圖：中國量子雷達(dá)探測示意圖/網(wǎng)絡(luò)圖片

雷達(dá)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(zhǔn)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(dá)密集公開亮相，量子雷達(dá)、微波光子雷達(dá)、可“向后看”的機(jī)載雷達(dá)……其中首次公開展示的量子雷達(dá)，因解決傳統(tǒng)雷達(dá)在抗干擾、反隱身及目標(biāo)識別等方面的技術(shù)瓶頸，更是成為外界矚目焦點(diǎn)。目前，中國早已完成量子雷達(dá)原理樣機(jī)研製，突破同類雷達(dá)的探測極限，在全球首次實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(dá)裝備。經(jīng)過60年的發(fā)展，中國雷達(dá)從之前的電磁雷達(dá)、紅外雷達(dá)到現(xiàn)在的量子雷達(dá)，已有了質(zhì)的突破。內(nèi)地媒體報(bào)道指，中國目前在量子雷達(dá)研究方面已具備量子雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)研製以及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的初步能力。

據(jù)新華社和解放軍報(bào)報(bào)道，中國首臺量子雷達(dá)樣機(jī)近日先后珠海航展和北京一雷達(dá)高峰論壇上公開亮相。該雷達(dá)是由中國電科14所研製的中國首部單光子檢測量子雷達(dá)樣機(jī)。網(wǎng)上資料指，常規(guī)的雷達(dá)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(dá)可利用光子進(jìn)行探測，將量子的特性優(yōu)勢發(fā)展起來，此外量子雷達(dá)的精度與抗干擾性非常強(qiáng)，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(jī)的情況。

132km測距遠(yuǎn)超光電設(shè)備

據(jù)科技日報(bào)今年8月的一篇報(bào)道披露，早在2015年，中國電科14所研製團(tuán)隊(duì)完成量子雷達(dá)原理樣機(jī)研製后，在西北高原開展了遠(yuǎn)程探測試驗(yàn)一舉突破同類雷達(dá)的探測極限，在國際上首次實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(xiàng)目首席專家王建明在《現(xiàn)代雷達(dá)》雜志刊發(fā)論文《面向下一代戰(zhàn)爭的雷達(dá)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(dá)系統(tǒng)在青海湖開展了真實(shí)大氣環(huán)境下的探測試驗(yàn)，對目標(biāo)的探測距達(dá)132km。

業(yè)內(nèi)分析普遍認(rèn)為，該距離已經(jīng)遠(yuǎn)超傳統(tǒng)光電探測設(shè)備的能力，彌補(bǔ)了由於傳統(tǒng)光電探測系統(tǒng)與經(jīng)典源雷達(dá)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(dá)是將量子技術(shù)引入雷達(dá)探測領(lǐng)域，通過對量子資源的利用，實(shí)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(dá)在抗干擾、反隱身及目標(biāo)識別等方面的技術(shù)瓶頸。這位權(quán)威專家透露，量子雷達(dá)具有探測距離遠(yuǎn)、發(fā)射功率低、探測手段豐富、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢，在新型機(jī)載遠(yuǎn)程反隱身預(yù)警系統(tǒng)、無人機(jī)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(dá)的實(shí)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(dá)技術(shù)用到微波頻段，把廣泛應(yīng)用的微波雷達(dá)的探測距離提高上去，提升雷達(dá)的抗干擾性能。他透露，量子雷達(dá)在探測的同時，還可以對對方的雷達(dá)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(dá)上去，提升中國軍隊(duì)的預(yù)警探測能力。

量子雷達(dá)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(jī)雷達(dá)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(jī)雷達(dá)實(shí)際上是一種可以提供安裝在各種大型飛機(jī)平臺上的預(yù)警機(jī)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(jī)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(shí)現(xiàn)互聯(lián)的重要手段，被譽(yù)為“空中帥府”，具有重要的戰(zhàn)略意義。美國智庫《中國簡報(bào)》評價，中國預(yù)警機(jī)雷達(dá)在技術(shù)體制上領(lǐng)先國外一代。

“絲路眼”雷達(dá)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(biāo)進(jìn)行監(jiān)視，也能對臨近空間和軌道上的目標(biāo)進(jìn)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(dá)天線也能確保預(yù)警機(jī)不會在監(jiān)控特定方向目標(biāo)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(jī)，使其性能有較大的提高。由於“絲路眼”雷達(dá)性能先進(jìn)，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(jī)，性能有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢。

微波光子雷達(dá) 分辨率提升百倍

中國電科14所智能感知實(shí)驗(yàn)室微波光子項(xiàng)目組針對微波光子雷達(dá)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(dá)，并對民航飛機(jī)完成了高分辨成像，相比於國際已報(bào)道的微波光子雷達(dá)樣機(jī)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(dá)領(lǐng)域的一項(xiàng)潛在顛覆性技術(shù)，是新一代多功能、軟件化雷達(dá)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(dá)系統(tǒng)樣機(jī)，驗(yàn)證了光子技術(shù)實(shí)現(xiàn)雷達(dá)系統(tǒng)的可行性。但彼時光子技術(shù)雖有實(shí)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(yán)重。

美國、俄羅斯、意大利、中國等對微波光子雷達(dá)進(jìn)行了研究。近期意大利雙波段微波光子雷達(dá)現(xiàn)場試驗(yàn)中，成功檢測到多個海上目標(biāo)，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(dá)-122dBm和-124dBm，與最先進(jìn)的相參雷達(dá)系統(tǒng)相當(dāng)。俄羅斯透露成功研製出微波光子雷達(dá)收發(fā)樣機(jī)，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(shí)時成像驗(yàn)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(xiàng)目首席專家王建明指出，微波光子雷達(dá)用微波光子技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)雷達(dá)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(dá)技術(shù)需求。能夠?qū)崿F(xiàn)輕量小型化的雷達(dá)陣面，可作為下一代戰(zhàn)鬥機(jī)、無人飛艇的智能蒙皮。

機(jī)載雷達(dá)增“后眼” 助戰(zhàn)機(jī)“隱身”

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(jī)載有源相控陣火控雷達(dá)。相比於傳統(tǒng)雷達(dá)±60? 的視野，KLJ-7A“三面陣”雷達(dá)通過在機(jī)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(dá)到±150?（即300? 探測視野），為現(xiàn)代戰(zhàn)機(jī)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(dá)，它可讓戰(zhàn)機(jī)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(jī)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(jī)與對方速度矢量重合，這樣敵方戰(zhàn)機(jī)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(jī)在實(shí)戰(zhàn)中實(shí)現(xiàn)“敏捷脫離”，即在大角度大機(jī)動狀態(tài)下可靠穩(wěn)定地跟蹤目標(biāo)和制導(dǎo)先進(jìn)空空導(dǎo)彈，這樣己方飛機(jī)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(kuò)大雷達(dá)的搜索範(fàn)圍，一定程度上當(dāng)做“小型預(yù)警機(jī)”使用。

“三面陣KLJ-7A在具備‘廣角’能力后不僅讓戰(zhàn)機(jī)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(jī)的作戰(zhàn)靈活性以及戰(zhàn)場生存力，從而讓載機(jī)的作戰(zhàn)能力更上一個臺階?！?4所專家指出，KLJ-7A是機(jī)載火控雷達(dá)領(lǐng)域的一個重要突破，標(biāo)志著中國在機(jī)載火控雷達(dá)技術(shù)已經(jīng)并跑世界先進(jìn)水平，并在某些方面實(shí)現(xiàn)領(lǐng)跑。