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超远距离侦测神器:大气波导与微波超视距雷达
2020-11-05 08:46:20 来源:互联网 阅读:-

科谱向:超长距离探测武器:空气光波导入的与微波加热超视距雷达探测

科谱向:超长距离探测武器:空气光波导入的与微波加热超视距雷达探测

以空气对流层为 “反射镜片”,工作中于高频率 (High Frequency, HF) 股票波段的 OTH-B 天波超视距雷达探测的典型性检测半经达到 1800 海中 (e.g. MD 航空兵的 AN/FPS-118),但天线阵身型过度巨大,限度以公里计,无法安装于机动性式武器装备-感应器服务平台 (如河面舰船) 以上。

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MD 南海舰队 AN/TPS-71 ROTHR (Relocatable Over-the-Horizon Radar) “可再部署型” 天波超视距雷达探测。

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地波超视距雷达探测的典型性检测半经为 180 海中 (翠绿色),巨大的 HF 天线阵一样没法运用于河面舰船等室内空间焦虑不安的机动性服务平台。因为工作中光波长达数十米 ,高频率超视距雷达探测的屏幕分辨率非常槽糕,且难以捕获小规格总体目标 (如反舰导弹)。

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高频率超视距雷达探测的特性缺点十分显著,上空数据管理平台成本费则昂贵,总数比较有限,且要随着战舰长期远洋国际主题活动须得到 大中型 CATOBAR 航空母舰的适用,舰载微波加热超视距雷达探测的诱惑力显而易见。电磁波在空气中散播的速率贴近,但并不等于其在真空泵中的快速传播。伴随着空气溫度,环境湿度,气体压强的转变,电磁波快速传播相对更改,空气对电磁波的折光率也就产生变化。贴近地球大气层的空气折光率为 1.000250 至 1.000400,变化幅度看起来细微,却足够造成无线通信散播途径的弯折。一般状况下空气折光率伴随着海拔高度上升而慢慢减少,导致无线通信散播途径向正下方弯折 (见上图)。理想化空气标准下这一映射功效的实际效果是使雷达探测黎明时分/水无线天线的间距比电子光学黎明时分/水无线天线高于约 1/6,但假如某一高宽比区段内空气的溫度和/或环境湿度快速转变,则可造成其中无线通信散播途径的弯折度超出地球上折射率,令雷达探测波束天线折向路面/河面方位,进而完成超视距探寻。

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n = 空气折光率,标值为超快速/空气中的无线通信快速传播

p = 干躁气体气体压强

T = 空气绝对温度

es = 空气中的水蒸汽分压电路

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一般说白了运用空气透射完成微波加热雷达探测超视距检测的叫法事实上是不正确的。由空气组成不匀一造成的热对流透射 (下) 虽可以合理地拓展微波加热通信的遮盖半经,却因反射面wifi信号大幅降低且散播途径没法明确而无法用以雷达探测 (处于被动电子器件侦查方式却可运用透射数据信号测算发送源方向,但是这也是十分用时费劲的工作中)。真实的微波加热超视距雷达探测所依靠的,是由折光率快速转变的土层出示的空气光波导入的安全通道 (上)。

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以溫度/环境湿度跃变层和地/河面 (或另一溫度/环境湿度跃变层) 为界限的空气光波导入的安全通道可以完成雷达信号的远距离散播,二战时美国军队河面舰船曾因而将远方 (水无线天线下) 的岛屿当做日本鬼子战舰,在雷达探测操纵下向空无一物的海洋中发送了 518 枚 356 mm和 487 枚 203 mm火炮。即便如此,微波加热超视距雷达探测产品化仍然阻碍重重的。因为仅以很小视角 (一般不超过 1 度) 出射的数据信号才可以在空气溫度/环境湿度跃变层功效下进到光波导入的安全通道 (见上图),借助光波导入的安全通道散播的雷达信号之途径遭受十分严苛的限定,在照射数据信号的水无线天线界限和光波导入的数据信号的第一下触区中间产生了宽达数十海中的盲点 (Skip zone)。而折光率跃变层的存有导致的数据信号弯曲,则在光波导入的数据信号和非光波导入的数据信号中间导致了雷达信号没法进到的另一盲点 (Radar hole)。空气光波导入的安全通道在使超视距微波加热检测变成很有可能的另外,也生产制造了视野 Line-of-sight 检测地区内的数据信号 “超级黑洞”。

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美国军队优秀映射效用预测分析系统软件 AREPS (Advanced Refractive Effects Prediction System) 显示信息的检测几率与总体目标间距的关联,亮区为高检测几率区,横坐标轴为总体目标间距 (海中),纵坐标为平均海拔 (英寸),雷达探测安裝高宽比为 24.4 米/80 英寸,总体目标为典型性反舰导弹,折光率跃变层高宽比约在 200-300 米。总体目标掠海航行时,在不够 20 海中的视野检测区和约 60 海中的光波导入的数据信号第一下触区中间,存有宽达 40 海中的遮盖空缺,且光波导入的数据信号第一下触区总宽十分比较有限,不能为空防阻拦出示充足的周期时间 (假设总体目标在 70 海中外被发觉,光波导入的数据信号第一下触区宽 10 海中,河面舰船在发觉总体目标后马上发送舰空巡航导弹,且不考虑到舰空巡航导弹的加快時间,则对空武器装备飞出速度仍需做到袭来反舰武器装备的 6 倍之上,方可在总体目标进到 Skip zone 前完成阻拦,假如反舰导弹突防速率为 2.5 马赫,舰空巡航导弹的飞行速度就务必超出 15 马赫! 在较密空气中以 15 马赫速率狂飚无论从巡航导弹构造還是感应器办公环境视角考虑到,都槽糕无比)。理论上雷达信号从第一下触区反射面往上后,可再次在光波导入的安全通道内向型更远方散播,完成更长距离上的威协预警信息。事实上因为浪涛滚翻的海平面造成的数据信号透射,大部分辐射将以很大倾斜角逸出该光波导入的安全通道,第二下触区的海平面杂讯累积至第一下触区杂讯数据信号以上,则会造成杂讯抗压强度远远地高过总体目标反射面数据信号,再再加上远方的环境空气基本相同,因此也就难以预测分析光波导入的安全通道的界限和数据信号传送的途径,现阶段的微波加热超视距雷达探测最多也就可以出示半经 60 海中上下的低空飞行预警信息。这一工作能力自然极具实战演练使用价值,却与某些人传扬的盾舰能借助空气透射执行超视距检测,进攻水无线天线下的上空总体目标彻底并不是一码事。第一下触区正常情况下可用以操纵反舰导弹开展超视距严厉打击,但敌舰亦能运用其透射数据信号,在更长远的间距上对放射性物质执行处于被动精准定位,抢鲜发送巡航导弹。

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由实体模型计算 (非评测数据信息) 出的空气光波导入的安全通道出現几率,色彩越溫暖,折光率跃变层/光波导入的安全通道产生概率越高。西太平洋整体而言归属于空气光波导入的安全通道的 “荒漠”。波罗的海,火爆,波斯湾,印度尼西亚-澳洲袋鼠国水域,南太平洋低纬水域,拉丁美洲西边水域为光波导入的安全通道活跃性区 (波斯湾全年度 1/2 的時间里存有折光率跃变层),殊不知这种水域大多数挨近陆上且弥漫着数不胜数的民用型船只,雷达探测工作中环境异常繁杂,令空气光波导入的安全通道所出示的超视距检测工作能力的实战演练效率受到非常大影响。

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