圖說:雷達今天比較忙,軍工觀察發來賀電:祝大家中秋節快樂!
目前中韓僵持不下的薩德飛彈防禦系統(簡稱「薩德」)渾身最讓人擔心的就是地面雷達構件了。
「薩德」系統使用的AN/TPY-2主動相控陣雷達,號稱當今世界上最大、功能最強的陸基移動雷達。美軍方宣稱其探測距離為500千米,但實際上由於雷達探測距離與目標的雷達截面積密切相關,該型雷達對於彈體尚未分離的上升段中遠程和洲際飛彈的探測距離應在2000千米以上。而且該型雷達可在870千米距離探測到雷達截面積較小的隱形目標,故具備相當的反隱型戰機能力。該型雷達使用的窄波束,則能在580千米左右的距離精確評估目標彈頭的預計位置,並識別假彈頭。
其強大的雷達監測面積監控範圍有可能帶來中國的東北和華北地區「裸奔」,這是正讓身處鄰國的中俄極力反對的主要原因。
測距範圍廣、反隱身、高精準成為衡量雷達的主要指標,也正因為此,雷達號稱「天空之眼」。除了兵器中應用,就連素有「顛覆汽車」之稱的特斯拉,9月12日,也開始提高雷達技術在自動駕駛中的應用,以在大霧、塵雨或大雪天氣提高自動駕駛系統的識別障礙物的功能,保護車主的人身安全。這源於一名特斯拉車主在2014年5月惡劣天氣下駕駛是時因與一輛卡車相撞而身亡。
雷達,作為20世紀誕生的顛覆性技術以百米衝刺的速度席捲到各領域,如今已經被廣泛應用到軍用市場和民用市場。 軍用雷達市場,按照用途和功能劃分,可以分為岸防雷達、彈道飛彈跟蹤雷達、彈道飛彈防禦雷達、地炮雷達、對空情報雷達、機載雷達、艦載雷達等,這些雷達是獲取陸、海、空、天戰場全天候、全天時戰略和戰術情報的重要手段。民用雷達,主要用在天氣預報、賑災防災、交通運輸領域、以及環境監測、科學研究等多個領域,按照用途分為數位化測雨雷達、都卜勒天氣雷達、航管雷達、場面監視雷達等。
近幾年,市場規模愈發的洶湧磅礴。
根據DMS 國際雷達市場預測,預計2009至2018年間世界雷達市場的總額將達到520億美元。在最近公布的雷達系統市場分析中更加具體的指出,未來十年生產的雷達數量將超過15000部。
如此龐大需求,促使世界各國紛紛大力發展雷達技術。儘管全球防務預算總體上縮減,但是用於雷達上研發和採購費用卻保持逆勢上揚。與前一年相比,2012年僅僅美國的雷達交易額就增加了將近10億美元,達到42.6億美元(據弗若斯特沙利文公司提供的數據),其中主要驅動力來自於對飛彈防禦系統和反炮兵系統的需求上升。
「兵家必爭:先發制人」
雷達之於兵器,猶「眼睛和耳朵」之於人。 在軍工領域,正因為雷達探測、搜索、追蹤、目標識別等精準、實時、全天候打擊,被形象的稱作「千裡眼和順風耳」。離開了雷達監測功能的偵察機,如同盲眼人,極易落入敵人圈套。雷達通過發射電磁波,波光所及被障礙物反彈回來,有接收機接收信號,通過顯示器等處理信號,來判斷目標的距離、方位、高度,甚至判斷形狀和顏色,這可以幫助偵察機偵測發現敵機並及時做出回應。
通過雷達檢測的氣象信息
雷達的神奇之處,就在於無論是風雪瀰漫還是塵沙蔽日, 這些發射的電磁波都能穿透,幫助裝在雷達的兵器搜索可疑目標。
在上世紀50年代韓戰期間,在蘇聯的援助下,中國成立了首個雷達營, 在開赴東北後,負責對空監測的情報搜集任務, 軍隊因一度缺乏熟練的技術指導,使用的雷達險些被放棄,改為肉眼監哨。後經過陣地重新選擇和調整,在東北以及朝鮮形成了覆蓋40多萬平方公裡的雷達網,成功的幫助我軍獲取和攔截目標以及關鍵戰爭取得了重要的勝利。
1999年,美軍一架F-117隱形轟炸機在貝爾格勒西北一個小村莊 附近被擊落,依靠的是維拉-E雷達。該雷達可掃描和監測裝載有源雷達的戰鬥機、預警機以及海警船等;掌握該雷達技術的國家,只有俄羅斯、捷克和烏克蘭,美國為了防止中國也擁有這項技術,百般阻撓準備將其出售中國的捷克。
美國第五代隱身戰鬥機F-22、F-35上裝載技術先進的有源相控雷達,它使飛機具有更為銳利的眼睛,更為豐富的作戰功能,實現"先敵發現、先敵發射、先敵命中"。目前,中國正在積極研發多種反隱身雷達體系,預計將安裝更新到中國五代機上。
逐漸以信息化作戰為核心的現代戰爭、未來戰爭,信息化作戰的「火眼金睛」-雷達無疑是世界各國軍工必爭之地。
但是,目前全球雷達市場供應商集中度較高,全球前五大廠商中,有四家都是美國公司,一家 MEADS 國際,為美國和義大利公司聯合組建。 這五大廠商分別是雷聲、諾斯羅普·格魯門、 MEADS 國際、羅克韋爾·柯林斯和洛克希德·馬丁,根據《預測國際》分析,這5 家公司在近10 年的市場銷售額約為237 億美元,約佔市場總額的46.5%。
隨著而各國雷達技術投資的不斷增大,除了傳統幾家大型供應商外,中信建投分析報告認為,未來的雷達供應商表現兩個趨勢:一些新型的公司紛紛擠進一些還未被大廠商佔領的空白市場,成為雷達市場的新生軍。另一個趨勢是過去由某個大公司獨享一個大項目的局面將改變,多個公司共同研製項目,形成跨國合作的強大聯盟,比較突出的有MEADS、AGS 和Euroradar。
「失聰的千裡眼」
雷達天生的使命在於無論什麼樣環境都可以及時發現、穩定跟蹤並有效識別目標。隨著武器裝備不斷升級以及環境的複雜化,雷達的探測任務要求也越來越高。
由於世界各國擁有的核飛彈的數量在攀升,其中對彈道飛彈的預警和攔截需求成為很多國家對國防安全保障的關鍵。主要是因為在空中飛行的彈道飛彈雷達反射的信號會極其微弱,並且具有極高的飛行速度,普通雷達很難發現並準確跟蹤飛彈。常規的單脈衝採用機械掃描和窄波束不具備大空域目標搜索和預警能力。
朝鮮不顧國際的勸阻,多次大搞核試驗和飛彈發射,這也最終刺激韓國最終不顧與中國交惡,也要部署薩德反導防禦系統的主要原因。美國、前蘇聯、日本、澳大利亞等國家都在自己本國周邊部署和裝備了大量的相控陣雷達,裝載到反導防禦系統上,用來監測和跟蹤對對抗目標。
薩德飛彈防禦系統
除了快速飛行的飛彈目標,實際上對於低空飛行的小目標,常規的雷達也難以區分。2014年, 飛入韓國境內的小型無人機在韓國的低空雷達上顯示出是鳥群,被稱為「低空之眼」的低空TPS-830K偵察與火控雷達被諷刺「失明」。
此前爆出的不明無人機闖入韓國青瓦臺、法國愛麗舍宮、巴黎鐵塔、美國白宮、日本首相官邸等重地, 導致國家安防體系的慌亂,還有無人機的亂飛闖入機場逼停航班的現象。。。。。。無人機製造的事端層出不窮,開始備受國家監管層注意。一方面除了航空管制空白區導致無人機黑飛亂飛,另一方面無人機本身可攜帶炸藥、攝像等設備,這使得無人機帶來的危害性可能遠超過想像。
從技術上看,傳統的雷達「失聰」主要因為電磁波是直線傳播,受地球曲率的限制以及山地的影響,使雷達探測產生盲區,看不到低空與超低空飛行的目標,所以低空目標給雷達探測帶來困難與威脅。而且低空飛行目標常因為來自地面、海面等強波幹擾以及山形、地形等障礙物的阻礙加劇低空探測的困難。
不僅無人機,「低小慢」目標涉及的範圍比較廣,還包括中小型飛機、直升機、滑翔機、三角翼、滑翔傘、動力傘、熱氣球、飛艇、航空模型、空飄氣球等通用航空器材及航空運動器材等。它們往往低空、超低空飛行,飛行速度較慢,不易被雷達發現。
「呼嘯的雷達市場」
需求決定供給,在信奉市場經濟的國家已成為一條鐵律。 雷達由於目前對於低小慢目標以及隱身目標的探測能力較弱,對於可以識別這些目標的需求會大大增強,勢必影響著未來雷達市場的發展方向。
總結來說,未來的雷達或許需要具有三個特徵:高精準度、無死角、無法隱遁;這也就要求雷達的電磁波波段頻率更強,並向 智能化、網絡化發展。
目前,由於不同裝備上需要安裝不同的雷達,以及雷達技術不斷突破,還有國際之間對雷達標準評估的複雜性,相控陣雷達、合成孔徑雷達等主流體製成為未來大趨勢。據《預測國際》分析,雷達產業的發展趨勢是軍用雷達系統採用 ASEA 技術,其國際市場份額正穩步增加。 ASEA雷達在2010年雷達總產值中佔20%,預測2019年, ASEA雷達的比例將達到68%。
另外,量子雷達、雷射雷達、太赫茲雷達等新型雷達技術也在推陳出新。
隱形飛機的剋星
前段時間,我國剛剛研發成功的量子雷達,在雷達家族素有「隱形飛機的剋星」美名。量子雷達使用光粒子的量子特性對目標進行觀測,利用了任何物體在接收到光子信號之後都會改變其量子特性的原理,因此可以輕易探測到隱形飛機。
量子雷達探測技術是近年來國內外的研究熱點,在雷達探測與成像識別領域具有重要的軍事應用價值。但目前來看,量子雷達技術還沒有成熟的應用,處於原理性幫助傳統雷達探測設備發現微弱的目標的初期階段。
量子雷達的工作原理
由於隱身材料的發展,被部署到各大重武器上,反隱身技術成為近年來國內外的研究熱點。其中高頻率的太赫茲技術、孔徑合成雷達技術具有極強的反隱身功能。它們對目標形狀的細節敏感,因而可提高多目標分辨和對目標識別的能力與成像質量,發現隱蔽和偽裝的目標。
無死角監控
有源相控陣雷達
有源相控陣雷達(ASEA)技術, 將逐漸代替原有的普通雷達,成為市場需求的增長點。該雷達被認為是一種傳統雷達的顛覆,能夠大大增加雷達監控範圍。其最大的特點相當於無數個可以自由控制監測方向的雷達的集成,可以同時開展對多個目標自動掃描或者追蹤,掃描的頻率以及信號處理都大大增強,幾乎涵蓋各頻段、各種基載的作戰系統,該種雷達還代替原有的機械掃描火控雷達,逐漸被應用在戰鬥機、攻擊機上。美國的第五代戰鬥機如F-22、F-35等隱身飛機都裝有該種雷達。
目前很多國家都在用ASEA雷達裝備戰機,美國的ASEA技術是世界領先,「愛國者」防空飛彈系統使用的AN/MPQ-53,以及我們文章開頭提到的薩德系統使用的AN/TPY-2,宙斯盾指揮控制系統的相控陣雷達等都是比較先進的相控陣雷達代表。
此外,義大利SELEX公司正在推銷其「海上浪花」和「雌狐」 雷達,法國泰勒斯公司正在測試RBE2 ASEA雷達,俄羅斯法扎特公司正在研發「甲蟲」雷達的ASEA型,歐洲雷達公司也在致力於開發ASEA技術。目前,我國相控陣雷達也即將面世,其現進入特定型號生產階段, 據了解,該雷達將被應用在J-20戰鬥機上。
有源相控陣雷達的前景如此之廣闊,以至於一些業內人士大膽預測:9年後,不掌握ASEA雷達製造能力的廠商將無立足之地。
低空雷達探測
低空探測雷達,目前,還屬於新興的雷達市場。除了民用市場上瞄準「低小慢」目標,它在軍用車市場也大有可為。 這多半是因為用於搜集戰場情報工作的無人機數量不斷增加,一方面推動著無人機自身雷達需求市場,另一方面也間接推動了「反無人」雷達技術的發展。
可攜式反無人機
國內有一批企業紛紛搶註低空防衛市場,覆蓋城市防空、海面防空等。北京瑞達恩科技股份有限公司自主研發的先進雷達技術,可以有效監測低空飛行目標,旗下包括RDN-1可攜式搜索引導雷達,反無人機幹擾機以及RDN-160 海面以及低空監視雷達。
可攜式幹擾機,也成為國外科技公司們爭搶的領域,如Adsys Controls研發出一款代號為Helios的被動雷射幹擾機,該設備能夠幹擾雷射武器的信號;美國政府已經向一家名為Battelle的科技公司,預定了大量的由其自主研發的DroneDefender反無人機系統。
除了民間企業的發力,世界各國投入大量人力和物力成功研製了各種先進的地面低空監視雷達,又被稱為低空補盲雷達系統。美國海軍開始執行 AMDR計劃,研發新型雷達裝備未來戰艦,以探測彈道飛彈以及淹沒在嚴重海雜波中的目標,以及能見度低、飛行高度低的目標。美國雷聲公司研製的機動式MRSR雷達整個系統裝在一個車箱裡,只需要一個人操作,還有義大利的「冥王星」雷達、瑞典的「長頸鹿」系列雷達。
這些低空雷達需要具備以下幾個特點:一是機動能力強。可以用多種方式快速部署;二是抗幹擾性能強。採用包括寬帶、捷變頻、低副瓣等多種技術來提高抗幹擾能力。三是具有組網能力。低空雷達通常有較強的通信傳輸能力,可將獲取的目標數據及時傳輸給友鄰雷達及指揮控制系統;四是反地雜波性能強。一般都採用先進的動目標檢測技術。
近來的雷達研發情況讓一些人開始推斷,在軍事電子領域,雷達技術短期內或許成為發展最好的領域,或許成為非傳統發展的開端。還有一些新的想法活躍在研究機構裡,倫敦大學的研究人員提出,對發射的Wi-Fi信號進行移頻,從而可以發現建築物內物體的移動情況,Cassidian公司的人員研究利用無線和電視廣播信號來進行無源雷達偵察。(特別感謝豐年資本投資經理王尋、秦笙提供的資料)
文章參考:
《未來雷達市場分析》BY羅敏
《中信建投:打造未來戰爭的「火眼金睛」》BY 中信建投軍工團隊
更多軍工領域相關信息歡迎關注公眾號-軍工觀察(ID:best_jungong)
回復關鍵詞「科研院所」,深度長文幫你讀懂軍工集團、科研院所改制以及主題投資
回復關鍵詞「秘密」,了解民參軍企業新星「黃海造船廠」拿下整裝大單的秘密
回復關鍵詞「知識」,幫助你思考時下中國國際局勢動亂(包括「薩德」僵局、南海爭端等)的原因
回復關鍵詞「局勢」,幫你了解世界格局此消彼長,中國重塑新的一極
回復關鍵詞「南海仲裁」,幫你了解南海仲裁案始末
贊是一種鼓勵 分享傳遞友誼
版權所有問題,請聯繫後臺三豐君;如有轉載,請申請授權!