Moderne lokale conflicten, zelfs in de landen met het laagste ontwikkelingsniveau van de krijgsmacht (Syrië, Oekraïne), laten zien hoe groot de rol van elektronische verkennings- en detectieapparatuur is. En welke voordelen kan een partij behalen met bijvoorbeeld counterbattery-systemen ten opzichte van een partij die dergelijke systemen niet heeft.
Momenteel gaat de ontwikkeling van alle radio-elektronische systemen in twee richtingen: aan de ene kant om hun controle- en communicatiesystemen, systemen voor het verzamelen van inlichtingen, precisiewapencontrolesystemen in combinatie met alle eerder genoemde systemen en complexen te maximaliseren.
De tweede lijn is de ontwikkeling van systemen die het van een zo hoog mogelijke kwaliteit kunnen maken om de operatie van alle bovengenoemde middelen van de vijand te belemmeren met het eenvoudigste doel om de vijand geen schade toe te brengen aan zijn troepen.
Het is ook vermeldenswaard hier het werk aan de mogelijkheden en methoden om objecten te maskeren door hun radarsignatuur te verminderen door het gebruik van de nieuwste radio-absorberende materialen en coatings met variabele reflecterende eigenschappen.
Het is waarschijnlijk de moeite waard om te vertalen: we zullen de tank niet onzichtbaar kunnen maken in het radiospectrum, maar we kunnen de zichtbaarheid ervan wel zoveel mogelijk minimaliseren, bijvoorbeeld door hem te bedekken met materialen die zo'n vervormd signaal geven dat identificatie heel moeilijk zijn.
En ja, we gaan nog steeds uit van het feit dat absoluut onzichtbare vliegtuigen, schepen en tanks gewoon niet bestaan. Voor nu tenminste. Als het subtiele en moeilijk te zien doelen zijn.
Maar, zoals ze zeggen, elk doelwit heeft zijn eigen radar. Een kwestie van signaalfrequentie en sterkte. Maar hier ligt het probleem.
Nieuwe materialen, met name radio-absorberende coatings, nieuwe vormen van berekening van reflecterende oppervlakken, dit alles maakt de achtergrondcontrastniveaus van beschermde objecten minimaal. Dat wil zeggen, het niveau van het verschil tussen de elektrische eigenschappen van het besturingsobject of defecten daarin van de eigenschappen van de omgeving wordt moeilijk te onderscheiden, het object versmelt feitelijk met de omgeving, wat de detectie ervan problematisch maakt.
In onze tijd liggen de minimale niveaus van achtergrondcontrast in de buurt van de extreme waarden. Het is dus duidelijk dat het voor radars (vooral voor een cirkelvormige weergave), die precies op contrast werken, eenvoudigweg noodzakelijk is om in de eerste plaats de kwaliteit van de ontvangen informatie te verhogen. En het is niet helemaal mogelijk om dit te doen door de gebruikelijke toename van de hoeveelheid informatie.
Om precies te zijn, het is mogelijk om de efficiëntie / kwaliteit van radarverkenning te vergroten, de enige vraag is tegen welke kosten.
Als je een hypothetische radar neemt, wat het doel ook is, alleen een cirkelvormige radar met een bereik van bijvoorbeeld 300 km (zoals "Sky-SV") en de taak instelt om het bereik te verdubbelen, dan moet je oplossen zeer moeilijke taken. Ik zal hier niet de berekeningsformules geven, dit is de fysica van het zuiverste water, niet geheim.
Dus om het radardetectiebereik te verdubbelen, is het volgende vereist:
- om de stralingsenergie met 10-12 keer te verhogen. Maar de natuurkunde is weer niet geannuleerd, de straling kan alleen zo veel worden verhoogd door de verbruikte energie te verhogen. En dit brengt het verschijnen van extra apparatuur voor de opwekking van elektriciteit in het station met zich mee. En dan zijn er allerlei problemen met dezelfde vermomming.
- verhoog de gevoeligheid van het ontvangende apparaat 16 keer. Minder duur. Maar is het überhaupt realiseerbaar? Dit is al een vraag voor technologie en ontwikkeling. Maar hoe gevoeliger de ontvanger, hoe meer problemen met natuurlijke interferentie die onvermijdelijk optreden tijdens het gebruik. Interferentie van de elektronische oorlogsvoering van de vijand is het waard om apart over te praten.
- om de lineaire afmeting van de antenne met 4 keer te vergroten. Het gemakkelijkst, maar voegt ook complexiteit toe. Moeilijker te vervoeren, meer merkbaar …
Hoewel we eerlijk toegeven dat hoe krachtiger de radar is, hoe gemakkelijker het is om er een persoonlijk berekende interferentie met de meest rationele kenmerken voor te detecteren, te classificeren, te genereren en te verzenden. En de toename van de grootte van de radarantenne speelt in de kaart van degenen die het op tijd moeten detecteren.
In principe blijkt zo'n vicieuze cirkel. Waar ontwikkelaars op het puntje van een mes moeten balanceren, rekening houdend met tientallen, zo niet honderden nuances.
Onze potentiële tegenstanders van over de oceaan zijn net zo bezorgd over dit probleem als wij. Er is in de structuur van het Amerikaanse ministerie van Defensie een afdeling als DARPA - Defense Advanced Research Project Agency, die zich bezighoudt met veelbelovend onderzoek. Onlangs hebben DARPA-specialisten hun inspanningen gericht op de ontwikkeling van radars die gebruikmaken van ultrabreedbandsignalen (UWB).
Wat is UWB? Dit zijn ultrakorte pulsen, met een duur van een nanoseconde of minder, met een spectrumbreedte van minimaal 500 MHz, veel meer dan dat van een conventionele radar. De kracht van het uitgezonden signaal volgens de Fourier-transformaties (uiteraard niet Charles, de utopist die op school de geschiedenis doorloopt, maar Jean Baptiste Joseph Fourier, de maker van de Fourier-serie, naar wie de principes van signaaltransformatie zijn vernoemd) is verdeeld over de gehele breedte van het gebruikte spectrum. Dit leidt tot een afname van het stralingsvermogen in een apart deel van het spectrum.
Juist daarom is het veel moeilijker om een op UWB werkende radar te detecteren dan een gewone: het is alsof niet één krachtig straalsignaal werkt, maar alsof vele zwakkere, opgesteld in de vorm van een borstel. Ja, experts zullen me zo'n vereenvoudiging vergeven, maar dit is alleen voor de "overdracht" naar een eenvoudiger waarnemingsniveau.
Dat wil zeggen, de radar "schiet" niet met één puls, maar met de zogenaamde "uitbarsting van ultrakorte signalen". Dit biedt extra voordelen, die hieronder worden besproken.
De verwerking van het UWB-signaal is, in tegenstelling tot smalband, gebaseerd op de principes van detectorloze ontvangst, waardoor het aantal bursts in het signaal helemaal niet beperkt is. Dienovereenkomstig is er praktisch geen beperking op de signaalbandbreedte.
Hier rijst een al lang bestaande vraag: wat levert al deze fysica op, wat zijn de voordelen?
Natuurlijk zijn ze dat. Radars op basis van UWB worden ontwikkeld en ontwikkeld juist omdat het UWB-signaal veel meer toelaat dan een conventioneel signaal.
Radars op basis van UWB-signalen hebben de beste detectie-, herkennings-, positionerings- en volgmogelijkheden van objecten. Dit geldt met name voor objecten die zijn uitgerust met anti-radarcamouflage en radarsignatuurreductie.
Dat wil zeggen, het UWB-signaal maakt het niet uit of het waargenomen object tot de zogenaamde "stealth-objecten" behoort of niet. Dekkingen tegen de radar worden ook voorwaardelijk, omdat ze niet in staat zijn om het hele signaal te reflecteren / absorberen, zal een deel van het pakket het object "vangen".
Radars op UWB identificeren doelen beter, zowel enkelvoudig als groepsgewijs. De lineaire afmetingen van de doelen worden nauwkeuriger bepaald. Het is gemakkelijker voor hen om te werken met kleine doelen die in staat zijn om op lage en ultralage hoogten te vliegen, dat wil zeggen UAV's. Deze radars hebben een aanzienlijk hogere ruisimmuniteit.
Afzonderlijk wordt aangenomen dat UWB een betere herkenning van valse doelen mogelijk zal maken. Dit is een zeer handige optie bij het werken met bijvoorbeeld kernkoppen van intercontinentale ballistische raketten.
Maar blijf niet hangen in luchtsurveillanceradars, er zijn andere opties om radars op UWB te gebruiken, niet minder en mogelijk zelfs effectiever.
Het lijkt misschien alsof een ultrabreedbandsignaal een wondermiddel voor alles is. Van drones, van stealth-vliegtuigen en schepen, van kruisraketten.
In feite natuurlijk niet. UWB-technologie heeft enkele duidelijke nadelen, maar er zijn ook genoeg voordelen.
De kracht van de UWB-radar is de hogere nauwkeurigheid en snelheid van doeldetectie en -herkenning, bepaling van coördinaten vanwege het feit dat de werking van de radar is gebaseerd op meerdere frequenties van het werkbereik.
Hier is de "schil" van UWB over het algemeen verborgen. En het ligt precies in het feit dat het werkbereik van zo'n radar veel frequenties heeft. En dit brede bereik stelt je in staat om die subbereiken te selecteren bij de frequenties waarvan de reflectieve vermogens van de waarnemingsobjecten zo goed mogelijk tot uiting komen. Of - als optie - kan dit bijvoorbeeld anti-radarcoatings teniet doen, die ook niet in het hele frequentiebereik kunnen werken vanwege het feit dat coatings voor vliegtuigen gewichtsbeperkingen hebben.
Ja, tegenwoordig worden de middelen om radarsignatuur te verminderen op grote schaal gebruikt, maar het sleutelwoord hier is "reductie". Geen enkele coating, geen enkele sluwe vorm van de romp kan beschermen tegen radar. Zichtbaarheid verminderen, een kans geven - ja. Niet meer. De verhalen over stealth-vliegtuigen werden in de vorige eeuw in Joegoslavië ontkracht.
De berekening van de UWB-radar zal in staat zijn om (en snel op basis van vergelijkbare gegevens) dat subfrequentiepakket te selecteren dat het object van observatie het duidelijkst in al zijn glorie zal "belichten". Hier zullen we het niet hebben over horloges, moderne digitale technologie maakt het mogelijk om binnen enkele minuten te beheren.
En natuurlijk analyse. Zo'n radar moet een goed analytisch complex hebben waarmee de gegevens kunnen worden verwerkt die zijn verkregen door de bestraling van een object op verschillende frequenties en deze te vergelijken met de referentiewaarden in de database. Vergelijk met hen en geef het uiteindelijke resultaat, wat voor soort object in het gezichtsveld van de radar kwam.
Het feit dat het object op verschillende frequenties wordt bestraald, zal een positieve rol spelen bij het verminderen van de herkenningsfout en de kans op verstoring van waarneming of tegenactie door middel van het object is kleiner.
Een verhoging van de ruisimmuniteit van dergelijke radars wordt bereikt door het detecteren en selecteren van straling die de nauwkeurige werking van de radar kan verstoren. En dienovereenkomstig, de herstructurering van de ontvangstcomplexen naar andere frequenties om de minimale impact van interferentie te garanderen.
Alles is erg mooi. Natuurlijk zijn er ook nadelen. De massa en afmetingen van een dergelijke radar zijn bijvoorbeeld aanzienlijk groter dan conventionele stations. Dit bemoeilijkt de ontwikkeling van UWB-radars nog steeds enorm. Ongeveer hetzelfde als de prijs. Ze is meer dan transcendentaal voor prototypes.
De ontwikkelaars van dergelijke systemen zijn echter zeer optimistisch over de toekomst. Enerzijds, wanneer een product in massaproductie begint te worden, verlaagt dit altijd de kosten. En qua massa rekenen ingenieurs op elektronische componenten op basis van galliumnitride die zowel het gewicht als de grootte van dergelijke radars aanzienlijk kunnen verminderen.
En het zal zeker gebeuren. Voor elk van de richtingen. En als resultaat zal de output een radar zijn met krachtige, ultrakorte pulsen in een breed frequentiebereik, met een hoge herhalingssnelheid. En - heel belangrijk - digitale gegevensverwerking met hoge snelheid, in staat om grote hoeveelheden informatie die van ontvangers wordt ontvangen, te "verteren".
Ja, we hebben hier echt technologieën met een hoofdletter nodig. Lawinetransistoren, ladingsopslagdiodes, galliumnitride-halfgeleiders. Lawinetransistors zijn over het algemeen geen onderschatte apparaten, het zijn apparaten die zich nog zullen laten zien. In het licht van moderne technologieën is de toekomst aan hen.
Radars die ultrakorte nanosecondenpulsen gebruiken, hebben de volgende voordelen ten opzichte van conventionele radars:
- het vermogen om door obstakels te dringen en te reflecteren op doelen die zich buiten de zichtlijn bevinden. Het kan bijvoorbeeld worden gebruikt om mensen en apparatuur achter een obstakel of in de grond te detecteren;
- hoge geheimhouding vanwege de lage spectrale dichtheid van het UWB-signaal;
- de nauwkeurigheid van het bepalen van de afstand tot enkele centimeters vanwege de kleine ruimtelijke omvang van het signaal;
- het vermogen om doelen onmiddellijk te herkennen en te classificeren aan de hand van het gereflecteerde signaal en het hoge doeldetail;
- verhoging van de efficiëntie in termen van bescherming tegen alle soorten passieve interferentie veroorzaakt door natuurlijke fenomenen: mist, regen, sneeuw;
En dit zijn lang niet alle voordelen die een UWB-radar kan hebben in vergelijking met een conventionele radar. Er zijn momenten die alleen specialisten en mensen die goed thuis zijn in deze zaken kunnen waarderen.
Deze eigenschappen maken UWB-radar veelbelovend, maar er zijn een aantal problemen die worden aangepakt door onderzoek en ontwikkeling.
Nu is het de moeite waard om over de nadelen te praten.
Naast kosten en grootte is UWB-radar inferieur aan conventionele smalbandradar. En beduidend minder. Een conventionele radar met een pulsvermogen van 0,5 GW kan een doel detecteren op een afstand van 550 km, dan een UWB-radar op 260 km. Met een pulsvermogen van 1 GW detecteert een smalbandradar een doel op een afstand van 655 km, een UWB-radar op een afstand van 310 km. Zoals je kunt zien, bijna verdubbeld.
Maar er is nog een ander probleem. Dit is de onvoorspelbaarheid van de gereflecteerde signaalvorm. Smalbandradar werkt als een sinusvormig signaal dat niet verandert als het door de ruimte reist. Amplitude en faseverandering, maar verander voorspelbaar en in overeenstemming met de wetten van de fysica. Het UWB-signaal verandert zowel in het spectrum, in het frequentiedomein als in de tijd.
Tegenwoordig zijn de Verenigde Staten, Duitsland en Israël de erkende leiders in de ontwikkeling van UWB-radars.
In de Verenigde Staten heeft het leger al een draagbare mijndetector AN/PSS-14 voor het detecteren van verschillende soorten mijnen en andere metalen voorwerpen in de bodem.
Deze mijndetector wordt door de Staten ook aangeboden aan hun NAVO-bondgenoten. Met AN / PSS-14 kunt u objecten door obstakels en de grond in detail bekijken en onderzoeken.
De Duitsers werken aan een project voor een UWB Ka-band "Pamir"-radar met een signaalbandbreedte van 8 GHz.
De Israëli's hebben volgens de principes van UWB "stenovisor" gemaakt, een compact apparaat "Haver-400", dat door muren of de grond kan "kijken".
Het apparaat is gemaakt voor antiterreureenheden. Dit is over het algemeen een apart type UWB-radar, zeer mooi uitgevoerd door de Israëli's. Het apparaat is echt in staat om de operationeel-tactische situatie door allerlei obstakels heen te bestuderen.
En verdere ontwikkeling, "Haver-800", die zich onderscheidt door de aanwezigheid van verschillende afzonderlijke radars met antennes, maakt het niet alleen mogelijk om de ruimte achter het obstakel te bestuderen, maar ook om een driedimensionaal beeld te vormen.
Samenvattend zou ik willen zeggen dat de ontwikkeling van UWB-radars in verschillende richtingen (land, zee, luchtverdediging) die landen die de technologie voor het ontwerp en de productie van dergelijke systemen kunnen beheersen, in staat zal stellen hun inlichtingencapaciteiten aanzienlijk te verbeteren.
Het aantal gevangen genomen, correct geïdentificeerd en meegenomen voor escorte met de daaropvolgende vernietiging van doelen is immers een garantie voor overwinning in elke confrontatie.
En als we bedenken dat UWB-radars minder gevoelig zijn voor interferentie van verschillende eigenschappen …
Het gebruik van UWB-signalen zal de efficiëntie van het detecteren en volgen van aerodynamische en ballistische objecten aanzienlijk verhogen bij het bewaken van het luchtruim, het bekijken en in kaart brengen van het aardoppervlak. UWB-radar kan veel problemen bij het vliegen en landen van vliegtuigen oplossen.
UWB-radar is een echte kans om naar morgen te kijken. Het Westen is niet voor niets zo nauw betrokken bij ontwikkelingen in deze richting.
