原来中国米波反隐雷达世界领先水平,合肥38所立下大功!

2017-03-12 07:44:23   

关于中国利用米波雷达反隐身战机的事,一直只是网友的传说,事实上官方早在2016年对合肥38所报道的时候,就证实了中国确实在2003年研制成功反隐雷达,而且技术国际一流,已经实战部署并在9.3大阅兵中亮相。同时报道米波反隐雷达功臣——吴剑旗。
官文标题是《信念笃定,坚守使命——记中国电子科技集团公司第三十八研究所副所长吴剑旗》,里面详细介绍了米波反隐雷达的研制过程。



上世纪90年代,合肥38所立项米波反隐雷达,不过是个技术难题,非一日之功能研制出来的。当时中国面对国外隐身飞机的威胁,一时无法破解。当时吴剑旗,潜心投入到反隐身先进米波雷达技术领域的研究之中。


他开创了一种米波MIMO雷达新体制,探索出独特的技术路径,系统地克服了传统米波雷达不能定位的缺陷,达到了国内和世界领先水平。



MIMO雷达 雷达 MIMO( Multiple-Input-Multiple-Out-put) 技术能使雷达系统通过独特的时间 技术能使雷达系统通过独特的时间-能量管理技术实现多个独立宽波束同时照射, 能量管理技术实现多个独立宽波束同时照射,是近年来雷达领域提出的一种全 新的雷达体制。
中国的米波反隐雷达技术特别,不走寻常路
1991年,海湾战争中美军隐身飞机投入实战,对传统防空体系带来巨大威胁,迫使各国开始着手反隐身手段的研究。美军隐形战机对中国也造成的巨大的震动。
同年,工作一年多的吴剑旗被赋予重任,前往西安代表38所与西安电子科技大学协商合作研究事宜。双方成功达成了合作意向,经过双方艰难的论证工作,最终“稀布阵综合脉冲孔径雷达试验系统”成功立项,成为总装重点预研课题。从反隐身的角度来看,米波雷达具有非常大的潜力。米波雷达的频段优势和功率孔径积优势加起来可达四个数量级以上。”然而,米波雷达也有着许多致命的缺陷。比如,米波雷达不能准确测量高度,反隐身飞机作战的时候,需要雷达引导我机拦截敌机,不能测高就完成不了引导空战的任务”。除此之外,米波雷达还存在威力覆盖不连续、低角盲区大等缺陷,使其长期以来只能作为补充手段,不能承担骨干雷达的重任。
要解决我国反隐身的问题,必须要研究一种全新的雷达体制。8年的坚持,吴剑旗带领团队在2000年圆满完成了预研课题的全部任务,成功实现了一种2003年以后才被国际雷达界称为MIMO(多输入多输出)的雷达新体制。该成果获得了2002年度国家科学技术进步奖二等奖、2001年度国防科学技术奖一等奖。
地面或者水面反射对米波雷达影响很大,叫做多路径的影响。多路径影响使得米波雷达波束上翘,造成它的低仰角性能不好。所以MIMO就是要想方设法克服这个多路径影响。
随后,吴剑旗又致力于推动该成果向型号装备转化的工作。他负责完成了型号总体方案设计以及实用化超宽带天线、收发系统等专题攻关,指导米波稀布阵雷达全过程的研制工作。
在实际的装备研制中,又出现一系列新的问题。米波雷达立体稀布阵列天线优化设计就是其中一个。以前的米波雷达是把能量集中到某一个方向进行搜索跟踪。而中国研制的米波雷达是像电灯泡一样泛光照射,各个方向都要进行搜索,形成上千个波束,同时盯着各个方向。其天线形式也是完全不同的,要获得好的性能,优化设计很关键。如果天线阵完全随机分布在一个立体空间范围内,则变化会有无穷多种,很难做优化。如果用多层圆环阵逼近它,那做优化的参数相对来说就更加有针对性。遵循着这样的思路,结合理论分析与仿真,立体天线阵得到了很好的优化,并申请了国防发明专利。
直到2012年,该米波雷达才完成一级设计定型,成为世界上第一部实用米波MIMO雷达。其威力覆盖范围、测量精度、测速精度、数据率等主要性能指标超过国外米波三坐标雷达和国内外现役微波三坐标雷达。

2015年9月3日,纪念抗战胜利70周年的大阅兵在北京天安门广场举行,由他负责研制的305A机动式三坐标雷达接受了党和人民的检阅。
中国米波雷达的体制之争

米波雷达作用距离远、成本低,并且具有较好的反隐身和抗反辐射导弹的能力,是对空情报雷达重点发展的方向之一。采用DBF体制的米波雷达,引入空间信号处理技术,易于实现低副瓣波束和自适应零点,能够改善传统体制米波雷达在测量方位精度、抗干扰能力等方面固有的缺点;它能实现同时多波束提高数据率,并且波束控制灵活方便,具有很强电子战能力。
1999年,我国空军启动机动式三坐标雷达工程的研制工作,作为38所竞标总负责人和总设计师的吴曼青院士负责技术决策和制定总体方案。制定方案时,所内许多专家建议用国外主流的相控阵体制。
由于DBF(数字波束形成)技术是一种比相扫更加先进的技术,具有高增益、宽覆盖以及更大的动态范围等良好探测性能,吴曼青院士提议采用DBF体制。巧合的是,吴剑旗在研究生期间学位论文就是研究DBF算法的,他认为采用DBF的方案是现实可行的。于是,他极力支持吴曼青院士。但当时国外主流均是相控阵体制,一大堆质疑声向他们涌来。
面对疑问,吴剑旗想用实际结果来证明。于是,他作为研制阶段总设计师,开始了工程实施方案设计,负责完成样机研制和设计定型的工作。
付出终有回报,2003年305A米波雷达如期研制成功了。刚开始我们米波只在一维上形成DBF,后来将其扩展成二维,中国米波反隐DBF技术有了进一步发展。

空警500雷达试验
最后,这个技术应用到空警500上,九三阅兵式上的新型空警500预警机雷达,就是采用两维的DBF体制。所以说空警500比空警2000先进得多。
2004年,305A雷达派生了出口型号,因其技术先进在很多市场上胜过法国和美国的产品。
305A雷达是世界上首个采用DBF体制的地面防空三坐标雷达,成为我国防空雷达赶上世界先进水平的里程碑式产品,获得国家科学技术进步奖一等奖。