Els conflictes locals moderns, fins i tot als països amb un nivell més baix de desenvolupament de les forces armades (Síria, Ucraïna), mostren el gran paper que tenen els equips de reconeixement i detecció electrònics. I quins avantatges pot rebre una festa, fent servir, per exemple, sistemes de bateria contra una part que no disposa d’aquests sistemes.
Actualment, el desenvolupament de tots els sistemes radioelectrònics va en dues direccions: d’una banda, per maximitzar els seus sistemes de control i comunicació, sistemes de recollida d’intel·ligència, sistemes de control d’armes de precisió juntament amb tots els sistemes i complexos anteriorment llistats.
La segona línia és el desenvolupament de sistemes que puguin fer que sigui de la màxima qualitat possible per obstaculitzar l’operació de tots els mitjans anteriors de l’enemic amb l’objectiu més simple de no permetre que l’enemic infligís danys a les seves tropes.
També val la pena assenyalar aquí el treball sobre les possibilitats i mètodes d’emmascarament d’objectes reduint la seva signatura de radar mitjançant l’ús de materials i revestiments radioabsorbents d’última generació amb propietats reflectants variables.
Probablement val la pena traduir-lo: no podrem fer invisible el tanc a l’espectre de la ràdio, però podem minimitzar la seva visibilitat tant com sigui possible, per exemple, cobrint-lo amb materials que donin un senyal tan distorsionat que la identificació ser molt difícil.
I sí, encara procedim del fet que simplement no existeixen avions, vaixells i tancs absolutament invisibles. De moment, almenys. Si són objectius subtils i difícils de veure.
Però, com es diu, cada objectiu té el seu propi radar. Una qüestió de freqüència i intensitat del senyal. Però aquí és on rau el problema.
Els nous materials, especialment els recobriments radioabsorbents, les noves formes de càlcul de superfícies reflectants, fan que els nivells de contrast de fons dels objectes protegits siguin mínims. És a dir, el nivell de diferència entre les propietats elèctriques de l’objecte de control o els seus defectes respecte de les propietats de l’entorn es fa difícil de distingir, l’objecte es fusiona realment amb l’entorn, cosa que fa que la seva detecció sigui problemàtica.
En el nostre temps, els nivells mínims de contrast de fons són realment propers als valors extrems. Per tant, és evident que per als radars (especialment per a una vista circular), que funcionen precisament en contrast, és simplement necessari augmentar, en primer lloc, la qualitat de la informació rebuda. I no és del tot possible fer-ho mitjançant l'augment habitual de la quantitat d'informació.
Més exactament, és possible augmentar l'eficiència / qualitat del reconeixement de radar, l'única pregunta és a quin cost.
Si preneu un radar hipotètic, independentment del seu propòsit, només un radar circular amb un abast de, per exemple, 300 km (com "Sky-SV") i configureu la tasca de doblar el seu abast, llavors haurà de resoldre tasques molt difícils. No donaré aquí les fórmules de càlcul, això és física de l'aigua més pura, no secreta.
Per tant, per duplicar el rang de detecció del radar, cal:
- augmentar l'energia de la radiació entre 10 i 12 vegades. Però la física de nou no s'ha cancel·lat, la radiació només es pot augmentar augmentant l'energia consumida. I això comporta l'aparició d'equips addicionals per a la generació d'electricitat a l'estació. I després hi ha tota mena de problemes amb la mateixa disfressa.
- Augmenteu la sensibilitat del dispositiu receptor 16 vegades. Menys costós. Però és realitzable? Això ja és una qüestió per a la tecnologia i el desenvolupament. Però com més sensible sigui el receptor, més problemes d’interferència natural sorgeixen inevitablement durant el funcionament. Val la pena parlar de la interferència de la guerra electrònica de l'enemic per separat.
- per augmentar la mida lineal de l'antena 4 vegades. El més fàcil, però també afegeix complexitat. Més difícil de transportar, més notable …
Tot i que, sincerament, admetem que, com més potent és el radar, més fàcil és detectar, classificar, generar una interferència calculada personalment amb les característiques més racionals i enviar-la. I l’augment de la mida de l’antena de radar passa a mans de qui ha de detectar-la a temps.
En principi, resulta un cercle tan viciós. On els desenvolupadors han d’equilibrar-se a la vora d’un ganivet, tenint en compte dotzenes, si no centenars de matisos.
Els nostres opositors potencials de l’oceà estan tan preocupats per aquest problema com nosaltres. Hi ha a l'estructura del Departament de Defensa dels Estats Units un departament com DARPA - Defense Advanced Research Project Agency, que es dedica a investigacions prometedores. Recentment, els especialistes de DARPA han centrat els seus esforços en el desenvolupament de radars que utilitzen senyals de banda ampla ultra (UWB).
Què és UWB? Es tracta d’impulsos ultracurts, amb una durada d’un nanosegon o menys, amb una amplada d’espectre d’almenys 500 MHz, és a dir, molt més que la d’un radar convencional. La potència del senyal emès segons les transformades de Fourier (naturalment, no Charles, l’utòpic que passa a través de la història a l’escola, sinó Jean Baptiste Joseph Fourier, el creador de la sèrie de Fourier, després del qual s’han batejat els principis de la transformació del senyal) es distribueix per tota l'amplada de l'espectre utilitzat. Això condueix a una disminució de la potència de radiació en una part independent de l'espectre.
És molt més difícil detectar un radar que funciona a UWB durant el funcionament que un ordinari precisament per això: és com si no funcionés un potent senyal de feix, sinó com si fossin molts més febles, desplegats a semblança d’un pinzell. Sí, els experts em perdonaran aquesta simplificació, però només es tracta de la "transferència" a un nivell de percepció més senzill.
És a dir, el radar "dispara" no amb un sol pols, sinó amb l'anomenada "explosió de senyals ultracurts". Això proporciona avantatges addicionals, que es parlaran a continuació.
El processament del senyal UWB, a diferència de la banda estreta, es basa en els principis de recepció sense detectors, de manera que el nombre de ràfegues del senyal no es limita en absolut. En conseqüència, pràcticament no hi ha limitacions en l’amplada de banda del senyal.
Aquí sorgeix una pregunta de llarga data: què aporta tota aquesta física, quins avantatges té?
Naturalment, ho són. Els radars basats en UWB s’estan desenvolupant i desenvolupant precisament perquè el senyal UWB permet molt més que un senyal convencional.
Els radars basats en el senyal UWB tenen les millors capacitats de detecció, reconeixement, posicionament i seguiment dels objectes. Això és especialment cert per als objectes equipats amb camuflatge anti-radar i reducció de la signatura del radar.
És a dir, al senyal UWB no li importa si l’objecte observat pertany o no als anomenats “objectes furtius”. Les cobertes contra el radar també es converteixen en condicionals, ja que no són capaces de reflectir / absorbir tot el senyal, alguna part del paquet "atraparà" l'objecte.
Els radars de la UWB identifiquen millor els objectius, tant individuals com de grup. Les dimensions lineals dels objectius es determinen amb més precisió. Els és més fàcil treballar amb objectius de mida petita capaços de volar a altitud baixa i ultra baixa, és a dir, UAV. Aquests radars tindran una immunitat contra el soroll significativament superior.
Per separat, es creu que UWB permetrà un millor reconeixement de falsos objectius. Aquesta és una opció molt útil quan es treballa, per exemple, amb ogives de míssils balístics intercontinentals.
Però no us pengeu dels radars de vigilància de l'aire, hi ha altres opcions per utilitzar els radars a UWB, ni més ni menys, i possiblement encara més eficaços.
Podria semblar que un senyal de banda ampla ultra és una panacea per a tot. Des de drons, des d’avions i vaixells furtius, des de míssils de creuer.
De fet, és clar que no. La tecnologia UWB té alguns desavantatges evidents, però també hi ha prou avantatges.
La força del radar UWB és la major precisió i velocitat de detecció i reconeixement d’objectius, determinació de coordenades a causa del fet que el funcionament del radar es basa en múltiples freqüències del rang de funcionament.
Aquí, generalment, s’amaga el “gust” d’UWB. I rau precisament en el fet que l’abast de funcionament d’aquest radar té moltes freqüències. I aquest ampli rang us permet seleccionar aquells subgamens a les freqüències de les quals es manifesten tan bé com sigui possible les capacitats reflexives dels objectes d’observació. O, com a opció, això pot negar, per exemple, els recobriments antiradars, que tampoc poden funcionar en tot el rang de freqüències a causa del fet que els recobriments per a avions tenen restriccions de pes.
Sí, avui en dia els mitjans per reduir la signatura del radar s’utilitzen molt àmpliament, però la paraula clau aquí és “reducció”. Ni un sol revestiment, ni una sola forma astuta del casc poden protegir-se del radar. Reduïu la visibilitat, doneu una oportunitat, sí. No més. Els contes d’avions furtius es van desacreditar a Iugoslàvia al segle passat.
El càlcul del radar UWB serà capaç de seleccionar (i, ràpidament, basant-se en dades similars) aquell paquet de subfreqüències que millor "ressaltarà" l'objecte d'observació en tota la seva esplendor. Aquí no parlarem de rellotges, la moderna tecnologia digital permet gestionar-la en qüestió de minuts.
I, per descomptat, l’anàlisi. Aquest radar hauria de tenir un bon complex analític que permeti processar les dades obtingudes de la irradiació d’un objecte a diverses freqüències i comparar-les amb els valors de referència de la base de dades. Compareu amb ells i doneu el resultat final, quin tipus d’objecte va entrar al camp de visió del radar.
El fet que l'objecte s'irradie a diverses freqüències tindrà un paper positiu a l'hora de reduir l'error de reconeixement, i hi ha menys probabilitats que es produeixi una interrupció de l'observació o una contracció mitjançant l'objecte.
Un augment de la immunitat contra el soroll d’aquests radars s’aconsegueix mitjançant la detecció i selecció de radiacions que poden interferir amb el funcionament precís del radar. I, en conseqüència, la reestructuració dels complexos receptors a altres freqüències per garantir el mínim impacte de la interferència.
Tot és molt bonic. Per descomptat, també hi ha desavantatges. Per exemple, la massa i les dimensions d’aquest radar superen significativament les estacions convencionals. Això encara complica molt el desenvolupament dels radars UWB. Aproximadament el mateix que el preu. És més que transcendental per als prototips.
No obstant això, els desenvolupadors d’aquests sistemes són molt optimistes sobre el futur. D’una banda, quan un producte comença a produir-se en massa, sempre redueix el cost. I en termes de massa, els enginyers compten amb components electrònics basats en nitrur de gal, que poden reduir significativament tant el pes com la mida d’aquests radars.
I, segur que passarà. Per a cadascuna de les adreces. Com a resultat, la sortida serà un radar amb impulsos potents i ultracurts en un ampli rang de freqüències, amb una alta taxa de repetició. I, molt important, el processament de dades digitals d’alta velocitat, capaç de “digerir” grans quantitats d’informació rebuda dels receptors.
Sí, realment necessitem tecnologies amb majúscula aquí. Transistors d’allaus, díodes d’emmagatzematge de càrrega, semiconductors de nitrur de gal. Els transistors d’allaus generalment no són dispositius subestimats, sinó que són dispositius que encara es mostraran. A la llum de les tecnologies modernes, el futur els pertany.
Els radars que utilitzen polsos de nanosegons ultracurts tindran els següents avantatges respecte als radars convencionals:
- la capacitat de penetrar en obstacles i reflexionar des d’objectius situats fora de la línia de visió. Per exemple, es pot utilitzar per detectar persones i equips darrere d’un obstacle o a terra;
- alt secret a causa de la baixa densitat espectral del senyal UWB;
- la precisió de determinar la distància fins a diversos centímetres a causa de la petita extensió espacial del senyal;
- la capacitat de reconèixer i classificar instantàniament els objectius pel senyal reflectit i el detall elevat de l'objectiu;
- augment de l'eficiència en termes de protecció contra tot tipus d'interferències passives causades per fenòmens naturals: boira, pluja, neu;
I això és lluny de tots els avantatges que pot tenir un radar UWB en comparació amb un radar convencional. Hi ha moments que només poden apreciar els especialistes i les persones que coneixen bé aquests temes.
Aquestes propietats fan que el radar UWB sigui prometedor, però hi ha diversos problemes que la investigació i el desenvolupament estan tractant.
Ara val la pena parlar dels desavantatges.
A més del cost i la mida, el radar UWB és inferior al radar convencional de banda estreta. I significativament inferior. Un radar convencional amb una potència de pols de 0,5 GW és capaç de detectar un objectiu a una distància de 550 km, després un radar UWB a 260 km. Amb una potència de pols d’1 GW, un radar de banda estreta detecta un objectiu a una distància de 655 km, un radar UWB a una distància de 310 km. Com podeu veure, gairebé es va duplicar.
Però hi ha un altre problema. Aquesta és la imprevisibilitat de la forma del senyal reflectida. El radar de banda estreta funciona com un senyal sinusoïdal que no canvia a mesura que viatja per l’espai. L’amplitud i el canvi de fase, però canvien previsiblement i d’acord amb les lleis de la física. El senyal UWB canvia tant en l'espectre, en el seu domini de freqüència i en el temps.
Avui, els líders reconeguts en el desenvolupament de radars UWB són els Estats Units, Alemanya i Israel.
Als Estats Units, l'exèrcit ja disposa d'un detector portàtil de mines AN / PSS-14 per detectar diversos tipus de mines i altres objectes metàl·lics al sòl.
Aquest detector de mines també l’ofereixen els estats als seus aliats de l’OTAN. AN / PSS-14 us permet veure i examinar detalladament objectes a través d’obstacles i terra.
Els alemanys estan treballant en un projecte per a un radar "Pamir" de la banda Ka UWB amb una amplada de banda de senyal de 8 GHz.
Els israelians han creat segons els principis del "stenovisor" UWB, un dispositiu compacte "Haver-400", capaç de "mirar" a través de les parets o del terra.
El dispositiu va ser creat per a unitats antiterroristes. Aquest és generalment un tipus de radar UWB separat, implementat molt bé pels israelians. El dispositiu és realment capaç d’estudiar la situació operacional-tàctica a través d’obstacles diversos.
I el desenvolupament posterior, "Haver-800", que es distingeix per la presència de diversos radars separats amb antenes, permet no només estudiar l'espai darrere de l'obstacle, sinó també formar una imatge tridimensional.
En resum, voldria dir que el desenvolupament de radars UWB en diverses direccions (terra, mar, defensa antiaèria) permetrà a aquells països que puguin dominar la tecnologia per al disseny i producció d’aquests sistemes per millorar significativament les seves capacitats d’intel·ligència.
Al cap i a la fi, el nombre de capturats, identificats correctament i presos per escortar amb la posterior destrucció d'objectius és una garantia de victòria en qualsevol enfrontament.
I si tenim en compte que els radars UWB són menys susceptibles a la interferència de diverses propietats …
L’ús de senyals UWB augmentarà significativament l’eficiència de la detecció i el seguiment d’objectes aerodinàmics i balístics en controlar l’espai aeri, visualitzar i cartografiar la superfície terrestre. El radar UWB pot resoldre molts problemes de vol i aterratge d'avions.
El radar UWB és una oportunitat real per mirar demà. No en va, Occident està tan estretament compromès amb els desenvolupaments en aquesta direcció.
