中電14所立大功!光子雷達再突破,鍛三軍之眼,讓對手“裸奔”

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中電14所立大功!光子雷達再突破,鍛三軍之眼,讓對手“裸奔”

雷達是戰鬥機的眼睛

所謂軍隊中“千里眼”的雷達裝置,在現代戰爭中的作用越來越重要,即使你的攻擊能力再強,如果雷達性能很差,那麼基本上都屬於眼睜睜看著自己被打的狀態。事實上!傳統雷達是一種使用電磁波探測千里以外目標的電子設備,雷達通過發射電磁波來照射目標,並接收所有目標的返回波,通過發射波與返回波之間的時間和間隔來獲取目標與電磁波發射點的距離、移動速度、方位以及高度等信息。

而伴隨著人類社會科技的進步,雷達技術也慢慢成熟起來,現代的雷達都具有全天候全方位探測敵人的能力,你可以在千里之外的地方看到敵人的一舉一動。自隱身戰機服役以來,傳統的雷達技術已經有些力不從心,有時也會被敵人所利用,為了達到某種戰略平衡,微波光子雷達技術便應運而生。而在此前,好消息傳來,我國超導陣列單光子探測器研究工作迎來了喜訊。或是一個時代的劃分。咱們具體來看看吧。

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談到我國微波光子雷達的積累,首先必須提到的是我國已經領先的米波雷達技術,與歐美國家比較偏愛的微波雷達相比,米波雷達精度雖然不如微波雷達,但對於致力於縮小雷達截面的隱身飛機而言,米波雷達具有一定的先天優勢。

具體地說!近代隱身飛機技術和反隱身探測技術,正如一個士兵手中的長兵,與盾牌,同時出現,同時對雙方的整體戰鬥力量產生作用。對於隱身飛行器,各國如果有研發實力,也不敢忽視對相關雷達技術的研發進展。否則,只能期待盟國已經擁有。有鑑於此,我國“一意孤行”,結果一不小心就獨佔鰲頭,成為目前世界上唯一擁有反隱身且最為先進的米波雷達國家。這句話是中電科首席科學家、反隱身雷達技術總設計師吳劍旗在兩年前的央視節目中提出的。

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所謂先進米波雷達,指的是採用三座標定位技術的米波雷達,其中最有代表性的是俄羅斯“東方”- E、“天空”- Y、德國圓陣列雷達、法國綜合脈衝孔徑雷達等等。俄羅斯技術經驗最豐富,在這方面的話語權最大。不過,據介紹,綜合起來看,“天空”- Y型雷達還不能算是標準的三座標雷達,因為它僅僅是在傳統二座標雷達的基礎上增加了一個垂直測高雷達天線。

而我國的三座標雷達技術手段,僅用一組天線就解決了三座標測距定位問題,這就是我們所說的“唯一擁有反隱身技術的先進米波雷達國家”的原因。而且,我國的先進米波雷達發展到今天,不但擴大了用途,並且加入了最新的主動相控陣、超分辨率等技術。

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還控制了體積和重量,提供了裝備機動部署的可能性,可以覆蓋更多的設備,測量和探測水平都得到了優化和提高,電子對抗能力也得到了展示。雖然不能成為防空組網的尖兵,但可以作為對抗隱身飛機的中堅力量,發光發熱。

但反隱身技術的未來,業界公認的是“光子雷達”。它也是我們這篇文章要講到的主角。大家也許對微波光子雷達比較陌生。具體來說!微波光子雷達以光子作為信息載體,而非電磁波,成像速度快,分辨率高。與此同時,它的雷達天線可以採用分佈式的方式,而不需要像現在這樣採用前向方式,也可以達到至少60-70%的能量轉換率,這是傳統雷達的兩倍,這很有意義。通常人們把雷達收發裝置的數量作為衡量性能高低的標準,其本質與功率有關,相當於間接放大了雷達的功率。

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微波光子雷達能夠實現全天候、高精度、實時成像,對人們的日常生活也有很大的幫助,微波光子雷達在汽車自動駕駛中的應用是今後的研究方向之一。微波光子雷達即使在極端天氣,如大霧情況下也不受干擾,能夠精確地避開障礙物。舉例來說,中國的微波光子雷達原型曾經在濃密的雲層中發現過一架飛機,並進行了實時跟蹤,在這種雷達下,傳統的隱身飛機不再有隱身優勢,換句話說,微波光子雷達具有強大的反隱身功能。

實際上!我們國家對雷達技術的探索,從建國以來,就從未間斷過。中國電子科技集團十四所是中國雷達工業的發源地,是國內眾多新型高端雷達設備的開拓者,也是我國信息化設備研發的先行者。成立初期,還屬於無線電廠的14所,就踏上了雷達技術從修配到仿製再到研發創新的鑽研之路,走出了一條我們不陌生的成長之路。一九六五年,我國第一臺微波雷達誕生在十四所誕生,鍛三軍之眼,讓對手“裸奔”。

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微波光子雷達實現了對空中和海上非合作目標的ISAR成像

此前,好消息傳來,我國超導陣列單光子探測器研究工作迎來了喜訊,在低空大氣層等複雜環境條件下,顯示了高靈敏度、高精度、高速率的實操水準,對幾百公里以外的移動或固定小目標,實現了實時跟蹤探測的技術操作。

根據我國專利技術“一種超導分型納米線單光子探測器及其製備方法”的技術說明,該超導分型單光子探測器,全名為超導分形納米線單光子探測器,由最小結構單元 Pianoo曲線,幾個最小結構單元連接形成的底層結構,以及分段結構組成的三層結構;其特徵在於,以氮化銀超導材料為基體,形成二維列陣佈局天線。這也是我國微波光子雷達的技術革新。

另外,目前的隱身技術對於微波光子雷達是無效的,只是因為作用基理完全不同,再加上這種雷達本身的特點,對隱身戰機的發現距離相當遠,俄方自認為微波光子雷達對F22的發現距離可達300公里,一旦投入使用,幾乎等於對隱身戰機的失效。這種技術自然引起了各國的關注,俄羅斯更多地把它作為第六代戰機的標準技術之一,而今天的消息似乎證明它已經超越了世界。

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有些人說,如果解放軍配備了微波光子雷達,那麼美國隱身戰機就會完全“裸奔”。眾所周知,F-35是美國最新研發的一種戰機,在此之前,美國曾對F-35在日本海域進行過一次搜索,美國認為,F-35最大的優勢在於它的隱身能力,正因為如此,美國非常擔心中國或者俄羅斯會撈起F-35的殘骸,擔心這些隱身秘密會洩露給中國或者俄羅斯。

所以,儘管花費巨大,並且犧牲超音速巡航能力來隱藏F-35,美國仍然願意為其大量裝備F-35,因為在美國人看來,F-35的物理隱藏能力足以掩蓋其他缺陷。並且,作為隱身材料的殺手鐧,微波光子雷達將大大降低F-35的隱身效果。對美國人而言,如果F-35不再有隱身優勢,那麼大量投資也不過是空中樓閣,項目只能宣告徹底失敗。

今天,14所已經不只是一個利國防務單位了,在長時間的科研實踐中,科研人員也有一些利民的想法和創意。例如,能夠實現自如動作的“意識之手”,現在已經進入了產業化。小型“蛛網”操作,單手即可操作,能識別低、小、慢等飛行物,是“暗殺”類無人機等飛行器的終結者。此外,微波光子技術在雷達上的應用,可以為民航飛機提供高分辨率成像服務,對於國產C919飛機、復興號機車等大型設備具有重要意義。

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而且這次超導單光子探測器方面的進展,也讓很多人都想起了珠海航展上展示的單光子“量子雷達”技術,也是我國引領世界的另一項先進技術。它也是單光子探測技術,必然派生出一個分支。航空展展示的量子雷達模型,包括激光發射器、接收器和能提供超導環境的液氦杜瓦罐。通過單光子探測的工作原理,也可以看出二者之間的密切關係。

此外,去年國內還首次將高精度超導陣列單光子探測器應用於地月激光測距實驗,成功地獲得了5組回波反射信號,測量數據精度達到國際先進水平。今年初,基於這種單光子探測器,研製成功了一種紅外成像系統,首次實現了紅外二區帶三維多色熒光壽命成像。超導單光子探測技術在激光衛星測距、激光通信、量子信息等方面也有廣泛的應用。

時至今日,超導單光子技術已在我國實現了幾百公里以外對小目標動態狀態的實時跟蹤探測,這是光子雷達發展的一大進步。伴隨著中國的不斷進步,我們離成熟的微波光子雷達越來越近了,未來一旦投入使用,那麼那些隱身機,就會變成一堆廢銅爛鐵!


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