反隱身技術(shù)編織的天羅地網(wǎng)

龍琛芮

天空-M雷達(dá)

一直以來，隱身可謂是許多人夢(mèng)寐以求的超能力。雖然掌握“來無影去無蹤”的特異功能對(duì)我們來說還是遙不可及的夢(mèng)想，但是從技術(shù)上我們?cè)缫颜业搅穗[身的“基因密碼”。

我們能看到物體，是因?yàn)槲矬w發(fā)射或者反射的光通過瞳孔、晶狀體進(jìn)入眼睛，從而被我們接收。而如果這些光線通過散射、反射或吸收等方式被改變，使得觀察者看不到物體的存在，就能實(shí)現(xiàn)視覺上的隱身。有的國(guó)家通過使用特殊材料，已經(jīng)研制出了隱身斗篷。這里的隱身是指對(duì)人眼或者目視觀察時(shí)的隱身。

而在軍事領(lǐng)域，戰(zhàn)斗機(jī)、導(dǎo)彈等武器裝備的作用距離早已突破了人類目視觀察的極限，但它們?cè)诎l(fā)展過程中同樣追求隱身的功能。自20世紀(jì)末期，美軍具備隱身功能的F-117A隱身戰(zhàn)機(jī)以睥睨天下的姿態(tài)在實(shí)戰(zhàn)中亮相以來，各國(guó)軍隊(duì)都競(jìng)相研制隱身技術(shù)，因?yàn)殡[身技術(shù)的運(yùn)用能夠提高武器裝備的生存幾率，極大地增強(qiáng)突防能力，有效提高作戰(zhàn)效能。當(dāng)前各類武器裝備實(shí)現(xiàn)隱身，主要是采取無源隱身技術(shù)和有源隱身技術(shù)，例如改變武器裝備的外形和結(jié)構(gòu)、使用吸波材料和透波材料、發(fā)射各種波束、施放電子干擾誘餌等，以達(dá)到隱蔽己方目標(biāo)的目的。但這里的隱身，是針對(duì)雷達(dá)而言的。

那么，什么是雷達(dá)？它是英文“Radar”的音譯?！癛adar”曾經(jīng)是美國(guó)海軍在第二次世界大戰(zhàn)中使用的一個(gè)保密代號(hào)，原意為“無線電探測(cè)和定位”，一般是指利用無線電波發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并測(cè)定其位置的設(shè)備。它能夠不斷地發(fā)出大功率無線電脈沖，通過分析被目標(biāo)反射回來的電磁波來測(cè)算目標(biāo)的位置、高度和速度，因此也被稱為“千里眼”。

隱身戰(zhàn)機(jī)在面對(duì)傳統(tǒng)雷達(dá)的探測(cè)時(shí)，實(shí)現(xiàn)隱身的常規(guī)手段就是有效地減小其雷達(dá)散射截面——即被雷達(dá)捕捉到的“影像”。例如，美軍的F-22猛禽戰(zhàn)斗機(jī)的正面雷達(dá)散射截面可低至0.O1平方米，被雷達(dá)發(fā)現(xiàn)的概率大幅度降低，傳統(tǒng)雷達(dá)系統(tǒng)難以發(fā)現(xiàn)其蹤跡。

然而，事物的發(fā)展總是充滿了哲學(xué)的理念——有矛必有盾。隱身戰(zhàn)機(jī)的出現(xiàn)，使得世界各國(guó)在隱身技術(shù)領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)得不可開交之時(shí)，發(fā)現(xiàn)了自身防空領(lǐng)域的重大漏洞。雷達(dá)的地位受到了前所未有的挑戰(zhàn)與威脅，生存環(huán)境隨之變得嚴(yán)峻，提高雷達(dá)對(duì)隱身目標(biāo)的探測(cè)能力已迫在眉睫，反隱身領(lǐng)域的暗中交鋒也變得風(fēng)起云涌。了解了隱身技術(shù)與探測(cè)技術(shù)之間的恩怨情仇，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，隱身技術(shù)的“障眼法”與探測(cè)技術(shù)的“千里眼”之爭(zhēng)由來已久，探測(cè)技術(shù)其實(shí)就是使各種隱身平臺(tái)無處藏身的反隱身技術(shù)。近年來，反隱身技術(shù)的發(fā)展正在擠壓隱身技術(shù)的發(fā)展空間，它所編織的探測(cè)網(wǎng)正在讓隱身平臺(tái)無處遁形。

YCL-8B 機(jī)動(dòng)式預(yù)警相控陣?yán)走_(dá)示意圖

多種反隱身技術(shù)編織“天羅地網(wǎng)”

武器裝備想要隱身，大抵不過是在形狀、材質(zhì)、涂層上下功夫以減小雷達(dá)散射截面，再有就是改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理，減少聲音和熱量。

探測(cè)發(fā)現(xiàn)作為打擊隱身平臺(tái)殺傷鏈路的首要環(huán)節(jié)，其地位和作用不言而喻。在實(shí)現(xiàn)反隱身的過程中，最重要的是發(fā)現(xiàn)隱身目標(biāo)，如果連目標(biāo)都發(fā)現(xiàn)不了，那么再先進(jìn)的武器也只能是個(gè)擺設(shè)。因此，反隱身的關(guān)鍵在于研發(fā)性能優(yōu)異的探測(cè)設(shè)備。反隱身技術(shù)的核心，就是找到隱身技術(shù)的薄弱環(huán)節(jié)，將其作為突破口，加以最大限度地利用，使隱身平臺(tái)的隱身性能明顯下降甚至失效。反隱身設(shè)備，其實(shí)就是構(gòu)造和功能特殊的新型雷達(dá)，它能克服常規(guī)雷達(dá)的弱點(diǎn)和缺陷，能夠及時(shí)把隱身平臺(tái)搜尋出來。

雙/多基地雷達(dá)? ?現(xiàn)有的隱身技術(shù)著力于大幅減小雷達(dá)散射截面值，但其隱身效果并不算是全方位的，主要是減小正前方附近、水平正負(fù)45度、垂直正負(fù)30度范圍時(shí)的后向散射截面，而目標(biāo)其他方向，特別是前向散射截面明顯增大。因此，雙/多基地雷達(dá)就充分利用這個(gè)特點(diǎn)，用“人多力量大”的辦法來實(shí)現(xiàn)反隱身：如果一臺(tái)發(fā)射機(jī)、接收機(jī)探測(cè)不到隱身目標(biāo)，那么就使用多臺(tái)，并利用隱身目標(biāo)偏轉(zhuǎn)的雷達(dá)反射波束效應(yīng)，將發(fā)射機(jī)和多臺(tái)接收機(jī)分別置于相距較遠(yuǎn)的多個(gè)位置上，從而在空間不同位置接受目標(biāo)散射的電磁波，有效接收目標(biāo)側(cè)向或者前向散射雷達(dá)波信號(hào)，達(dá)到探測(cè)發(fā)現(xiàn)隱身目標(biāo)的目的。

此外，雙/多基地雷達(dá)采用接收機(jī)與發(fā)射機(jī)分離的方式，即便在發(fā)射站發(fā)射電磁波被發(fā)現(xiàn)并受到攻擊時(shí)，接收站由于保持電磁靜默，具有較好的電磁隱蔽性，能有效防止敵方的有源干擾和反輻射導(dǎo)彈。而且，發(fā)射站的部署具有很強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性，既可以部署在距離作戰(zhàn)區(qū)域較遠(yuǎn)的地方，從而降低被偵察截獲的概率，也可以利用幾個(gè)不同的發(fā)射站發(fā)射信號(hào)。即使某個(gè)發(fā)射站受損，系統(tǒng)仍能接收到其他發(fā)射站的信號(hào)繼續(xù)工作。

由此可見，雙/多基地雷達(dá)在反隱身方面擁有單基地雷達(dá)不具備的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，能顯著提高雷達(dá)反隱身性能和生存能力。

無源雷達(dá)? ?隱身武器的雷達(dá)散射截面雖極小，但它總會(huì)主動(dòng)輻射電磁波或被動(dòng)反射回波。例如在作戰(zhàn)中，隱身戰(zhàn)機(jī)為導(dǎo)航定位、通信聯(lián)絡(luò)、武器制導(dǎo)等，必定要輻射電磁波。無源雷達(dá)本身不發(fā)射電磁波，只是被動(dòng)地、悄無聲息地接收目標(biāo)本身輻射的電磁波，或是通過接收廣播電臺(tái)、電視臺(tái)等輻射源照射目標(biāo)而反射出的回波，通過利用各輻射源直達(dá)波和散射波的波程差，以及到達(dá)角和多普勒頻移等信息，來確定目標(biāo)的二維或三維坐標(biāo)。一言以蔽之，無源雷達(dá)不向外發(fā)射電磁波，只接收物體反射的回波，就是主動(dòng)變被動(dòng)。

空警-500

E-3A 預(yù)警機(jī)

無源雷達(dá)“只收不發(fā)”的原理使得它不易被發(fā)現(xiàn)，并可安裝在移動(dòng)的平臺(tái)上，在能夠悄悄發(fā)現(xiàn)敵人的同時(shí)具有較強(qiáng)的生存能力，是對(duì)抗隱身技術(shù)的一種有效的技術(shù)途徑。

天波超視距雷達(dá)? ?現(xiàn)有的飛機(jī)和導(dǎo)彈，在正面優(yōu)化設(shè)計(jì)上下了很大功夫，但是頂部卻很少采用隱身措施，所以一般從前下方看，它們的雷達(dá)散射截面最小，側(cè)面較大，俯視和仰視時(shí)雷達(dá)散射截面更大。以隱身飛機(jī)為例，其整體設(shè)計(jì)一般是主要縮減鼻錐方向的雷達(dá)散射截面，背部是其弱點(diǎn)。因此，換一個(gè)角度，預(yù)警機(jī)和偵察衛(wèi)星等反隱身平臺(tái)搭載超視距雷達(dá)從高空自上至下發(fā)射電磁波，就可以增加探測(cè)范圍，很容易發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。例如，一架美國(guó)E-3A“望樓”預(yù)警機(jī)的探測(cè)范圍，相當(dāng)于30多部地面雷達(dá)的探測(cè)范圍，因此對(duì)隱身目標(biāo)的威脅很大。除預(yù)警飛機(jī)外，反隱身的空中預(yù)警平臺(tái)還包括預(yù)警氣球、飛艇乃至衛(wèi)星等。此外，超視距雷達(dá)工作波長(zhǎng)較長(zhǎng)，飛行器采用的雷達(dá)波吸收材料對(duì)它無效，能夠有效應(yīng)對(duì)通過外形設(shè)計(jì)和雷達(dá)吸波材料來達(dá)到隱身的目標(biāo)。

超寬帶雷達(dá)等雷達(dá)? ?隱身平臺(tái)不可能實(shí)現(xiàn)全頻段隱身，現(xiàn)役隱身飛機(jī)隱身效果最佳的頻段在1～20吉赫之間。如果雷達(dá)工作頻率超出此范圍，那么就可以顯著提高雷達(dá)探測(cè)能力，從而使隱身飛機(jī)的隱身能力大大降低。因此，超寬帶雷達(dá)、米波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)和多頻雷達(dá)都能夠?qū)﹄[身飛機(jī)進(jìn)行有效探測(cè)。超寬帶雷達(dá)具有很大的帶寬，隱身飛機(jī)的吸波材料只能吸收其中一小部分頻帶的能量，這使得隱身飛機(jī)在面對(duì)超寬帶雷達(dá)的探測(cè)時(shí)，隱身效果不夠明顯。而米波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)的工作頻率都超出了反雷達(dá)隱身技術(shù)的有效范圍，吸波涂料或吸波材料難以吸收該頻段的電磁波，因而對(duì)隱身目標(biāo)具有較強(qiáng)的探測(cè)能力。多頻段雷達(dá)則具有信號(hào)脈沖載頻快速變化的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)發(fā)送多個(gè)頻段的信號(hào)有助于探測(cè)隱身目標(biāo)。

此外，還有諧波雷達(dá)、相控陣?yán)走_(dá)、激光雷達(dá)和外輻射源雷達(dá)等新型雷達(dá)，都能夠運(yùn)用不同的技術(shù)原理實(shí)現(xiàn)反隱身。

“織網(wǎng)”的節(jié)奏不能停

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，“發(fā)現(xiàn)即摧毀”已經(jīng)成為部分國(guó)家能夠?qū)崿F(xiàn)的能力。雖然隱身技術(shù)的理論研究和實(shí)際應(yīng)用在不斷地深入和拓展，但是作為防御手段的反隱身技術(shù)也在日趨完善。無論何時(shí)，隱身技術(shù)與反隱身技術(shù)的對(duì)抗將永不停歇，它們之間的斗爭(zhēng)必然會(huì)更加激烈。正所謂“三十年河?xùn)|，三十年河西”，保持發(fā)展前進(jìn)的姿態(tài)是奪取斗爭(zhēng)勝利的基本保證。若想使反隱身技術(shù)編織的巨網(wǎng)不被隱身技術(shù)攻破，必須繼續(xù)鞏固和提升其技術(shù)性能。

當(dāng)前，提高傳統(tǒng)雷達(dá)性能、采用雷達(dá)組網(wǎng)技術(shù)、發(fā)展無源雷達(dá)等手段都在反隱身戰(zhàn)場(chǎng)上得到了運(yùn)用。但是傳統(tǒng)雷達(dá)性能提高的局限性、雷達(dá)組網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)化部署問題都是其發(fā)展路上需要攻克的障礙。

目前，美國(guó)、俄羅斯和北約在對(duì)抗飛機(jī)隱身技術(shù)方面比較成熟和發(fā)達(dá)，他們采用的是多種探測(cè)器的綜合利用，形成了一套功能齊全、頻譜范圍廣泛的綜合探測(cè)系統(tǒng)，使隱身飛機(jī)或其他隱身目標(biāo)的有效探測(cè)能力得到極大增強(qiáng)。

如今，在以信息化、智能化為主導(dǎo)的陸?？仗煲惑w化的戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)下，反隱身技術(shù)面對(duì)的作戰(zhàn)環(huán)境、任務(wù)和對(duì)象都在不斷地發(fā)生變化。反隱身技術(shù)的發(fā)展，還需要不斷地創(chuàng)新與探索。要想讓敵方的隱身平臺(tái)在我方面前無可遁形，就要采取多技術(shù)融合、多功能集成和開發(fā)特殊探測(cè)手段等方式，不斷提高反隱身設(shè)備的探測(cè)距離、精度和概率，提高信號(hào)處理抗干擾能力，同時(shí)增強(qiáng)其戰(zhàn)時(shí)生存能力。此外，隱身與反隱身的對(duì)抗也是體系與體系之間的對(duì)抗。在雷達(dá)系統(tǒng)的反隱身水平一定的情況下，提高雷達(dá)系統(tǒng)的生存能力，增強(qiáng)系統(tǒng)信息處理能力，以及和智能、網(wǎng)絡(luò)、通信等多功能集成，有利于雷達(dá)反隱身能力的發(fā)揮。

編織好守望藍(lán)天的“天羅地網(wǎng)”，保持好技術(shù)優(yōu)勢(shì)，才能夠?qū)?zhàn)場(chǎng)的硝煙阻攔在領(lǐng)空之外。在未來戰(zhàn)爭(zhēng)中，隱身與反隱身技術(shù)究竟“鹿死誰手”，需要我們持續(xù)關(guān)注。