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被动无线电侦查系统探测隐身目标的真实效能到底如何?

DTOA原理示意图。大气折射的信号也可用于在某些目标上侧视时增加探测范围。

到达时间差(DTOA,Time Difference Of Arrival) 横向定位的基本原理是:发射源发出的相同信号被两个不同位置的天线接收。由于两个天线到辐射点的位置不同,所以光速是传播的无线电信号从源传播到两个天线所需的时间不同。根据两者时间差的大小,可以计算出两根天线到发射源的距离方向。沿着这条线的一条虚拟射线就是方位线。横向使用至少两组不同方位的接收单元(或使用一架侦察机在飞行中进行两次定位,适用于固定目标),得到两条相交的方位线,利用三角函数计算发射源(方位线交点的位置)。

《环球时报》美国特约记者徐甜甜报道,自从中国宣布了一种类似于捷克“Vera-E”系统的国产无线电侦察系统,采用“到达差法”进行横向和定位对其进行报道,甚至将其命名为“反隐身雷达”。它的真正功效是什么?澳大利亚国防专家 Carlo Kopp 博士进一步分析了无源无线电侦察系统探测隐身目标的能力:

所有无源探测系统,无论是 Vera-E 系统,还是其前身 Ramona 和 Kolchuga 系统,都是无源电子支持方法 (ESM) 系统,旨在通过定位(无线电)源的能力雷达能探测到小型无人机吗,定位发射无线电的目标信号。与美国、法国、以色列和其他西方国家的系统一样,它们的任务是收集、识别、跟踪和定位目标发出的无线电频率和信号。

在冷战的最后 20 年中,开发了 Vera 等系统来加强华约国家的防空能力。在预期的战场上,美国将暴力干扰华约国家综合防空指挥系统的空情雷达、跟踪和火控雷达。 Vera 无源传感器旨在使用无源无线电探测定位和跟踪美国和北约军用飞机,为防空自动化系统中的其他节点提供情报支持。

其中雷达能探测到小型无人机吗,捷克共和国在这一领域的发展最为突出。其开发的Ramona和Tamara系统均采用复杂的“到达时间差法”(以下简称DTOA,Time Difference Of Arrival)进行检测。这项技术最近才被西方集团国家采用。但是这些传感器是否能够有效地检测隐形目标?

事实上,“利用DTOA原理的无源无线电侦察系统是反隐身雷达”的说法很难站得住脚。所有使用 DTOA 的无线电定位系统对于检测和跟踪全向无线电源都是最有效的。当使用 DTOA 的无线电定位系统工作时,它具有至少三个彼此间隔开的天线/接收器,以接收来自目标的相同无线电信号。这就是为什么利用 DTOA 原理的华沙条约无线电定位系统主要用于跟踪识别敌我 (IFF) 信号、二次监视雷达 (SSR) 信号、甚高频全向无线电信标 (VOR)/测距设备 (DME)、战术空中导航系统(Tacan)和联合战术信息分发系统(JTIDS)/Link-16。 X/Ku 波段雷达发射狭窄的低旁瓣雷达波束,即使在最佳几何条件下,使用相隔数十英里的 DTOA 原理的三个或更多无线电定位系统也难以检测到该波束。因此,基于DTOA原理的无线电定位系统无法有效定位X/Ku波段的雷达。从最基本的无线电物理角度来看,DTOA 系统也无法定位和跟踪 X/Ku 波段有源电子扫描阵列雷达 (AESA) 发射的雷达,因为需要低增益天线来完全覆盖所需的波的视场旁瓣。使用 DTOA 系统定位隐身飞机的唯一可能性是飞机飞越敌方领空,同时通过全向 JTIDS/Link-16 天线进行发射。但这种可能性太小,不值得考虑。

唯一可能的反隐身能力“剧本”是:DTOA原理侦察系统用作多基地雷达接收系统:假设隐身飞机所在的空域受到大功率UHF/VHF/L的保护波段雷达照射。特别是对于DTOA系统,此时必须面对功率孔径的问题。因为DTOA系统基站覆盖的视场必须很大,所以会牺牲接收天线的增益。对于多基地雷达系统,为了获得一定的功率孔径,该多基地雷达系统的发射源的增益和发射功率必须非常大,以补偿接收天线的低增益。

而传统的测向(Direction Finding,以下简称DF)系统,比如科尔丘加系统,能够探测和跟踪隐形飞机的想法也经不起分析。与DTOA定位系统相比,它们的天线增益相对较高,但问题是这些系统面临着非常低的旁瓣、射频管理和频率捷变有源电子扫描阵列雷达(AESA)——只有在天线基站位于 AESA 雷达波束的主瓣中,发射时正对基站天线。这只有在被攻击目标周围有 3 个或更多 DF 系统且都面向被攻击轴时才有可能。即使在这种情况下,测向系统也不得不面临定位误差的几何精度稀释(GDOP)问题,这将严重影响测距精度。由于 DTOA 是一个短基线系统,因此在 Kolchuga 上采用的 DTOA 技术不太可能纠正这个问题。

总而言之,声称 DTOA 或传统 DF 发射定位系统提供“有效的反隐形飞机”能力的说法与 B-2A 的隐形油漆会被雨水冲走一样不可信。

链接:中国的无线电侦察系统

中国的YLC-20无线电侦察系统类似于捷克的KRTP-91 Tamara和“Vera-E”系统,具有DF和DTOA横向和测距能力。它可以定位机载和地面以及海面排放源。唯一发表的材料称YLC-20用于检测、定位和识别:

1。使用雷达的航空辐射源,包括战斗机、机载预警机和电子战机和无人机。

2。地面目标,包括预警雷达、搜索雷达和火控雷达。

3。无线电通讯设备。

澳大利亚国防专家卡洛·科普博士认为,中国的YLC-20系统很可能是在为捷克Vera-E系统获得的文件基础上开发的。中国曾试图购买 Vera-E 系统,但从未成功。 LYC-20 于 2006 年首次亮相。