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美国预警机的“强盗”行径——技术性“偷取”别国雷达屏幕影像

2019-06-28 11:29 性质:转载 作者:矢量加特林 来源:今日头条
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伊朗击落美国RQ-4A BAMS-D无人侦察机的同时,放过了有人的P-8A,避免了事态的进一步扩大。紧贴伊朗领海线,只差0.23海里&emsp...

  伊朗击落美国RQ-4A BAMS-D无人侦察机的同时,放过了有人的P-8A,避免了事态的进一步扩大。

紧贴伊朗领海线,只差0.23海里

  根据专业人士分析,美国人很鸡贼,无人机虽然没进入伊朗领空,但却是贴着12海里的领海线飞的,在危险的边缘反复试探,终尝恶果。

  但不得不说,耍流氓也是个技术活。

  美国为了偷窥别国,可以说是不惜成本,为了能够降低飞机的雷达截面积(RCS),甚至让自己的屏幕显示苏联雷达画面。

“迷路”的雷达电磁波

  先了解一下有关雷达和电磁波反射,特别是天线会不停转悠的搜索雷达。

  雷达发出电磁波后,只要是能够反射能量的物体,都会将雷达发出的电磁波反射给天线,天线再转给接收机,形成雷达回波信号。但反射物除了目标本身,还包括附近的地形地貌、水面、鸟类、甚至某些天气状况。

  而且,很多反射电磁波“被环境掰弯了”,经过数次折返才歪歪扭扭的回到天线。

多路径反射示意图

  换言之,天线收到的电磁波并不是直来直往的,还会有一堆多次折射、反射的部分,这种现象,被称为多路径反射。

杂波非常多

  那么问题来了,那些“迷路”的电磁波去哪儿了呢?

利用杂波,变废为宝

  假如,有一台很灵敏的接收机刚好卡在某个反射角度,那么这个接收机就可能接收到“迷路”电磁波。这就是电子侦察的理论基础,也是很热门的双基雷达探测隐形战机的理论基础。

  上世纪60年代,美国海军VQ-1侦查中队有一位供应商,叫查克·克里斯特曼,他给美国海军原有系统加装了大尺寸天线,将灵敏度、指向性大幅度提高(不能称为发明专利,应该算是“实用新型专利”)。

美军EC-121预警机的雷达信号反射器

  该系统的小名叫“灰鞋”(Grey Shoe),安装在VQ-1中队的EC-121M预警机的机腹。

美军EC-121M预警机

  EC-121M安装“灰鞋”进行试飞时发现,只要与地面雷达接收频率同步,就可以捕捉地面雷达的“迷路”杂波,从而看到该雷达站附近的地形地貌。这在以前是从没发生过的。

  查克觉得这个现象应该有用,可是,要怎么运用呢?

美军EC-121M预警机机舱内景

  思考一段时间之后,他想到:

  是不是可以用这个方法判断对方雷达站的具体位置?既然美国的雷达可以,苏联的雷达行不行?

  既然“灰鞋”可以“偷窥人家的波”,那么,把获取的地形地貌与地图比对,就能确定该雷达的地面坐标啦!

  这个想法在1963年春天的时候开始付诸行动。

杂波一直是雷达识别的大敌,“强盗”创造性的反利用对方雷达杂波

  技术人员使用一具APR-9接收机与天线连接,输出的信号同时馈入三具灵敏度不同(高、中、低)的放大器,然后再送到APS-20雷达的平面显示器上。

  平面显示器就是一个有一条线转圈圈圆形屏幕,这条线转动的速率代表雷达天线旋转的速率。为了搜集地面雷达的影像,要与地面雷达转圈速率完全同步,需要进行反复调整。

美军的小白鼠CPN-4雷达系统

  美国海军首先拿自己的CPN-4雷达当小白鼠练手,经过数次尝试后,成功复制CPN-4收到的地面杂波影像。

“强盗”系统诞生

  VQ-1中队的新发现得到美国海军的重视,批准继续进行更多的飞行试验。

  既然官方认可了,就取个比较拉风的名字吧——Brigand,强盗!

  这.......也算名副其实吧,“偷窥人家的波”,当然不是什么好人。

  不过,Brigand也刚好是系统全名Bostatic Radar Intelligence Generation and Analysis, New Development的缩写。

  但笔者严重怀疑是先有简称“强盗”,然后拼凑了一个全称,美军玩这种缩写和全名的烂梗也不是一次两次。

  “强盗”系统功能如此独特,装在预警机上要占据不少空间吧?

  恰恰相反,整套系统不足百斤,这在没有现代电脑、晶片、大规模集成电路的1965年是非常难得的。

EC-121预警机机舱内APS-20控制台

实战效果

  来看看实际效果吧。

  在当时,如果要定位目标,飞机需要在该空域待上至少30分钟,最好的情况下,定位的精确度是8X3公里的一个椭圆形区域(对,就是这么大)。

  “强盗”系统呢?

  对于使用E波段的地面搜索雷达,他可以在400公里外开启系统去“偷波”,只需要雷达天线转一圈,约10秒钟。

“路过”的EC-121M预警机。美其名曰“无害通过”,其实真“腹黑”

  换言之,飞机基本无须停留,仅仅“路过”一趟,就能得到与地面雷达相同的杂波画面(要经过算法还原)。

精确度呢? 320米!

  这个精确度是什么概念?相当于“黑鸟”侦查机执行一次照相侦查任务(黑鸟做一次侦查相当复杂,美国几十架黑鸟,服役24年,总共才飞行2801小时)。

能嘲笑黑鸟的飞机确实很少。EC-121M预警机与黑鸟侦察机同框

  越战时期,越方地面炮兵部队雷达一开机就被美国预警机精准定位,“百舌鸟”反雷达导弹呼啸而至,命中精度非常高。

  “强盗”系统也有明显的限制,最主要的是雷达的种类。目标雷达天线必须360度旋转,如果不是这种天线,就没办法同步“偷波”。不过,几乎所有远程预警雷达都是会转的。

  除了定位之外,“强盗”系统还有意料之外的功能:假如雷达站附近有比较高大的山体,回波就会比较大,“强盗”上的显示自然也会比较突出。

  大山为什么重要呢?这正是轰炸机飞行员最想知道的雷达"盲点"。

“强盗”来了咋办?没得说,狠揍!

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