美国民用雷达,新体制雷达是什么雷达?
新体制雷达为中国万里海防装上了“火眼金睛”
2019年1月8日,2018年度国家科学技术奖励大会在北京召开。哈尔滨工业大学刘永坦院士和中国人民解放军陆军工程大学钱七虎院士获得2018年度国家最高科学技术奖。
人民日报客户端介绍刘永坦的主要成就是对海探测新体制雷达理论和技术的奠基人、引领者,1991年和2015年两次获得国家科技进步一等奖。率领团队全面自主创新,实现对海新体制探测理论、技术的重大突破,在工程应用中发挥重要的。
刘永坦院士是这样评价新体制雷达的,这款雷达不仅能够“看”得更远,还能有效排除杂波干扰,发现超低空目标,对于对海远程预警来说至关重要。依靠传统雷达,我国海域可监控可预警范围不足20%,有了新体制雷达,则实现了全覆盖。什么是新体制雷达?就是高频地波雷达。
高频地波雷达(HF Surface Wave Radar,简称HFSWR)作为一种新兴的海洋监测技术,具有超视距、大范围、全天候以及低成本等优点,被认为是一种能实现对各国专属经济区(EEZ)监测进行有效监测的高科技手段。各临海发达国家均进行了研发投入,并实施了多年的对比验证和应用示范。
高频地波雷达利用短波(3~30MHz)在导电海洋表面绕射传播衰减小的特点,采用垂直极化天线辐射电波,能超视距探测海平面视线以下出现的舰船、飞机、冰山和导弹等运动目标,作用距离可达300公里以上。同时,高频地波雷达利用海洋表面对高频电磁波的一阶散射和二阶散射机制,可以从雷达回波中提取风场、浪场、流场等海况信息,实现对海洋环境大范围、高精度和全天候的实时监测。
高频地波雷达拥有四个独特的特点:其一、拥有超远的测距能力(300-400公里);其二、拥有超前的反隐身能力;其三、可有效地监控低空突防能力;其四、具有抵御反辐射导弹的能力。
所以各国都在加强这方面的研究,美国、加拿大、英国、日本和俄罗斯也研制了比较先进的高频地波雷达,用于海上低空目标、舰船的探测,其中俄罗斯在上世纪80年代开始研制第一代高频地波雷达系统,90年代初装备部队,它的探测距离可以超过200公里,用于对海探测,稍后俄罗斯又研制了第二代高频地波雷达,与第一代相比,第二代采用了更大功率的发射机,发射功率可以达到60KW,采用数字波束成形技术,可以进行空间干扰对消,其探测距离提高到300公里。
40年磨一剑打造中国海防“火眼金睛”
1981年的金秋,英国进修结束后的刘永坦立刻起程回国。此刻,他的心中已萌生出一个宏愿——开创中国的新体制雷达之路。
新体制雷达被俄罗斯人称为“21世纪的雷达”。当今世界的千余种雷达中,新体制雷达不仅代表着现代雷达的一个发展趋势,而且对航天、航海、渔业、沿海石油开发、海洋气候预报、海岸经济区发展等领域也都有重要作用。20世纪70年代中期,中国曾经对这种新体制雷达进行过突击性的会战攻关,但由于难度太大、国外实行技术封锁等诸多因素,最终未获成果。
除了基本理论和思路外,刘永坦根本找不到多少资料,更没有相关的技术可供借鉴。对此,当时有人说,大的研究院所尚且不具备这样的条件和能力,更别说一所大学了;还有人说,这样的研究风险太大、周期太长,很可能把时间和精力都搭进去了却一事无成……但是刘永坦不改初衷。1982年初春,刘永坦专程赶赴北京,向当时的航天工业部预研部门领导汇报,详实地介绍了当时发达国家新体制雷达发展的动态,并畅谈了自己的大胆设想。预研部门的领导听得十分认真,当场拍板支持刘永坦的设想,希望他迅速组织科技攻关力量,早日把新体制雷达研制出来。得到支持后,刘永坦立即进行了细致的策划和准备。他根据当时世界上雷达的最新技术信息,运用自己在国外取得的科研新成果,采用了独特的信号与数字处理技术,提出研制中国新体制雷达的方案。
经过10个月的连续奋战后,一份20多万字的《新体制雷达的总体方案论证报告》诞生了。1983年夏,原航天工业部科技委员会召开方案评审会,对这份新体制雷达方案报告做详细评审。专题会开了整整4天,最后与会专家们一致表决通过该报告。有两位与会的知名老专家深有感触地说:“我们已经多年没有看到过如此详细的论证报告了!”
这是一场填补国内空白、从零起步的具有开拓性的攻坚战。接下来的战斗更加艰苦卓绝,经过800多个日日夜夜的努力、数千次实验、数万个测试数据的获取,刘永坦主持的航天部预研项目“新体制雷达关键技术及方案论证”获得硕果,许多关键技术的突破为中国新体制雷达研制成功打下了良好基础。
1986年7月,航天工业部在哈工大举行了新体制雷达关键技术成果鉴定会。50多位专家认真审查、讨论和评议,一致认为:“哈尔滨工业大学用两年多的时间在技术攻关中取得了重大进展,已经掌握了新体制雷达的主要关键技术,某些单项技术已经进入国际国内先进行列。由于主要关键技术已经突破,证明原定方案是可行的,已经具备了进一步完善雷达系统设计并建立实验站的条件。”从此,新体制雷达从预研项目被列为国家科技应用与基础研究项目。
1990年建成中国首座高频地波雷达实验站
刘永坦和他的团队已经完成了预研使命,完全可以结题报奖了。但是,他认为仅仅“纸上谈兵”是不够的,国家真正需要的是进一步建立有实际意义的雷达实验站。1986年,刘永坦开始主持“新体制雷达研究”,为研制成完整的雷达系统而奋力拼搏。1989年,中国第一个新体制雷达站建成。1990年4月,雷达站完成了整机调试。1990年10月,国家多个部门联合举行的鉴定会宣布:“新体制雷达研究成果居国际领先水平。”1991年,该项目荣获国家科技进步奖一等奖。
1990年我国在威海建成首座高频地波超视距试验站。逐步实现了成功跟踪超视距外的舰船和飞机等目标。在此基础上还进行了舰载地波雷达的试验工作,成功探测到上百公里外的船舶,为国产地波超视距雷达的应用打下了坚实的基础。
研究成果虽然获得了国家科技进步奖一等奖,但刘永坦觉得这还远远不够,他认为这些成果倘若不能变成真正的应用,那无疑就像是一把没有开刃的宝剑,好看却不中用,这对国家来说是一种巨大的浪费和损失。“一定要把实验室里的成果变成真正的应用。”面对人生的又一次重要抉择,刘永坦再一次做出了为大义舍小利的决定。这一次,他知道不止需要8年。随后发生的事情,让刘永坦“意外”地深深感动了一回。在得知他的决定之后,团队成员竟然全部义无反顾地做出了全力支持的决定。
新体制雷达项目得到了国家高度重视。它对国家、学校和专业都意义重大,我们压力很大,但必须做好。”1997年,新体制雷达被批准正式立项,哈工大作为总体单位承担研制工作,这在国内高校中还是首次。大家深知,面前是一条只能进不能退的路。宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来。按照国家有关部门提出的继续提高雷达性能的要求,又是10余年的艰辛努力和刻苦攻关,刘永坦和他的团队又一次圆满完成了任务。
研究成果成功转化为实际应用
刘永坦为之不懈奋斗的新体制雷达打破了国外技术垄断,使中国成为世界上少数几个拥有该技术的国家,对长期以来困扰雷达的诸多威胁提供了有效的对抗技术措施,而且比其他技术造价低,具有十分广阔的应用前景。值得一提的是,这项于2015年荣获国家科技进步一等奖的成果,将在保卫祖国海疆的过程中发挥不可替代的强大作用。
高频地波雷达,可能很多军迷可能感到陌生,而实际上该雷达在珠海航展已经亮过相了。不过由于该雷达不是单独介绍的,可能很多人没有注意到。
在2016年航展上中国航天科工集团不仅推出CM302超音速反舰导弹,而且也推出两款与之配套的超视距雷达,一款是微波超视距雷达另一款就是根据刘永坦院士的研究成果制造的LD-JHC300地波超视距雷达。
据介绍,LD-JHC300地波超视距雷达,利用垂直极化高频电磁波可沿海面绕射传播的特点,突破地球曲率的限制,不依赖气象条件,实现对海面舰船等目标的超视距、连续监视,并提供先期预警情报。可应用于对海面大中型运动目标的超视距、连续监视,提供对国家海洋经济专属区的保护。该雷达还可以多部进行组网,并与其它海岸监控雷达进行数据融合,形成统一的海面态势监控体系。
综上,高频地波雷达为中国18000公里海岸线装上可以探测飞机、舰艇、导弹的火眼金睛,大大的增强了中国的防空、反导、反隐身、反舰以及对海探测的能力,为有效的维护中国安全和利益可供了可靠技术的保障。(幂谈天下/张幂)
笔者注意到一些网友认为写得这么细是不是有泄密之嫌,笔者不存在泄密问题,因为所有的内容都是公开发表的,此外以此理论制造雷达已经在珠海航展公开展示。
为什么我们国家战斗机的雷达罩不能和机体一个涂装或者进行过渡?
谢邀,其实美国、俄罗斯、法国、英国、德国、日本 也没有用相同的颜色啊。
这件事得从F-86说起。
f-86是第一款配备雷达的全金属结构的喷气式战斗机。注意它的进气道上方黑色的小鼻子。里面装有一部AN/APG-30 雷达。
这部雷达的探测距离2公里。
这台雷达不断的扫描F-86前部空间。同时根据机内的陀螺仪来计算航炮(确切说是航空机枪)的弹着点。
如果弹着点上有雷达反射波。飞机上则会亮起圆环信号灯。这时候开火就很可能命中目标。
但是如果是全金属外壳雷达波是无法穿透的,于是北美航空就在雷达前面用酚醛树脂做了一个小黑鼻子来卖萌。
有大牌的北美航空开头。后来在飞机上的雷达整流罩基本上也都用酚醛树脂来制作了。最明显的就是F-4了。
但问题又来了,酚醛树脂(也就是我们常说的电木)这个东西的耐油性特别的好,如果说人话就是不爱沾油。所以当时也就不刷油漆。
直接就使用了酚醛树脂的整流罩。
而美国海军就便利了一些。
为了抗盐份抗碱在酚醛树脂里面增加了氧化锌,而去除掉了氧化铜。于是美国海军的雷达整流罩在后期就变成了白色。这其实也是酚醛树脂的原色。
但从这里大家就会觉得美国的战斗机雷达整流罩和机身颜色相同了。仔细看其实还是有区别。
再继续到了F-15和F-16这代战机,就沿用了美国海军用的很香的树脂配方。换了白色基底。
这里就有一个过渡了。早期型的F-16是黑头的
block 5短暂的用了白色的整流罩,这批F-16很少,只有97架。
属于大家不常见的类型。
到了批次10的时候美国就开始搞低可见涂装了,于是就在白头里面加染料成了灰色头
但仔细看会发现依旧有分界线。
到了F-22整流罩用了更先进的复合材料。但依旧是塑料,颜色吗仔细看还是可以看出分界线的
反观咱们的飞机其实也是一样的。
各个不同的国家其实都没有将飞机的雷达整流罩和机身设计成一个颜色。
至于有的飞机,你觉得它的雷达整流罩和机身一个颜色,例如A-10
原因则是你没看对地方。
换个角度看,A-10的雷达其实是在右侧起落架舱前端,而且也还是酚醛树脂的。
至于为什么战机雷达整流罩和机身颜色多少都得有点差别?这是工艺上的原因。不同材质的材料上漆即使是涂漆的时候涂成一样的。但老化后也会形成不同的深浅颜色。因此大家也就基本相近即可了,都没有太深究这个问题。
唯一例外的是飞行表演队。
但他们上漆的次数和频率要远大于作战飞机的频率,因此我们大家看到的大多数都是新油漆,所以觉得色差不大。
但时间稍久的漆装,你是不是也能看出明显的差别来呢?
相控雷达和火控雷达用途及特点?
(1)。相控阵雷达之所以具有强大的生命力,因为它优胜于一般机械扫描雷达。它具有以下特点:
能对付多目标
相控阵雷达利用电子扫描的灵活性、快速性和按时分割原理或多波束,可实现边搜索边跟踪工作方式,与电子计算机相配合,能同时搜索、探测和跟踪不同方向和不同高度的多批目标,并能同时制导多枚导弹攻击多个空中目标。
因此,适用于多目标、多方向、多层次空袭的作战环境。
功能多,机动性强
相控阵雷达能够同时形成多个独立控制的波束,分别用以执行搜索、探测、识别、跟踪、照射目标和跟踪、制导导弹等多种功能。一部相控阵雷达能起到多部专用雷达的作用,如“爱国者”的一部多功能相控阵雷达可以完成相当于“霍克”和“奈基”-2型9部雷达的功能,而且还远比它们能够同时对付的目标多。
因此,可大大减少武器系统的设备,从而提高系统的机动能力。
反应时间短、数据率高
相控阵雷达可不需要天线驱动系统,波束指向灵活,能实现无惯性快速扫描,从而缩短了对目标信号检测、录取、信息传递等所需的时间,具有较高的数据率。相控阵天线通常采用数字化工作方式,使雷达与数字计算机结合起来,能大大提高自动化程度,简化了雷达操作,缩短了目标搜索、跟踪和发控准备时间,便于快速、准确地实施畦达程序和数据处理。
因而可提高跟踪空中高速机动目标的能力。
抗干扰能力强
相控阵雷达可以利用分布在天线孔径上的多个辐射单元综合成非常高的功率,并能合理地管理能量和控制主瓣增益,可以根据不同方向上的需要分配不同的发射能量,易于实现自适应旁瓣抑制和自适应抗各种干扰,有利于发现远离目标和小雷达反射面目标(如隐形飞机),还可提高抗反辐射导弹的能力。
可靠性高
相控阵雷达的阵列组较多,且并联使用,即使有少量组件失效,仍能正常工作,突然完全失效的可能性最小。此外,随着固态器件的发展,格控阵雷达的固态器件越来越多,甚至已生产出全固态儿控阵雷达,如美国的“爱国者”雷达,其天线的平均故障间隔时间高达15万小时,即使有10%单元损坏也不会影响雷达的正常工作。
(2)。火控雷达名称用途
火控雷达的特点是测量精度高(测角精度1~2mrad,测距精度几米到十几米),作用距离较近(通常15~50km),具有自动跟踪能力,截获目标后能不断准确给出目标坐标数据,转换成武器的射击诸元后,通过伺服系统实现火力武器的自动瞄准射击。
特点
现代火控雷达通常都具有多种有效的抗干扰手段以及良好的低空探测和跟踪能力,并具有自动化程度高、系统反应时间短、生存能力强、可靠性高等特点。火控雷达的出现,不仅使火控系统具有全天候防御能力,也大大提高了系统的防空效力和自动化作战能力。
火控雷达不仅与指挥仪、光学装置以及电视、激光、红外线等光电设备配合使用,近十多年来已开始于战场目标指示雷达等结合形成综合防空体系,以提高多目标探测能力和电子对抗能力。
雷达自然是系统的眼睛,耳朵和嘴巴,通过雷达实现预警扫描搜索,获取防区雷达信息--相当于耳朵和眼睛的功能;然后火控系统会对信息进行综合分析,并将目标进行分类,分群并给出对本单位的威胁系数,高级的火控系统会给出武器选择建议。
当然,火控系统可以自动处理大部分信息,但最终是否按照火控系统的分析,还要看操作人员的现场决策了。
发展
在操作人员获得开火许可后,会按照自动或人工选择以及武器种类开始进行攻击。这时,雷达会首先对特定目标进行锁定,具体的方法简单的说,就是雷达会采用加密频率对之前发现的目标进行特殊扫描并借此获得更详细、更准确的目标信息,并开通专门频道对火控系统要求的目标(或目标群)进行不间断扫描。
作战应用
目标信息会通过火控系统提供给武器系统,对于自动制导武器,在获得目标信息后,会启动自身导航制导装置飞向目标,半主动制导武器会在飞出后的前一阶段通过数据链接受雷达信息向目标靠近,在最后阶段打开制导装置开始攻击。非制导武器,如密集阵等近防武器,会在雷达信息指导下,打开自己的搜索雷达,独立完成攻击。
优缺点说明
以一般在综合武器平台如飞机、军舰上才提到火控问题。通常来说,对单兵或只有一个主要武器的系统(无并发系统),谈不到火力控制,一般叫做制导系统。
优点
火控雷达一般都拥有较高的测量精度;配有距离和角度自动跟踪系统,能对目标自动进行跟踪;天线采用纵倾横倾稳定或波束指向校准。
通常根据探测雷达指示的目标位置截获目标,并进行自动跟踪。有的具有一定的搜索能力。
缺点
由于一般的火控雷达都是主动发射电磁波,因此容易暴露自身位置,成为对方攻击和干扰的目标。
工作过程
在武器操作人员获得开火许可后,会按照自动或人工选择的攻击方式或武器种类开始攻击,这时,根据目标的方位角和高低角与雷达天线指向之间的误差,通过天线伺服系统转动天线,消除误差,使天线轴始终对准指定的目标,并把目标的坐标数据传送给指挥仪或计算机,从而控制火炮的瞄准和射击。
分类介绍
按搭载平台分类:舰载火控雷达、车载火控雷达、机载火控雷达等。
按工作体制分类:单脉冲雷达、有源相控阵雷达等。
按被控制武器分类:舰艇导弹制导雷达、火炮控制雷达、防空导弹控制雷达和综合火控雷达等。
区别
以一般在综合武器平台如飞机、军舰上才提到火控问题。
通常来说,对单兵或只有一个主要武器的系统(无并发系统),谈不到火力控制,一般叫做制导系统。
国产激光雷达限制出口吗?
不限制
中国的激光雷达企业从芯片到算法都属于自主研发,完全没有受制于海外技术,由于拥有的这诸多技术优势,因此国产激光雷达技术这次被列入《中国禁止出口和限制出口技术目录》,当然中国只是限制激光雷达技术的出口,但是并不限制激光雷达这种产品的出口,通过这种方式确保中国的激光雷达持续保持技术领先优势。
防空雷达如何区别军用飞机和民用飞机?
谢邀,刚刚上午答了一个如何识别隐身飞机的问题,实际上道理是一样的。
只不过对于己方的系统都有一个无线电应答器,这个应答器也能起到作用。
在民航飞机上的无线电飞行应答器是按照国际航联的标准编码的,每一架飞机都有自己的特定编码。
军用飞机上的应答器会复杂一些,叫做敌我识别器,通过发送一组加密的信息,敌我识别器接受后会进行运算回传一个敌我识别信号,这个信号被发射机接收后再进行运算来结算出信号的正确性然后就知道是不是友方了。
对于军用雷达系统来说,还有一个识别方式,就是飞行器特征指纹的识别。
雷达探测原始信号低高通滤波后的信号去掉背景杂波的信号根据RCS指纹识别后的信号RCS指纹是一架飞机所特有的信息,任何飞机不管隐身不隐身其实都有很明确的RCS指纹,通过雷达的计算机识别RCS指纹信息基本上都可以准确的判断对方飞机型号。
这样即便是不开启应答器,在有一定的基础数据的前提下这个飞行器依然可以被正确识别出来。一旦有未能识别的信号出现,雷达会进行询问,并且派战机前去防空识别区甄别。
战机进行甄别的过程中,雷达会一直开机监视,然后根据战机报告继续完善RCS指纹数据库。