Radar o niskim prawdopodobieństwie przechwycenia
Radar o niskim prawdopodobieństwie przechwycenia ( LPIR ) to radar wykorzystujący środki zapobiegające wykryciu przez pasywny radarowy sprzęt wykrywający (taki jak radarowy odbiornik ostrzegawczy (RWR) lub elektroniczny odbiornik pomocniczy), gdy szuka celu lub jest zaangażowany w śledzeniu celu . Ta cecha jest pożądana w radarze , ponieważ umożliwia znalezienie i śledzenie przeciwnika bez ostrzegania go o obecności radaru. Chroni to również instalację radarową przed pociski przeciwradiolokacyjne (ARM).
Środki LPI obejmują:
- Zarządzanie energią i wysoki cykl pracy , co oznacza, że nadajnik jest włączony przez większość czasu (długi czas integracji)
- Szerokie pasmo (lub ultraszerokopasmowe )
- Zwinność częstotliwości i wybór częstotliwości
- Zaawansowane/nieregularne wzorce skanowania
- Impulsy kodowane (koherentna detekcja)
- Wysoki zysk przetwarzania
- Niskie anteny boczne
Racjonalne uzasadnienie
Systemy radarowe działają na zasadzie wysyłania sygnału, a następnie nasłuchiwania jego echa od odległych obiektów. Każda z tych ścieżek, do iz celu, podlega prawu odwrotnych kwadratów zarówno w przesyłanym sygnale, jak iw sygnale odbitym. Oznacza to, że energia odbierana przez radar spada wraz z czwartą potęgą odległości, dlatego systemy radarowe wymagają dużych mocy, często w zakresie megawatów, aby były skuteczne na duże odległości.
Wysyłany sygnał radarowy jest prostym sygnałem radiowym i może być odbierany za pomocą prostego odbiornika radiowego . Wojskowe samoloty i okręty mają odbiorniki obronne, zwane radarowymi odbiornikami ostrzegawczymi (RWR), które wykrywają, kiedy znajduje się na nich wiązka radarowa wroga, ujawniając w ten sposób pozycję wroga. W przeciwieństwie do jednostki radarowej, która musi wysłać impuls, a następnie odebrać jego odbicie, odbiornik celu nie potrzebuje odbicia, a zatem sygnał spada tylko w kwadracie odległości. Oznacza to, że odbiornik ma zawsze przewagę [pomijając rozbieżność w wielkości anteny] nad radarem pod względem zasięgu - zawsze będzie w stanie wykryć sygnał na długo przed tym, zanim radar dostrzeże echo celu. Ponieważ pozycja radaru jest niezwykle użyteczną informacją podczas ataku na tę platformę, oznacza to, że radary generalnie muszą być wyłączone na dłuższy czas, jeśli są przedmiotem ataku; jest to na przykład powszechne na statkach.
W przeciwieństwie do radaru, który wie, w którym kierunku wysyła swój sygnał, odbiornik po prostu otrzymuje impuls energii i musi go zinterpretować. Ponieważ widmo radiowe jest wypełnione szumem, sygnał odbiornika jest integrowany w krótkim okresie czasu, co powoduje, że okresowe źródła, takie jak radar, sumują się i wyróżniają na przypadkowym tle. Zgrubny kierunek można obliczyć za pomocą obrotowej anteny lub podobnego układu pasywnego za pomocą porównania fazy lub amplitudy . Zazwyczaj RWR przechowują wykryte impulsy przez krótki okres czasu i porównują ich częstotliwość nadawania i częstotliwość powtarzania impulsów z bazą danych znanych radarów. Kierunek do źródła jest zwykle łączony z symboliką wskazującą prawdopodobne przeznaczenie radaru – wczesne ostrzeganie i kontrola w powietrzu , rakieta ziemia-powietrze itp.
Ta technika jest znacznie mniej użyteczna w przypadku radaru z nadajnikiem o zmiennej częstotliwości (półprzewodnikowym). Zwinne radary, takie jak AESA (lub PESA ), mogą zmieniać swoją częstotliwość z każdym impulsem (z wyjątkiem korzystania z filtrowania dopplerowskiego) i generalnie robią to przy użyciu losowej sekwencji, a całkowanie w czasie nie pomaga wyciągnąć sygnału z szumu tła. Ponadto radar można zaprojektować tak, aby wydłużył czas trwania impulsu i obniżył jego moc szczytową. AESA lub nowoczesna PESA często mają możliwość zmiany tych parametrów podczas pracy. Nie ma to wpływu na całkowitą energię odbitą od celu, ale zmniejsza prawdopodobieństwo wykrycia impulsu przez system RWR. AESA nie ma też żadnej stałej częstotliwości powtarzania impulsów, którą można również zmieniać, a tym samym ukrywać okresowe pojaśnienia w całym spektrum. RWR starszej generacji są zasadniczo bezużyteczne przeciwko radarom AESA, dlatego AESA są również znane jako „radary przechwytujące o niskim prawdopodobieństwie”. Nowoczesne RWR muszą być bardzo czułe (małe kąty i szerokości pasma dla poszczególnych anten, niskie straty transmisji i szumy) oraz dodawać kolejne impulsy poprzez przetwarzanie czasowo-częstotliwościowe, aby osiągnąć użyteczne szybkości wykrywania.
Metody
Sposoby zmniejszania profilu radaru obejmują stosowanie szerszego pasma ( szerokopasmowe , ultraszerokopasmowe ), przeskakiwanie częstotliwości , używanie FMCW i używanie tylko minimalnej mocy wymaganej do wykonania zadania. Korzystanie z kompresji impulsów zmniejsza również prawdopodobieństwo wykrycia, ponieważ szczytowa moc transmitowana jest mniejsza, podczas gdy zasięg i rozdzielczość są takie same.
Skonstruowanie radaru w taki sposób, aby emitować minimalne boczne i tylne płaty, może również zmniejszyć prawdopodobieństwo przechwycenia, gdy nie jest skierowany w stronę odbiornika ostrzeżeń radarowych. Jednakże, gdy radar przeczesuje dużą przestrzeń w poszukiwaniu celów, jest prawdopodobne, że główny płat będzie wielokrotnie wskazywał na RWR. Nowoczesne z układem fazowym nie tylko kontrolują swoje listki boczne , ale także wykorzystują bardzo cienkie, szybko poruszające się wiązki energii w skomplikowanych wzorach wyszukiwania. Ta technika może wystarczyć do zdezorientowania RWR, aby nie rozpoznał radaru jako zagrożenia, nawet jeśli sam sygnał zostanie wykryty.
Oprócz względów związanych z ukryciem, pożądane jest zmniejszenie listków bocznych i tylnych, ponieważ utrudnia to scharakteryzowanie radaru. Może to zwiększyć trudność w określeniu, jaki to typ (ukrywanie informacji o platformie nośnej) i znacznie utrudnić zacięcie .
Systemy wyposażone w LPIR obejmują nowoczesne radary z aktywnym skanowaniem elektronicznym (AESA), takie jak ten w F / A-18E / F Super Hornet oraz pasywny radar ze skanowaniem elektronicznym (PESA) w S-300PMU-2 ziemia-powietrze system rakietowy .
Lista radarów LPI
Zobacz też
- Zagłuszanie echolokacji
- Elektroniczna wojna
- Elektroniczny środek zaradczy
- Środki wsparcia wojny elektronicznej
- Aktywna elektronicznie skanowana macierz
Notatki
- Tempo, PE (2009). „Wykrywanie i klasyfikacja radaru przechwytującego o niskim prawdopodobieństwie”, „Artech House”
- Aytug Denk (2006). Wykrywanie i zagłuszanie RADARY o niskim prawdopodobieństwie przechwycenia (LPI) (PDF) (Masters). Szkoła Podyplomowa Marynarki Wojennej, Monterey. Zarchiwizowane od oryginału w dniu 2012-04-25.
- F-22 Awionika / GlobalSecurity.org
- Niskie prawdopodobieństwo przechwycenia radaru (LPIR) / GlobalSecurity.org