Moderne lokale Konflikte, selbst in den Ländern mit dem niedrigsten Entwicklungsstand der Streitkräfte (Syrien, Ukraine), zeigen, wie groß die Rolle elektronischer Aufklärungs- und Ortungsgeräte ist. Und welche Vorteile kann eine Partei beispielsweise durch den Einsatz von Counter-Batterie-Systemen gegenüber einer Partei erhalten, die nicht über solche Systeme verfügt.
Derzeit geht die Entwicklung aller funkelektronischen Systeme in zwei Richtungen: Einerseits zur Maximierung ihrer Kontroll- und Kommunikationssysteme, Intelligenzsammelsysteme, Präzisionswaffenkontrollsysteme in Verbindung mit allen zuvor aufgeführten Systemen und Komplexen.
Die zweite Linie ist die Entwicklung von Systemen, die es so hochwertig wie möglich machen, den Betrieb aller oben genannten Mittel vom Feind zu behindern, mit dem einfachsten Ziel, dem Feind nicht zu erlauben, seinen Truppen Schaden zuzufügen.
Hervorzuheben sind hier auch die Arbeiten zu den Möglichkeiten und Methoden der Maskierung von Objekten durch Reduzierung ihrer Radarsignatur durch den Einsatz neuester radioabsorbierender Materialien und Beschichtungen mit variablen Reflexionseigenschaften.
Es ist wahrscheinlich eine Übersetzung wert: Wir werden den Panzer im Funkspektrum nicht unsichtbar machen können, aber wir können seine Sichtbarkeit so weit wie möglich minimieren, indem wir ihn beispielsweise mit Materialien abdecken, die ein so verzerrtes Signal abgeben, dass eine Identifizierung möglich ist sehr schwer sein.
Und ja, wir gehen immer noch davon aus, dass absolut unsichtbare Flugzeuge, Schiffe und Panzer einfach nicht existieren. Vorerst zumindest. Wenn subtile und schwer zu erkennende Ziele.
Aber wie gesagt, jedes Ziel hat sein eigenes Radar. Eine Frage der Signalfrequenz und -stärke. Aber hier liegt das Problem.
Neue Materialien, insbesondere strahlungsabsorbierende Beschichtungen, neue Formen der Berechnung von reflektierenden Oberflächen, all dies macht die Hintergrundkontraste geschützter Objekte minimal. Das heißt, der Grad der Differenz zwischen den elektrischen Eigenschaften des Kontrollobjekts oder Defekten in diesem von den Eigenschaften der Umgebung wird schwer zu unterscheiden, das Objekt verschmilzt tatsächlich mit der Umgebung, was seine Erkennung problematisch macht.
In unserer Zeit liegen die minimalen Hintergrundkontraste tatsächlich nahe an den Extremwerten. Daher ist es klar, dass für Radare (insbesondere für eine kreisförmige Ansicht), die genau auf Kontrast arbeiten, es einfach erforderlich ist, zunächst die Qualität der empfangenen Informationen zu erhöhen. Und dies ist durch die übliche Zunahme der Informationsmenge nicht ganz möglich.
Genauer gesagt ist es möglich, die Effizienz / Qualität der Radaraufklärung zu steigern, die Frage ist nur zu welchem Preis.
Wenn Sie ein hypothetisches Radar nehmen, egal zu welchem Zweck, nur ein kreisförmiges Radar mit einer Reichweite von beispielsweise 300 km (wie "Sky-SV") und die Aufgabe stellen, seine Reichweite zu verdoppeln, dann müssen Sie es lösen sehr schwierige Aufgaben. Ich werde hier die Berechnungsformeln nicht angeben, das ist Physik des reinsten Wassers, kein Geheimnis.
Um den Radarerkennungsbereich zu verdoppeln, ist es also erforderlich:
- um die Strahlungsenergie um das 10-12-fache zu erhöhen. Aber auch die Physik wurde nicht aufgehoben, die Strahlung kann nur durch Erhöhung der verbrauchten Energie so stark erhöht werden. Und dies bringt das Auftreten zusätzlicher Geräte zur Stromerzeugung in der Station mit sich. Und dann gibt es alle möglichen Probleme mit der gleichen Verkleidung.
- Erhöhen Sie die Empfindlichkeit des Empfangsgeräts um das 16-fache. Weniger teuer. Aber ist das überhaupt realisierbar? Dies ist bereits eine Frage für Technik und Entwicklung. Aber je empfindlicher der Empfänger ist, desto mehr Probleme mit natürlichen Störungen, die im Betrieb zwangsläufig auftreten. Über die Störungen durch die elektronische Kriegsführung des Feindes sollte gesondert gesprochen werden.
- um die lineare Größe der Antenne um das Vierfache zu erhöhen. Das einfachste, erhöht aber auch die Komplexität. Schwerer zu transportieren, auffälliger …
Allerdings geben wir ehrlich zu, dass je leistungsfähiger das Radar ist, desto einfacher ist es, eine persönlich berechnete Störung mit den rationalsten Merkmalen zu erkennen, zu klassifizieren, für sie zu generieren und zu senden. Und die Vergrößerung der Radarantenne spielt denen in die Hände, die sie rechtzeitig erkennen müssen.
Im Prinzip stellt sich ein solcher Teufelskreis heraus. Wo Entwickler auf Messers Schneide balancieren müssen, unter Berücksichtigung von Dutzenden, wenn nicht Hunderten von Nuancen.
Unsere potenziellen Gegner von der anderen Seite des Ozeans sind über dieses Problem genauso besorgt wie wir. Es gibt in der Struktur des US-Verteidigungsministeriums eine Abteilung wie die DARPA - Defense Advanced Research Project Agency, die sich mit gerade vielversprechender Forschung beschäftigt. In letzter Zeit haben sich DARPA-Spezialisten auf die Entwicklung von Radaren konzentriert, die Ultrabreitbandsignale (UWB) verwenden.
Was ist UWB? Dies sind ultrakurze Pulse mit einer Dauer von einer Nanosekunde oder weniger, mit einer Spektrumsbreite von mindestens 500 MHz, also viel mehr als die eines herkömmlichen Radars. Die Stärke des ausgesendeten Signals nach den Fourier-Transformationen (natürlich nicht Charles, der Utopiker, der in der Schule durch die Geschichte geht, sondern Jean Baptiste Joseph Fourier, der Schöpfer der Fourier-Reihe, nach dem die Prinzipien der Signaltransformation benannt wurden) wird über die gesamte Breite des verwendeten Spektrums verteilt. Dies führt zu einer Abnahme der Strahlungsleistung in einem separaten Teil des Spektrums.
Genau aus diesem Grund ist es viel schwieriger, ein auf UWB arbeitendes Radar während des Betriebs zu erkennen als ein gewöhnliches: Es ist, als ob nicht ein starkes Strahlsignal funktioniert, sondern viele schwächere, die in Form eines Pinsels eingesetzt werden. Ja, Experten werden mir eine solche Vereinfachung verzeihen, aber dies dient allein der "Überführung" auf eine einfachere Wahrnehmungsebene.
Das heißt, das Radar „schießt“nicht mit einem Puls, sondern mit dem sogenannten „Burst of Ultrashort Signals“. Dies bietet zusätzliche Vorteile, die im Folgenden erörtert werden.
Die Verarbeitung des UWB-Signals basiert im Gegensatz zum Schmalband auf den Prinzipien des detektorlosen Empfangs, so dass die Anzahl der Bursts im Signal überhaupt nicht begrenzt ist. Dementsprechend gibt es praktisch keine Beschränkung der Signalbandbreite.
Hier stellt sich seit langem die Frage: Was bringt all diese Physik, was sind die Vorteile?
Natürlich sind sie es. Auf UWB basierende Radare werden gerade deshalb entwickelt und entwickelt, weil das UWB-Signal viel mehr zulässt als ein herkömmliches Signal.
Radare, die auf UWB-Signalen basieren, haben die besten Erkennungs-, Erkennungs-, Positionierungs- und Verfolgungsfähigkeiten von Objekten. Dies gilt insbesondere für Objekte, die mit Anti-Radar-Tarnung und Radarsignatur-Reduktion ausgestattet sind.
Das heißt, dem UWB-Signal ist es egal, ob das beobachtete Objekt zu den sogenannten "Stealth-Objekten" gehört oder nicht. Abdeckungen gegen das Radar werden auch bedingt, da sie nicht das gesamte Signal reflektieren / absorbieren können, wird ein Teil des Pakets das Objekt "fangen".
Radare auf UWB identifizieren Ziele besser, sowohl einzelne als auch Gruppen. Die linearen Abmessungen der Targets werden genauer bestimmt. Es ist einfacher für sie, mit kleinen Zielen zu arbeiten, die in niedrigen und extrem niedrigen Höhen fliegen können, dh UAVs. Diese Radare haben eine deutlich höhere Störfestigkeit.
Unabhängig davon wird angenommen, dass UWB eine bessere Erkennung von falschen Zielen ermöglicht. Dies ist eine sehr nützliche Option, wenn Sie beispielsweise mit Sprengköpfen von Interkontinentalraketen arbeiten.
Aber lassen Sie sich nicht an Luftüberwachungsradaren hängen, es gibt andere Möglichkeiten, Radare auf UWB zu verwenden, nicht weniger und möglicherweise sogar noch effektiver.
Es mag den Anschein haben, als sei ein Ultrabreitbandsignal ein Allheilmittel für alles. Von Drohnen, von Tarnkappenflugzeugen und -schiffen, von Marschflugkörpern.
Tatsächlich natürlich nicht. Die UWB-Technologie hat einige offensichtliche Nachteile, aber es gibt auch genug Vorteile.
Die Stärke des UWB-Radars liegt in der höheren Genauigkeit und Geschwindigkeit der Zielerfassung und -erkennung sowie der Koordinatenbestimmung aufgrund der Tatsache, dass der Betrieb des Radars auf mehreren Frequenzen des Betriebsbereichs basiert.
Hier wird der „Eifer“von UWB im Allgemeinen verborgen. Und es liegt gerade darin, dass der Arbeitsbereich eines solchen Radars viele Frequenzen hat. Und dieser breite Bereich ermöglicht es Ihnen, diejenigen Teilbereiche auszuwählen, bei deren Frequenzen sich die Reflexionsfähigkeiten der Beobachtungsobjekte möglichst gut manifestieren. Oder – optional – können damit beispielsweise Anti-Radar-Beschichtungen negiert werden, die aufgrund der Gewichtsbeschränkungen bei Beschichtungen für Flugzeuge ebenfalls nicht im gesamten Frequenzbereich funktionieren können.
Ja, heute werden die Mittel zur Reduzierung der Radarsignatur sehr häufig verwendet, aber das Schlüsselwort ist hier „Reduzierung“. Keine einzige Beschichtung, keine einzige raffinierte Form des Rumpfes kann vor Radar schützen. Sichtbarkeit reduzieren, Chance geben - ja. Nicht mehr. Die Geschichten von Tarnkappenflugzeugen wurden im letzten Jahrhundert in Jugoslawien entlarvt.
Die Berechnung des UWB-Radars kann (und schnell basierend auf ähnlichen Daten) das Subfrequenzpaket auswählen, das das Beobachtungsobjekt in seiner ganzen Pracht am deutlichsten "hervorhebt". Hier werden wir nicht über Uhren sprechen, moderne digitale Technologie ermöglicht die Verwaltung in Minuten.
Und natürlich Analyse. Ein solches Radar sollte über einen guten analytischen Komplex verfügen, der es ermöglicht, die aus der Bestrahlung eines Objekts bei verschiedenen Frequenzen gewonnenen Daten zu verarbeiten und mit den Referenzwerten in der Datenbank zu vergleichen. Vergleichen Sie mit ihnen und geben Sie das Endergebnis an, welche Art von Objekt in das Radarsichtfeld gelangt ist.
Die Tatsache, dass das Objekt mit unterschiedlichen Frequenzen bestrahlt wird, trägt positiv dazu bei, den Erkennungsfehler zu reduzieren, und die Wahrscheinlichkeit einer Störung der Beobachtung oder eines Gegensteuerns durch das Objekt ist geringer.
Eine Erhöhung der Störfestigkeit solcher Radare wird erreicht, indem Strahlung erkannt und ausgewählt wird, die den präzisen Betrieb des Radars stören kann. Und dementsprechend die Umstrukturierung der Empfangskomplexe auf andere Frequenzen, um die Auswirkungen von Störungen so gering wie möglich zu halten.
Alles ist sehr schön. Natürlich gibt es auch Nachteile. So übersteigen beispielsweise Masse und Abmessungen eines solchen Radars die herkömmlichen Stationen deutlich. Dies erschwert die Entwicklung von UWB-Radaren immer noch erheblich. Ungefähr gleich wie der Preis. Sie ist mehr als transzendental für Prototypen.
Die Entwickler solcher Systeme blicken jedoch sehr optimistisch in die Zukunft. Auf der einen Seite, wenn ein Produkt mit der Massenproduktion beginnt, reduziert dies immer die Kosten. Und bei der Masse setzen die Ingenieure auf elektronische Bauteile auf Galliumnitrid-Basis, die Gewicht und Größe solcher Radargeräte deutlich reduzieren können.
Und es wird sicher passieren. Für jede der Richtungen. Als Ergebnis wird ein Radar mit leistungsstarken, ultrakurzen Pulsen in einem weiten Frequenzbereich mit hoher Wiederholrate ausgegeben. Und - sehr wichtig - digitale Hochgeschwindigkeitsdatenverarbeitung, die in der Lage ist, große Informationsmengen, die von Empfängern empfangen werden, zu "verdauen".
Ja, wir brauchen hier wirklich Technologien mit Großbuchstaben. Avalanche-Transistoren, Ladungsspeicherdioden, Galliumnitrid-Halbleiter. Avalanche-Transistoren sind im Allgemeinen keine unterschätzten Geräte, sie sind Geräte, die sich noch zeigen werden. Im Lichte moderner Technologien gehört ihnen die Zukunft.
Radare, die ultrakurze Nanosekunden-Pulse verwenden, haben gegenüber herkömmlichen Radaren die folgenden Vorteile:
- die Fähigkeit, Hindernisse zu durchdringen und von Zielen außerhalb der Sichtlinie zu reflektieren. Es kann beispielsweise verwendet werden, um Personen und Geräte hinter einem Hindernis oder im Boden zu erkennen;
- hohe Geheimhaltung aufgrund der geringen spektralen Dichte des UWB-Signals;
- die Genauigkeit der Entfernungsbestimmung bis zu mehreren Zentimetern aufgrund der geringen räumlichen Ausdehnung des Signals;
- die Fähigkeit, Ziele anhand des reflektierten Signals und hoher Zieldetails sofort zu erkennen und zu klassifizieren;
- Erhöhung der Effizienz beim Schutz gegen alle Arten von passiven Störungen, die durch Naturphänomene verursacht werden: Nebel, Regen, Schnee;
Und das sind noch lange nicht alle Vorteile, die ein UWB-Radar im Vergleich zu einem herkömmlichen Radar haben kann. Es gibt Momente, die nur Spezialisten und Menschen, die sich in diesen Dingen auskennen, zu schätzen wissen.
Diese Eigenschaften machen UWB-Radar vielversprechend, aber es gibt eine Reihe von Problemen, die durch Forschung und Entwicklung angegangen werden.
Jetzt lohnt es sich, über die Nachteile zu sprechen.
Abgesehen von den Kosten und der Größe ist das UWB-Radar dem herkömmlichen Schmalbandradar unterlegen. Und deutlich schlechter. Ein konventionelles Radar mit einer Pulsleistung von 0,5 GW kann ein Ziel in 550 km Entfernung erkennen, dann ein UWB-Radar in 260 km Entfernung. Mit einer Pulsleistung von 1 GW erkennt ein Schmalbandradar ein Ziel in 655 km Entfernung, ein UWB-Radar in 310 km Entfernung. Wie Sie sehen, fast verdoppelt.
Aber es gibt ein anderes Problem. Dies ist die Unvorhersehbarkeit der reflektierten Signalform. Schmalbandradar arbeitet als sinusförmiges Signal, das sich bei seiner Reise durch den Weltraum nicht ändert. Amplitude und Phase ändern sich, ändern sich jedoch vorhersehbar und gemäß den Gesetzen der Physik. Das UWB-Signal ändert sich sowohl im Spektrum, in seinem Frequenzbereich als auch in der Zeit.
Heute sind die Vereinigten Staaten, Deutschland und Israel die anerkannten Führer in der Entwicklung von UWB-Radaren.
In den Vereinigten Staaten verfügt die Armee bereits über einen tragbaren Minensucher AN / PSS-14 zum Aufspüren verschiedener Arten von Minen und anderen Metallgegenständen im Boden.
Dieser Minensucher wird auch von den Staaten ihren NATO-Verbündeten angeboten. AN / PSS-14 ermöglicht es Ihnen, Objekte durch Hindernisse und den Boden hindurch im Detail zu sehen und zu untersuchen.
Die Deutschen arbeiten an einem Projekt für ein UWB-Ka-Band-"Pamir"-Radar mit einer Signalbandbreite von 8 GHz.
Die Israelis haben nach den Prinzipien des UWB "Stenovisor" ein kompaktes Gerät "Haver-400" geschaffen, das in der Lage ist, durch Wände oder den Boden zu "blicken".
Das Gerät wurde für Anti-Terror-Einheiten entwickelt. Dies ist im Allgemeinen eine separate Art von UWB-Radar, die von den Israelis sehr schön implementiert wurde. Das Gerät ist wirklich in der Lage, die einsatztaktische Situation durch eine Vielzahl von Hindernissen zu studieren.
Und die Weiterentwicklung "Haver-800", die sich durch das Vorhandensein mehrerer separater Radargeräte mit Antennen auszeichnet, ermöglicht nicht nur die Untersuchung des Raums hinter dem Hindernis, sondern auch die Erstellung eines dreidimensionalen Bildes.
Zusammenfassend möchte ich sagen, dass die Entwicklung von UWB-Radaren in verschiedene Richtungen (Land-, See-, Luftverteidigung) es den Ländern ermöglichen wird, die die Technologie für den Entwurf und die Herstellung solcher Systeme beherrschen, ihre nachrichtendienstlichen Fähigkeiten erheblich zu verbessern.
Schließlich ist die Anzahl der Gefangenen, korrekt identifizierten und zur Eskorte genommenen mit der anschließenden Zerstörung von Zielen eine Garantie für den Sieg in jeder Konfrontation.
Und wenn wir bedenken, dass UWB-Radare weniger anfällig für Störungen verschiedener Eigenschaften sind …
Die Verwendung von UWB-Signalen wird die Effizienz der Erkennung und Verfolgung von aerodynamischen und ballistischen Objekten bei der Überwachung des Luftraums sowie der Beobachtung und Kartierung der Erdoberfläche erheblich steigern. UWB-Radar kann viele Flug- und Landeprobleme von Flugzeugen lösen.
UWB-Radar ist eine echte Gelegenheit, in die Zukunft zu blicken. Nicht umsonst ist der Westen so stark an Entwicklungen in diese Richtung beteiligt.
