美國的“獵鷹HTV-2”高超聲速飛行器
超視距雷達的原理
與僅能提供視距覆蓋，探測距離數十千米，最多數百千米的傳統雷達設備不同，OTH雷達採用了完全不同的技術。OTH系統依靠電離層來反射無線電波，電離層是被太空射線嚴重電離的地球高層大氣。OTH發射天線發出的特定頻率的無線電波會從高空向下反彈，在返回地面的過程中被飛機、艦船或導彈所反射。反射信號之後會再次通過電離層返回接收天線。這項技術將覆蓋範圍擴展至數千千米。
俄羅斯研究人員必須開發新型設備和處理算法，以補償電離層中太陽輻射所引起的干擾。它採用複雜的數學算法來隔離相關目標，能基於多普勒頻移測定目標的速度和方向。
利用電離層反射的無線電波來探測超視距目標的概念可追溯到20世紀40年代，但針對背景噪聲過強而無法跟蹤遠方目標的質疑，歷時多年才得以解決。這一領域的研究於1958年在蘇聯得以延續，科研人員證明了以單跳傳播能探測到3000km外的飛機，以雙跳傳播能探測到6000km外的導彈發射。
Duga試驗
蘇聯於20世紀60年代在尼古拉耶夫附近部署了試驗型N-17 Duga-I OTH雷達。雖然它未能完全滿足軍方的預期，但作為一型概念驗證設備，其展示了在更強烈的背景雜波下能檢測到相對微弱的信號。這部系統還被配置成能自適應電離層反射特性的變化，並濾除強噪聲輻射源。
作戰型5N32 Duga於1971年入役。首部雷達部署在烏克蘭，其接收天線距切爾諾貝利核電站10公里遠，發射天線位於切爾尼科夫地區Lubech附近。第二部雷達安裝在遠東地區，位於阿穆爾河畔共青城外的BolshoiKartel附近。這兩部雷達負責探測從卡納維拉爾角發射的美國太空火箭。在經歷多次升級後，Duga實現可持續探測7000~9000km外卡納維拉爾角發射的航天飛機和“提坦”彈道導彈。不過，利用極地地區電離層來探測從范登堡空軍基地發射的“民兵”導彈的所有努力未能取得進展。
儘管獲得了成功，但蘇聯的OTH項目還是不得不讓路於天基彈道導彈發射預警技術。參與了這項OTH研究的軍事專家們質疑該項目的價值，不過Duga項目仍為以後開發下一代OTH系統形成了許多實踐成果。
“集裝箱”OTH雷達
洲際彈道導彈(ICBM)發射預警系統的天基部分雖十分善長探測美國領土的發射活動，但無法獲得目標的座標。OTH雷達技術在20世紀90年代初又再次變得重要起來，但在蘇聯解體後已沒有必要在複製巨型天線。因此，俄羅斯工程技術人員開始開發下一代OTH雷達。由於預算限制，大部分工作到上世紀90年代末本世紀初才得以完成。
“集裝箱（29B6）”兩座標OTH雷達由俄羅斯遠程無線電通信科學研究所（NIIDAR）研製。該型裝備可儲存在運輸集裝箱內運輸到各地，從而減少了對雷達陣地建設工作的需求。
該系統的雷達部分包括兩部天線：發射機和接收機。每部天線都配有各自的控制區和人員場所設施。控制設備包括天線饋電系統、通信設備和其他硬件。接收天線陣列由140餘部高34m（約10層建築物高）天線桅杆組成。雷達站能在240°扇區內探測與跟蹤包括小型飛機在內的各種空氣動力學目標。
“集裝箱”雷達的接收天線
29B6 OTH雷達據稱已於2013年12月部署在莫爾多瓦的科維爾基諾市附近開展試驗，發射天線位於下諾夫哥羅德州戈羅傑茨郊外附近。作為首部“集裝箱”OTH雷達，其能監視3000km範圍的空域，覆蓋波蘭、德國、波羅的海直至土耳其、敘利亞和以色列等大片地區。
與Duga不同，“集裝箱”雷達的信號僅通過電離層反射一次，具有更高的目標探測精度，從而使其能跟蹤西歐上空的小型飛機。該雷達站能探測大量射向俄羅斯的巡航導彈、飛機編隊，以及未來服役的高超聲速巡航導彈。
雷達升級
到2018年，“集裝箱”系統經歷了大規模升級。俄羅斯國防部2018年12月宣佈，改進型“集裝箱”雷達已在莫爾多瓦承擔起試驗性戰鬥值班任務，預計在6個月後將會達到全作戰能力並實現正常服役。
改進型“集裝箱”雷達進行狀態測試
在同一地點部署的新型OTH雷達站遠優於老式“集裝箱（29B6）”。這一新站點具有更大的探測範圍，現在能以240°扇區探測空氣動力學目標，與之相比，老式系統只能方位覆蓋180°。處理系統和跟蹤穩定性也獲得了顯著改善。
俄羅斯國防部公佈的改進型“集裝箱”雷達探測範圍
新型“集裝箱”雷達能同時探測與跟蹤5000餘個空中目標。它還能跟蹤正處於跑道上的小型飛機，或探測中近程彈道導彈的發射並跟蹤其彈頭，與ICBM相比，中近程彈道導彈的雷達截面積更小。
更為重要的是，當高超聲速飛行器和中近程導彈的彈頭在高空中飛行時，它們周邊會存在電離信號特徵：前方出現壓縮波，後方出現電離尾跡。這會使它們更易於被經過電離層狀態分析訓練的OTH雷達探測到。
超視距全覆蓋
俄羅斯預計將會在未來兩年內在東部地區建設一個超視距監視雷達站。部署第二部“集裝箱”雷達的地點已被選定在阿穆爾州結雅市。俄羅斯軍方正在生產所需的設備。
這一新雷達站將監視從堪察加半島到新西蘭和中國在內的廣闊太平洋地區，由於能覆蓋大片空海域，將能提升俄羅斯探測導彈驅逐艦和航母攻擊群的能力。
俄羅斯預計不久將會在其遠東、中西伯利亞和波羅的海地區的加里寧格勒部署大量“集裝箱”OTH雷達站。俄羅斯軍方認為10到12部“集裝箱”OTH雷達站將足以覆蓋整個俄羅斯邊境外圍空域。
相關OTH覆蓋將能補充傳統的改進型“沃羅涅日”雷達站，“沃羅涅日”雷達是俄羅斯ICBM發射預警系統的重要組成。最後不能不提的是“向日葵”岸基OTH雷達。“向日葵”是一種表面波雷達，對海上目標的探測距離為300km，對在海上飛行空中目標的探測為450千米。該型雷達也是俄羅斯防禦力量的重要組成。
米波段“沃羅涅日”雷達
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