī)動(dòng)。在到達(dá)目的地后，可以很方便地展開和撤收，而這個(gè)過程也是全自動(dòng)化的，全系統(tǒng)只需要6～8名操作員。必要時(shí)，該系統(tǒng)甚至可以進(jìn)行遙控作業(yè)，使用十分便捷。

工作頻帶寬系統(tǒng)采用分頻段天饋系統(tǒng)和分頻段接收機(jī)滿足

頻率范圍為1.0～18吉赫的要求。該系統(tǒng)的天線的靈敏度很高，對工作頻段內(nèi)的信號具有高的截獲概率。該系統(tǒng)還可以根據(jù)不同的任務(wù)要求，如針對各種雷達(dá)和干擾機(jī)探測、用于敵我識別裝置探測、用于“塔康”和測距儀、方位瞬時(shí)視場等分別選擇不同的頻段。

信號適應(yīng)能力強(qiáng)系統(tǒng)探測非合作信號，能適應(yīng)各種信號形式，包括各種雷達(dá)信號、通信信號、干擾信號等。這也是該系統(tǒng)的強(qiáng)項(xiàng)，也是其之所以能夠探測隱身空中目標(biāo)的特點(diǎn)。據(jù)稱，該系統(tǒng)不但能夠適應(yīng)現(xiàn)有的各類軍用頻率，還能適應(yīng)各類民用頻率的探測需要，比如民用無線電廣播、民用電視傳播、民用微波通訊、各類移動(dòng)手機(jī)基站等信號的正常傳輸進(jìn)行分析，并通過高性能計(jì)算機(jī)的預(yù)先編程進(jìn)行解算。這些民用無線電信號可以作為有源雷達(dá)輔助DWL002被動(dòng)探測雷達(dá)系統(tǒng)探測隱身目標(biāo)，在戰(zhàn)時(shí)，這些民用雷達(dá)被敵人攻擊的可能性相對較小，即使敵人能夠發(fā)動(dòng)某種規(guī)模的攻擊，也很難徹底摧毀這些遍布全國各地角角落落的眾多基站。

定位精度高采用高精度的測量技術(shù)及通信傳輸技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)的精確定位。該系統(tǒng)的定位依賴于GPS或者其他衛(wèi)星定位技術(shù)(包括我國的“北斗”系統(tǒng))，而且其探測定位精度與時(shí)間同步技術(shù)分不開。該系統(tǒng)的中心偵察接收站和其他偵察接收站的時(shí)間必須保持高精度的同步，否則計(jì)算得到的時(shí)差沒有意義。實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步有很多方法，最好的辦法是所有偵察接收站都接收一顆衛(wèi)星(如我國的“長河二號”系統(tǒng)就有這個(gè)能力，精度10^-6秒；下一步等“北斗”系統(tǒng)全球組網(wǎng)成功后，就會(huì)提供更精確的授時(shí)能力)的授時(shí)，這種方式不僅精度高，而且能實(shí)現(xiàn)全球覆蓋。據(jù)稱該系統(tǒng)的實(shí)際定位精度可達(dá)到2％～3％(ULP)。

具有目標(biāo)識別能力在獲得目標(biāo)位置信息的同時(shí)，還可得到目標(biāo)載頻、信號形式等情報(bào)信息，通過自身數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)對輻射源及輻射源平臺(tái)的識別。

使用效果

隱身技術(shù)改變了空戰(zhàn)的方法，特別是隱身飛機(jī)與精確制導(dǎo)武器相結(jié)合大幅度提高了作戰(zhàn)效能，改變了攻防戰(zhàn)略平衡。發(fā)展反隱身技術(shù)和武器系統(tǒng)已成為重要而緊迫的任務(wù)，反隱身研究還是隱身技術(shù)發(fā)展的一種刺激和推動(dòng)力量，也是檢查、驗(yàn)證自己隱身武器性能的必不可少的手段。

DWL002被動(dòng)探測雷達(dá)系統(tǒng)是一種能對空中、地面和海上目標(biāo)進(jìn)行定位、識別和跟蹤的電子情報(bào)偵測系統(tǒng)，它可以作為無源三維防空雷達(dá)使用，作用距離可達(dá)500公里左右。它是一種戰(zhàn)略及戰(zhàn)術(shù)電子情報(bào)和被動(dòng)監(jiān)視系統(tǒng)。它自身不輻射電磁信號，而是借助外部非協(xié)同式(指輻射源和雷達(dá)“不搭界”，沒有直接的協(xié)同作戰(zhàn)關(guān)系)的輻射源來進(jìn)行探測和定位。主動(dòng)雷達(dá)難以對付空中隱身目標(biāo)，而該系統(tǒng)則眼尖耳靈，能夠探測到目標(biāo)發(fā)出的哪怕是微弱、短暫的電磁信號或電磁反射信號，即刻讓目標(biāo)在雷達(dá)屏幕上原形畢露。該系統(tǒng)的通常布局由4個(gè)分站組成：主站作為電子戰(zhàn)中心，即分析處理中心，一般位于中央地帶，另外3個(gè)信號接收站則分布在周邊地區(qū)，呈圓弧形布局或者以主站為中心圓形布局，系統(tǒng)展開部署后，站與站之間距離在50公里以上。分布在前沿的接收站捕捉到目標(biāo)電磁信號后立即把信號傳送到電子戰(zhàn)中心主站，中心利用多站定向交叉等方法測出目標(biāo)的位置，目標(biāo)的高度則由捕獲信號的接收站來確定，從而對目標(biāo)進(jìn)行三坐標(biāo)定位。

當(dāng)該系統(tǒng)部署就位后，可以根據(jù)指揮中心的命令，同時(shí)展開對海、陸、空的被動(dòng)預(yù)警和偵察搜索。以該雷達(dá)對隱身目標(biāo)的探測為例，當(dāng)目標(biāo)出現(xiàn)后，肯定會(huì)對它行經(jīng)的空域中的各類電磁波，包括軍用雷達(dá)波、微波通訊、民用無線電廣播、民用電視傳播、民用微波通訊、各類移動(dòng)手機(jī)基站等信號形成一定的擾動(dòng)，這就如同平靜的水面在掠水面飛行的燕子飛過后會(huì)產(chǎn)生輕微的波紋，也會(huì)引起一定的信號反射。DWL002正是能夠接收和分析這種微弱電磁信號反射的高手，并即刻通過中心的計(jì)算機(jī)分析和解算相應(yīng)的數(shù)據(jù)，從而能夠確定這一信號反射源的三坐標(biāo)位置參數(shù)，之后，通過數(shù)據(jù)鏈或者其他信息傳輸渠道，把這些參數(shù)傳遞給己方的地面防空導(dǎo)彈部隊(duì)或者防空部隊(duì)，從而在最恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間內(nèi)獲得攻擊敵方隱身目標(biāo)的機(jī)會(huì)。據(jù)稱，中國用來測試DWL002對敵方隱身目標(biāo)的探測能力的模擬目標(biāo)，是近年來剛剛露面的雷達(dá)反射截面小于0.01平方米的“暗劍”無人隱身試驗(yàn)機(jī)。根據(jù)有關(guān)資料，這種探測系統(tǒng)可以精確識剮和判定空中隱身目標(biāo)的位蟹特性，并且定位精度較高，基本可以配合我防空部隊(duì)進(jìn)行野戰(zhàn)防空作戰(zhàn)使用。

如果對付其他非隱身目標(biāo)，中國DWL002更是游刃有余。除了擔(dān)任一般的戰(zhàn)場預(yù)警偵察任務(wù)之外，另一種功效是全部以無源雷達(dá)作為防空的警戒雷達(dá)主力，減少暴露其他雷達(dá)的電磁特征和位置的機(jī)會(huì)，讓對方的電子偵察機(jī)在這方面無功而返，這個(gè)作用意義也是非常巨大的!美國空軍在近年來的戰(zhàn)爭中，為什么常常能打出大交換比的空中優(yōu)勢?它的戰(zhàn)術(shù)往往是使川隱身飛機(jī)首先把事先偵察好的地面雷達(dá)系統(tǒng)清理掉，使對方在沒有預(yù)警機(jī)和各類雷達(dá)的情況下處于對空盲目狀態(tài)而無法指揮出象樣的空戰(zhàn)，能起飛的戰(zhàn)機(jī)只能憑借自身偵測能力各自為戰(zhàn)，往往只剩挨揍的份，也就不可能取得什么戰(zhàn)績!

該系統(tǒng)不僅具有優(yōu)越的反隱身性能，而且由于其自身不輻射任何電磁波，因此可免遭敵方電子干擾和反輻射導(dǎo)彈摧毀，生存能力較強(qiáng)。無源雷達(dá)系統(tǒng)省去了昂貴的高功率發(fā)射機(jī)、收發(fā)開關(guān)及其相關(guān)電子設(shè)備，使系統(tǒng)制造和維護(hù)成本大大減少，全壽命周期費(fèi)用較低，并可全天候和全時(shí)域有效工作。

當(dāng)前發(fā)展現(xiàn)狀

當(dāng)前，有許多國家熱衷于無源探測技術(shù)的應(yīng)用研究。美國洛克希德·馬丁公司是最先涉足該領(lǐng)域的公司之一，據(jù)稱依靠電視和無線發(fā)射機(jī)，其無源系統(tǒng)的探測距離達(dá)到220公里以上。美國國防部國防先期研究計(jì)劃局以及華盛頓大學(xué)、喬治亞技術(shù)大學(xué)等高校和雷聲等公司，都開展了這一領(lǐng)域的研究。在歐洲，法國也進(jìn)行了相應(yīng)的技術(shù)研究工作、意大利演示了樣機(jī)系統(tǒng)、英國正在研究無源相干雷達(dá)和“蜂窩”雷達(dá)(celldar)，俄羅斯和烏克蘭研制了“鎧甲”雷達(dá)，捷克也開發(fā)出著名的“維拉”-E無源被動(dòng)探測雷達(dá)并出口很多國家。

我國由于面臨美國隱身飛機(jī)的直接威脅，因此，也特別注重反隱身技術(shù)的研究。目前除了西南電子設(shè)備研究所研制的DWL002外，我國還成功開發(fā)了YLC-20雙站無源測向和定位雷達(dá)系統(tǒng)，這兩種雷達(dá)功能差不多，但是DWL002更先進(jìn)些。同樣是探測隱身目標(biāo)的諧振雷達(dá)也在2001年建成，其作用距離可達(dá)2000公里，此外，據(jù)說我國還開發(fā)了專用于探測隱身飛機(jī)的JY-27全固態(tài)米波雷達(dá)，不但能夠較為有效地探測隱身目標(biāo)，并能抗反輻射導(dǎo)彈攻擊。

俗語說，有矛必有盾，當(dāng)今世界隱身技術(shù)的發(fā)展也在催生更多的反隱身技術(shù)?，F(xiàn)在已經(jīng)或正在開發(fā)的其他反隱身技術(shù)措施及手段還包括長波或毫米波雷達(dá)、無載頻超寬波段雷達(dá)、激光雷達(dá)和紅外探測系統(tǒng)、被動(dòng)的射頻探測技術(shù)、地球磁場變異探測技術(shù)等。

要想對抗隱身飛機(jī)，就必須綜合采取多種措施及手段。可靠的反隱身探測/攻擊系統(tǒng)的關(guān)鍵，是要組成一個(gè)采用不同原理并在不同波長上工作的復(fù)雜傳感器網(wǎng)絡(luò)。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分不僅包括傳感器本身，而且包括對不同來源的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、處理、關(guān)聯(lián)及顯示的過程。另外，為了達(dá)到所需的高探測概率并向攔截系統(tǒng)提供精確的目標(biāo)數(shù)據(jù)，傳感器所在的位置(不僅沿邊界而且向領(lǐng)土縱深部署，還包括空、天警戒)也很關(guān)鍵。因此，未來的反隱身探測系統(tǒng)，很可能是海、陸、空、天一體的綜合系統(tǒng)，而無源探測雷達(dá)的發(fā)展，也許是其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

中國DWL002被動(dòng)探測雷達(dá)系統(tǒng)是當(dāng)今世界極為先進(jìn)的反隱身飛機(jī)的雷達(dá)系統(tǒng)，其主要性能優(yōu)于國外的同類雷達(dá)，因此，預(yù)計(jì)該系統(tǒng)會(huì)成為很多同樣面臨隱身飛機(jī)威脅的國家的首選。

(編輯萬歷)