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新体制雷达有多牛 [复制链接]

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发表于 2019-1-10 11:36:49 |显示全部楼层
2019年1月8日上午,中国2018年度国家科学技术奖励大会隆重召开。哈尔滨工业大学刘永坦院士、中国人民解放军陆军工程大学钱七虎院士获2018年度国家最高科学技术奖。
刘永坦院士做的工作就是,设计一款新体制雷达突破传统雷达探测盲区,让地球曲率不再成为雷达探测距离的紧箍咒,让远海低空飞行的敌机以及海面敌军舰艇不再可以轻松“逍遥法外”,这一款新体制雷达的发明,使得中国的海防雷达探测范围扩大了5倍以上,而且几乎做大了完全无死角,最厉害的还是探测距离有了突飞猛进的发展,和国内同样体制雷达相比,刘院士设计的雷达:系统最小最精简、探测距离最远、精度最高,但是成本最低,堪称魔法师!

 最终解决之道就是,高频地波雷达,简单来说就是高频波段电波在导电海水表面上传播具有很强的绕射特性,不受地球曲率的限制,因此可以探测地球表面或低空的远处目标。


刘永坦院士则迎难而上,最终攻克了难关,比较早期的实验就得到了280公里海面的船只运动图像,最终国家还提出更高的要求,最终能力有可能达到500公里,远超过国际同类雷达通常的300公里探测距离。

1996年台海危机促成了这款雷达的诞生:远距离高可靠高成本探测航母变成了核心要求

  这款雷达原来并不受太大重视,在1996年中美就台海局势发生重大危机之后,第二年国家就立即启动了这个风险爆表回报惊人的雷达项目,最终在2015年结出累累硕果,简单一句话来说就是:电科38所吴剑旗总师的雷达,让美国隐身飞机无处躲藏,而刘永坦院士的雷达,则让美国航母无处可逃。

空中预警机和海上巡逻机以及卫星发现敌人航母都是很高效的选项,但是这些武器的特点就是,作战生存力低下,而且造价高,使用费用高昂。

  比如飞机平台持续飞行时间很短,一天正常就是6-7小时,飞行一次成本几乎上千万,而卫星则有盲区问题,外加通讯怕干扰,而且低轨道卫星虽然成像清晰,但是轨道太低而且相对相对固定,航母编队的标准6导弹攻击下几乎毫无逃生机会。

刘永坦院士的雷达成功之后,中国海军就多了一个选择,岸基雷达站可以超远距离就可以发现敌人航母,敌人低空飞行的飞机,实际上来说,遇到这款雷达航母就完了。


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发表于 2019-1-11 01:20:48 |显示全部楼层
通常而言,我们常见的对海探测雷达主要有三种:

普通的三坐标对海搜索雷达,工作在微波波段,雷达波接近直线传播,作用距离受到地球曲率限制通常只能看到50公里以内的海面目标。(架设高度20米的雷达对50米高度目标的探测距离约为47公里)这种雷达通常比较小,可以直接安装在军舰上。

第二种是工作频率在3~15MHz的高频雷达。这种雷达波的绕射能力比较强,在沿海平面传播时衰减较小,可以用来对地平线以下的海面目标进行检测,通常其探测距离可以远达300公里以上。主要缺点是受海面杂波干扰大,雷达天线阵列庞大,通常只能在地面进行固定架设。

第三种是超视距天波雷达,这种雷达的工作频率更低,波长更长。长波信号可以在海面和电离层之间多次反射形成“波导通道”中穿过,所以其可视范围非常远,也被称为“天波”。探测范围通常高达3~4000公里。缺点是无法探测近距离目标,存在较大盲区,探测精度非常差,通常达到千米级,而且非常依赖气象条件,大气波导通道可不是想有就有的。
刘院士的主要工作成就在第二种地波超视距雷达(SWOTHER)上。波长数十米的电磁波与海洋的相互作用产生绕射现象在1955年被发现,为超视距检测海上舰船奠定了理论基础。地波超视距雷达利用高频段(2~30MHz)垂直极化电磁波沿海面超水平线传播时损耗很低,可以在300公里以上的距离检测舰船和飞机。这种雷达的探测距离正好可以弥补微波雷达和天波雷达之间的探测距离空白。而且由于工作波长较长,对隐身技术并不敏感,所以世界各国都对其加以研究和应用。

当然,这种雷达也有不少缺点需要克服。
首先是杂波问题,海面上可不是风平浪静的。海浪的波长尺寸通常也恰好和地波雷达的波长接近,和舰艇的物理尺寸也很接近,因此海浪形成的反射信号的尖峰对信号筛选产生干扰,甚至淹没目标信号。

消除了海浪的影响,还有一种自然影响就是雷电。雷电产生的信号强度并不稳定,有时候混在杂波中,有时候异军突起让人错以为是目标。所以也需要开发多重标准的虚警检测器来对其进行处理。

除了自然的影响,还有另一种严重的干扰:.由于高频雷达工作的短波波段存在着密集的短波通信业务, 同时还有大量的工业和民用信号如无线电通信、广播等产生的干扰, 使得工作环境十分恶劣, 很难找到一个能够保证雷达长时间稳定工作的频率。所以需要对频率使用情况进行实时监测,并为雷达找到最佳的频率“寂静通道”。
刘永坦主持建设的中国第一个地波雷达站投入使用,获1991年国家科技进步一等奖

当然,随着技术的进步,计算机信息处理能力大幅增强、雷达天线的灵敏度也获得了极大的提高,以往地波雷达难以涉及到的空中目标现在也可以进行探测了。由于波长尺度大于普通战斗机,接近战略轰炸机和运输机的尺寸级别,具备发现B-2级别隐身轰炸机的能力。这是“网红”米波反隐雷达所不具备的优势。

另外,雷达的设计规律也对地波雷达不利:发射天线的尺寸比工作波长越大,信号的指向性越好,测量精度越高。地波雷达的波长已经达到米级尺寸,所以雷达天线通常也是高达数米。而且为了保证角分辨率和天线互相干扰的问题间隔也需要做的很大。这样一来天线阵列就会变得无比庞大,对雷达的选址和建造提出了很高的要求。同时也意味着这些高性能雷达难以机动部署,在战时的抗损能力很差。而可机动部署的小型化雷达的探测精度大打折扣,性能远不如固定部署的。
地波雷达作为海防探测体系中不可或缺的一环,各强国都很重视发展。地波雷达和天波雷达共同建立起的陆基远程海洋预警体系可以提供远离海岸5000公里级别距离内的目标信息。虽然由于长波雷达本身的测量精度缺陷并不能直接引导武器攻击,但是可以大幅增加预警时间,为我方舰队和地面单位做出应对部署争取时间,可以说意义非凡。

从单纯的理论研究到一整套体系的建立,还将探测范围拓展到传统理论范围之外。同时在工程上克服了大量的难题,摆脱了传统地波雷达站的形式,发展出分布式和小型化等创新技术。以更小的系统规模和功耗实现了比国外同类雷达更强的性能。刘永坦院士获此殊荣,确实是名至实归。

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发表于 2019-1-11 12:19:32 |显示全部楼层
还有一个呢?

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发表于 2019-1-17 10:06:24 |显示全部楼层
中国地波雷达世界领先,预警机领先美国一代,海外华人扬眉吐气。

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发表于 2019-1-17 11:02:41 |显示全部楼层
厉害了我的锅
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