圖：中國量子雷達探測示意圖/網(wǎng)絡(luò)圖片
雷達素有“千里眼”的美稱，在發(fā)現(xiàn)即打擊的現(xiàn)代信息化戰(zhàn)爭中，能夠更快、更準地發(fā)現(xiàn)對手，甚至比打擊對手更加重要。近期，中國研製的多款新型雷達密集公開亮相，量子雷達、微波光子雷達、可“向后看”的機載雷達……其中首次公開展示的量子雷達，因解決傳統(tǒng)雷達在抗干擾、反隱身及目標識別等方面的技術(shù)瓶頸，更是成為外界矚目焦點。目前，中國早已完成量子雷達原理樣機研製，突破同類雷達的探測極限，在全球首次實現(xiàn)遠程探測。
從以前視距作戰(zhàn)，到現(xiàn)在超視距戰(zhàn)爭，再到信息化一體的戰(zhàn)爭，幾乎世界上每個國家都在發(fā)展自己的雷達裝備。經(jīng)過60年的發(fā)展，中國雷達從之前的電磁雷達、紅外雷達到現(xiàn)在的量子雷達，已有了質(zhì)的突破。內(nèi)地媒體報道指，中國目前在量子雷達研究方面已具備量子雷達系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)研製以及實驗驗證的初步能力。
據(jù)新華社和解放軍報報道，中國首臺量子雷達樣機近日先后珠海航展和北京一雷達高峰論壇上公開亮相。該雷達是由中國電科14所研製的中國首部單光子檢測量子雷達樣機。網(wǎng)上資料指，常規(guī)的雷達只是通過電磁波形式，其搜索的範(fàn)圍及效果都有限制。而量子雷達可利用光子進行探測，將量子的特性優(yōu)勢發(fā)展起來，此外量子雷達的精度與抗干擾性非常強，尤其是針對複雜環(huán)境，能夠識別非常小的源體，也能夠探測到隱形戰(zhàn)鬥機的情況。
132km測距遠超光電設(shè)備
據(jù)科技日報今年8月的一篇報道披露，早在2015年，中國電科14所研製團隊完成量子雷達原理樣機研製后，在西北高原開展了遠程探測試驗一舉突破同類雷達的探測極限，在國際上首次實現(xiàn)遠程探測。
近日，中國電科14所副所長、軍委科技委主題專家組專家，國防973項目首席專家王建明在《現(xiàn)代雷達》雜志刊發(fā)論文《面向下一代戰(zhàn)爭的雷達系統(tǒng)與技術(shù)》中透露，中國使用基於超導(dǎo)單光子探測器的量子雷達系統(tǒng)在青海湖開展了真實大氣環(huán)境下的探測試驗，對目標的探測距達132km。
業(yè)內(nèi)分析普遍認為，該距離已經(jīng)遠超傳統(tǒng)光電探測設(shè)備的能力，彌補了由於傳統(tǒng)光電探測系統(tǒng)與經(jīng)典源雷達系統(tǒng)一起工作時的探測距離不足的短板，處於國內(nèi)乃至世界的領(lǐng)先水平。
王建明介紹，量子雷達是將量子技術(shù)引入雷達探測領(lǐng)域，通過對量子資源的利用，實現(xiàn)高靈敏度檢測和高維度量子態(tài)調(diào)製，解決傳統(tǒng)雷達在抗干擾、反隱身及目標識別等方面的技術(shù)瓶頸。這位權(quán)威專家透露，量子雷達具有探測距離遠、發(fā)射功率低、探測手段豐富、抗干擾能力強等優(yōu)勢，在新型機載遠程反隱身預(yù)警系統(tǒng)、無人機反導(dǎo)系統(tǒng)等領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用前景。
量子技術(shù)將用到微波頻段
王建明坦言，目前量子探測理論架構(gòu)、量子元器件等基礎(chǔ)科技有待攻關(guān)，量子雷達的實用化還有一段距離。不過，中國電科14所所長胡明春近日在珠海航展期間接受央視網(wǎng)採訪時亦表示，下一步要把量子雷達技術(shù)用到微波頻段，把廣泛應(yīng)用的微波雷達的探測距離提高上去，提升雷達的抗干擾性能。他透露，量子雷達在探測的同時，還可以對對方的雷達形成干擾，并且還能夠滿足通訊的需求。他希望，能盡快將相關(guān)成果用到解放軍的主戰(zhàn)雷達上去，提升中國軍隊的預(yù)警探測能力。
量子雷達原理
“絲路眼”可監(jiān)控衛(wèi)星 或出口巴鐵
中國自主研製的新型“絲路眼”預(yù)警機雷達日前亦在珠海首度公開亮相。據(jù)中電科14所介紹，“絲路眼”有源相控陣預(yù)警機雷達實際上是一種可以提供安裝在各種大型飛機平臺上的預(yù)警機系統(tǒng)，可以根據(jù)用戶需求，安裝在空客、波音或者其他平臺上。
預(yù)警機是現(xiàn)代空戰(zhàn)中的重要裝備，它是空中作戰(zhàn)指揮中樞，它不僅作為預(yù)警探測平臺，還是各類信息、各種裝備實現(xiàn)互聯(lián)的重要手段，被譽為“空中帥府”，具有重要的戰(zhàn)略意義。美國智庫《中國簡報》評價，中國預(yù)警機雷達在技術(shù)體制上領(lǐng)先國外一代。
“絲路眼”雷達天線採用背靠背兩具有源相控陣天線，其中背面一具天線的T\R單元數(shù)較少。據(jù)介紹，正面有較多單元的天線不僅可以對空中、海面目標進行監(jiān)視，也能對臨近空間和軌道上的目標進行跟蹤監(jiān)視，具有反導(dǎo)、監(jiān)控低軌道衛(wèi)星的能力。在執(zhí)行這一任務(wù)的時候，可以將天線指向主要威脅方向，而背面的雷達天線也能確保預(yù)警機不會在監(jiān)控特定方向目標的時候，出現(xiàn)“視野空白”。
據(jù)觀察者網(wǎng)介紹，巴基斯坦可能將成為“絲路眼”的首個海外用戶，用於改裝其現(xiàn)役ZDK-003預(yù)警機，使其性能有較大的提高。由於“絲路眼”雷達性能先進，且配置豪華，可以提供給有高端需求的用戶使用。相比E-2“鷹眼”、E-3“望樓”或者“愛麗眼”這類預(yù)警機，性能有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢。
微波光子雷達 分辨率提升百倍
中國電科14所智能感知實驗室微波光子項目組針對微波光子雷達長期存在的瞬時動態(tài)不足的問題完成了階段性攻關(guān)，研製了毫米波大動態(tài)寬帶雷達，并對民航飛機完成了高分辨成像，相比於國際已報道的微波光子雷達樣機接收動態(tài)提升了4倍，同時分辨率提升了100倍。
微波光子學(xué)技術(shù)的發(fā)展是雷達領(lǐng)域的一項潛在顛覆性技術(shù)，是新一代多功能、軟件化雷達的重要技術(shù)支撐。早在2014年，國際同行便公布了世界上首部全光子架構(gòu)的雷達系統(tǒng)樣機，驗證了光子技術(shù)實現(xiàn)雷達系統(tǒng)的可行性。但彼時光子技術(shù)雖有實現(xiàn)超寬頻譜覆蓋的能力，其對系統(tǒng)動態(tài)的惡化仍然比純微波系統(tǒng)嚴重。
美國、俄羅斯、意大利、中國等對微波光子雷達進行了研究。近期意大利雙波段微波光子雷達現(xiàn)場試驗中，成功檢測到多個海上目標，并精確跟蹤了8海里外的船隻，最小可檢測信號在S和X頻段分別達-122dBm和-124dBm，與最先進的相參雷達系統(tǒng)相當(dāng)。俄羅斯透露成功研製出微波光子雷達收發(fā)樣機，南京航空航天大學(xué)、南京電子技術(shù)研究所、中國科學(xué)院也研製出微波光子實時成像驗證系統(tǒng)。
中國電科14所副所長、軍委科技委主題專家組專家、國防973項目首席專家王建明指出，微波光子雷達用微波光子技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)雷達中基於電子技術(shù)的射頻微波鏈路，能有效克服傳統(tǒng)電子器件的技術(shù)瓶頸，滿足多頻段、大帶寬、抗干擾、可重構(gòu)和多功能的雷達技術(shù)需求。能夠?qū)崿F(xiàn)輕量小型化的雷達陣面，可作為下一代戰(zhàn)鬥機、無人飛艇的智能蒙皮。
機載雷達增“后眼” 助戰(zhàn)機“隱身”
圖：KLJ-7A“三面陣”機載有源相控陣火控雷達/網(wǎng)絡(luò)圖片
近日，中國電科14所在其微信公眾號上兩度隆重介紹了新型的KLJ-7A“三面陣”機載有源相控陣火控雷達。相比於傳統(tǒng)雷達±60? 的視野，KLJ-7A“三面陣”雷達通過在機身兩側(cè)加裝兩部超薄天線，它的探測視野有了跨越式的提升，達到±150?（即300? 探測視野），為現(xiàn)代戰(zhàn)機提供突破傳統(tǒng)視野局限的“廣角”解決方案之一。相比傳統(tǒng)雷達，它可讓戰(zhàn)機獲得“后眼”的顛覆性技能，對戰(zhàn)場感知能力得到幾何數(shù)量級的提升。
據(jù)14所專家介紹，具有“廣角”能力的飛機能夠在空戰(zhàn)中有效保持對敵方態(tài)勢掌握，從而規(guī)劃航線使飛機與對方速度矢量重合，這樣敵方戰(zhàn)機就無法掌握自己的行蹤。某種程度上說，這就是另一種“隱身”，對提升戰(zhàn)術(shù)靈活性意義重大。
其次，“廣角”視野可幫助戰(zhàn)機在實戰(zhàn)中實現(xiàn)“敏捷脫離”，即在大角度大機動狀態(tài)下可靠穩(wěn)定地跟蹤目標和制導(dǎo)先進空空導(dǎo)彈，這樣己方飛機就能做到“邊跑邊打”，生存能力大大提升。
此外，“廣角”視野還可以擴大雷達的搜索範(fàn)圍，一定程度上當(dāng)做“小型預(yù)警機”使用。
“三面陣KLJ-7A在具備‘廣角’能力后不僅讓戰(zhàn)機探測性能大大提升，更重要的是這些能力極大豐富了戰(zhàn)機的作戰(zhàn)靈活性以及戰(zhàn)場生存力，從而讓載機的作戰(zhàn)能力更上一個臺階。”14所專家指出，KLJ-7A是機載火控雷達領(lǐng)域的一個重要突破，標志著中國在機載火控雷達技術(shù)已經(jīng)并跑世界先進水平，并在某些方面實現(xiàn)領(lǐng)跑。
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