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主题:【原创】闲扯雷达(三)——电子战序幕 -- 代码ABC

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家园 【原创】闲扯雷达(三)——电子战序幕

雷达技术最看热闹的也许就是干扰和反干扰了,或者用时髦一点的词——电子战。电子战是一个统称,具体的内容包括电子支援措施(ESM),电子对抗措施(ECM)和电子反对抗措施(ECCM)。在这里我们看到中文表达的一个好处了,电子反对抗措施ECCM英文全称是Electronic Counter-Counter Measures——反反措施,听着都觉得别扭。不过人家是电子战的祖宗。针对雷达的电子战最早是从二战开始,据本人不可靠的知识,和这个扯得上关系的应该是著名的“比斯开湾十字架”。

话说,二战时最出彩的海军恐怕要算德国的潜艇部队了,U艇、狼群战术是令约翰牛肝颤的词儿,一度曾掐断了新旧两大陆的水上交通,几乎让日不落帝国倾家荡产,连当裤子的当铺也找不到——为增加反潜力量,丘吉尔打算用两块海外殖民地换美国破旧的驱逐舰,就这条件也差点的通不过美国国会的支持。哎,扯远了。

潜艇怕什么?深水炸弹?你得知道我再哪你才能扔啊。只要潜到水下,基本上潜艇就对当时所有的探测手段免疫。那时候的声纳技术也不过关,水面舰艇单凭声纳和潜艇捉迷藏还指不定谁捉谁呢。不过那时候的潜艇有一个麻烦,就是一段时间后必须浮出水面充电、透气——实际上现在的常规潜艇也一样。这就是消灭他们的机会了。不过这些潜艇的艇长都不是傻瓜,总是在黑夜上浮。夜幕和厚厚的水层一样起到很好的隐蔽作用。因此雷达上场了,对于雷达来说没有黑夜白天之分。水面舰艇最早装了雷达,不过一来速度不快,一个晚上也巡逻不了多大的地方,二来雷达安装高度不够,海面也会反射雷达信号——这个术语称为杂波,海面杂波,所以反潜效果不好。飞机就正好解决了这两个问题,不过雷达上飞机可不是一件容易的事情。40年前后能用的雷达多是米波雷达,光天线就快赶上小型战斗机的机翼了,只有大型飞机勉强装的上。装上后还不能自己旋转,要飞机自己做圆周运动来模仿雷达旋转,这让我想起一个笑话,一哥们装灯泡,不够高,就站在另一个哥们的肩膀上,把灯泡插进灯座后,对下面的哥们喊——你转啊,转啊!别笑,早期反潜机上的雷达的确是这么工作的。而且实际操作起来可以让更多人抓狂。

当时用在反潜机上的雷达是ASV MK I和MK II两个型号,本质上没太大的区别。首先在机身上装一个发射天线,发射一个波束宽度很大的探测电波,波束宽度指的是信号的张角,这样可以照顾飞行员,不用扭来扭去就可以监视很宽的一段水面。然后分别在机身左边和右边——通常在翅膀上各装一个接收天线。这样目标在左边则左边的天线收到的信号就大一些,反之则是右边的信号大一些。这两个信号并列显示在雷达屏幕上,雷达操作员告诉飞行员调整飞行方向直到两边的信号一样大了,就表示方向对了。估计当时雷达操作员对飞行员的命令就和上面那个哥们差不多——左,再左,右,好了!不过事情还没完,由于海面杂波影响,雷达最近的探测距离差不多有1公里,一公里内目标回波要不淹没在海面杂波中,要不接收机就会被海面反射回来的杂波烧毁。所以在漆黑的夜里要发现1公里外的潜艇还需要借助更原始的工具——探照灯。这时飞机不但要飞向正确的方向,还要飞在正确的高度上,探照灯操作手和飞行员的对话也许就有点18+的味道了——上点、下点、哦好了。

ASV雷达的屏幕,和电影上的差别可大了。

点看全图

外链图片需谨慎,可能会被源头改

可以看到有两个目标,靠下面那个近一点,同时有一点点偏左。靠上面那个远一点,偏左更厉害一些。

不过就是如此简陋的东西,一开始确把嚣张一时的U艇打懵了。在连续夜间损失了几条潜艇后,德军潜艇司令出了昏招,让潜艇在白天上浮充电,晚上潜伏航行。因为他感觉现在夜晚比白天要危险多了。但是,白天的损失更大,雷达白天也是能工作的,而且人眼足以更好地补充雷达最后那段盲区。

其实,德军要自己检讨一下。早在损失之前德军就缴获了一套上述的雷达设备,并装在自己的一架飞机上做了实验。不过他们同样遇到了雷达最后一公里的盲区问题,于是认为这种装备对潜艇没威胁。专家害死人啊。

还好德军的反应很快,猜到了是雷达在夜间搜索到了潜艇。于是专门为潜艇做了一批雷达信号接收机,这样早在飞机发现潜艇之前接收机就收到了雷达信号了。这些接收机很好做,因为接收信号是单程的,其灵敏度要求比雷达要低很多。而且潜艇对飞机没辙,只要知道附近有飞机在找自己,只能一潜了事,惹不起我还躲不起吗。这样,ASV雷达装备不久就再也找不到潜艇了。由于这段公案发生在德军潜艇进出大西洋的航道比斯开湾上,而且那个接收机的样子很像十字架,所以潜艇官兵把这玩艺叫做“比斯开湾十字架”,寓意丰富。

以上算是最早的一个电子战例,实际上德军使用的措施还不算不上电子对抗措施,而是一种电子支援措施。所谓电子支援措施一种利用敌方电磁辐射采取的军事支援行动,包括了对电磁波的截获、搜寻、定位和分析,完全是被动的。这次对抗只是电子战的一个序幕。从技术上看双方都是非常笨拙的。不过从德军开始的损失以及其后的安全,电子战一开始就显示了其血腥的一面。其后的一系列冲突中,在外行可能看不出精彩,然而血腥依旧。

关键词(Tags): #雷达#电子战#电子支援措施元宝推荐:爱莲,

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家园 沙发啊,好文花之
家园 抢啊抢,不抢白不抢

没抢到沙发,抢了也白抢

先花后看。

家园 看不懂,也得宝.
家园 服了,这个坑得继续挖,

先前劝你不要分神谈雷达,因为这玩意儿我们插不上嘴。现在看来我错了,电子战这玩意儿,即便插不上嘴,也值得聊聊。

在美国,MIT附属的Lincoln Lab,主业之一就是为军方提供电子战技术解决方案。

电子战这个坑得继续挖,是金矿。

家园 想起小时候看的《少年科学》的一篇童话了

里面就是写五个飞机兄弟如何各显神通躲过恶霸雷达去参加航展的故事,包括直升机小弟低空进入盲区,喷气机把自己的外形改得面目全非以减小反射面积,还有撒干扰条的,以及加装设备减小热源的……很热闹,若兰当时看得很过瘾。

应该是90年左右某年某期。具体的记不清了。

花代码兄~

家园 对了,就是在这个童话的插图里

若兰第一次看到了前掠翼的飞机,当时纳闷了半天。

家园 更早的可能是针对夜间导航的电子战。

  德国人用两个波束引导夜间轰炸机,在一个波束中飞行,等接收到另一个波束的信号时就是扔炸弹位置。当然这精度很差,只能炸城市。

  英国人发现后,做了个第二个波束的假信号,让德国人的炸弹扔在别处。

家园 上花挑错!

所以在漆黑的夜里要发现1公里的潜艇还需要借助更原始的工具——探照灯。

这个“外”是不是应该是“内”呢?

家园 呵呵,难说啊

我也不清楚是内还是外,各种资料的说法不同,从1公里到1.5公里的都有。

家园 【原创】闲扯雷达(三)——PLA的电子战之一

虽是闲扯,但河里的水太深。我不得不借助互联网和一些老旧的课本验证一些资料,结果发现了一本很不错的书,《电子战行动60例》解放军出版社的,作者是郭剑 。在网上看到了一些节选,感觉比我写的精彩多了。如果,万一俺懒性发作,忘记填坑,大家可以去买一本回来看看。也不贵,所以我们尽量的尊重作者的版权。

上面的郭大侠写了很多精彩的战例,留给我的空间实在不多,写点什么呢?

写60年代我们的导弹营和U-2的斗法吧。

这个题材写的人很多,还好写的人大多不是无线电专业的人,所以留给我吹牛的空间还是不少的。

上会讲到比斯开湾的十字架,那是一个最原始的电子支援措施(ESM),这是一个宽带接受机,接收频率从100M Hz到500M Hz,自然包括了工作频率在150MHz到200MHz的ASV Mk II雷达。U艇的艇长要庆幸自己生活在一个好时代,那时战场上的电磁环境一点也不复杂,在这么宽的频率范围中居然只有一种对他们有威胁的雷达。我们把时间推后20年——20年不到吧,就是以一穷二白著名的中国天空上也布满了好几种不同的雷达电波。这可是一件令人惊诧的事情。更令人惊诧的是我们还拥有当时世界上最先进对空导弹系统,虽然只有不多的几个营,不多的几枚导弹。虽然这些都不是我们制造的,但是操作这些导弹的都是黄皮肤、黑眼睛、黑头发的中国人。令人惊诧的事情还没完,世界上第一个对空导弹的战果居然也落在这群人的手里。当然第一个战果不是U-2而是RB-57,是一种由轰炸机改装的高空侦察机。第一个U-2的战果是半年后苏联获得的。不过击落U-2战果最多还是中国,有记录的U-2战斗损失是7架,其中5架散落在这块古老的大地上。遗憾的是驾驶这些U-2的同样是黄皮肤、黑眼睛的中国人。

扯得有点偏了,不过不知为何写到这些东西心里总有点迷惘。

U-2即使是现在也是数得上的一种高级侦察机,其优势在于飞得高,实用升限超过20000米,在当时没有任何一种战斗机可以飞到和它相同的高度,只有导弹可以击落它。而除了飞得高这个优势之外,在机动性和速度上U-2就乏善可陈了,而且它也没携带任何武器。因此这决定了它和对空导弹的较量中只能使用电子战。PLA在取得第一个U-2战果后很快就遇到了这个问题。在很多记述中,我们都看到只要导弹的制导雷达一开机U-2就能发现,然后简单地做一个规避机动,隐蔽设伏的导弹部队就只能望空兴叹。这点和上文提到的“比斯开湾十字架”是多么的相似。很明显在U-2上有一套制导雷达的预警装置。这套装置后来在击落的U-2上找到,是一个叫System-12的盒子——U-2上有许多不同的“盒子”,它不但能截获导弹制导雷达的信号,还可以在座舱屏幕上给出雷达的方位。这点要比前文的“比斯开湾十字架”先进很多,飞行员可以以此决定规避的方向。

和“比斯开湾十字架”相比,System-12对雷达波是有选择的。它只截获制导雷达的信号,对其他的雷达信号则不予理睬。在这点上是很聪明的,因为那时我们还拥有许多其他型号的雷达——远程搜索雷达、警戒雷达、指挥高炮的炮瞄雷达等等。但是这些雷达对U-2都没有威胁,凭借其飞行高度它不会把老掉牙的高炮放在眼里,同样搜索雷达也无法对导弹进行制导。所以它只需要关心能控制导弹的制导雷达信号,听到这个信号就表示被射高同样达20000米,射程达45公里的萨姆-2导弹盯上了。如果它像“比斯开湾十字架”那样对很宽的频率范围内的所有雷达信号都报警的话,那么就什么事也别干了。我看到河里有人提议多装几个类似的制导雷达不就可以把U-2吓跑了吗?这个提议在理论上好像可行,不过System-12对雷达信号的识别能力要远远超过其前辈。你不把信号模拟得维俏维妙它是不认账的。而如果你能模仿出来,那么在当时的技术条件下就和制造出一个真实的制导雷达系统差不多了。

我们当时装备的导弹大家都知道是萨姆-2,即后来的国产红旗-1和红旗-2,红旗-2是取消了核弹仓的萨姆-2导弹。构成萨姆-2导弹营除了发射架上的导弹外,还有其他大量的设备,包括了远程预警雷达——“匙架”(苏联型号P-18),制导雷达——“扇歌”,还有其他的发电车、指挥车、工程车等等。

萨姆-2导弹使用的是无线电指令制导,也就是说导弹本身只是一枚可控火箭。其他的包括目标发现、锁定、截击航路运算等等的操作全部是在地面完成的。没有这些东西导弹不过一个花架子。

P-18“匙架”预警雷达。用于早期预警,将目标的方位、距离等信息传递给指挥部配合制导雷达发现目标。其作用距离越275公里。不过其精度较低无法直接配合导弹工作。因此U-2对它不屑一顾。

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“扇歌”制导雷达。萨姆-2导弹的核心,它负责目标高度、方位、距离的高精度测定,同时向导弹发送无线电制导指令,按条令,只要它开机发现目标6-8分钟后导弹就可以发射。不过PLA最后把这个时间压缩到8秒以下!U-2怕的就是这个。

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仔细看这个制导雷达,你说上面有多少个天线?

估计不少人会答是三个。不过正确答案是五个!其中三个碟子很好认,单独飘出来的那个是无线电指令制导用的,用来向导弹发送制导指令。最顶上两个碟子,左边是水平发射天线,右边是垂直发射天线,分别用来发射精确测定目标的方位角和仰角的信号。另外两个天线是一横一竖两块大铁片。在两碟子下面那块是水平收发天线,右边帖着那块则是收发天线。最早的型号没有上面两个碟子。我知道的国产红旗-2用的就是这个,但是早期我们用的是不是这个就不太清楚了。

从结构上我们也可以看出制导雷达要比预警雷达复杂,在内部其技术就更复杂了。因为它需要精确地给出目标的三维数据。精确到什么程度呢?其方位角和仰角必须在0.1度以内。而预警雷达的角度精度一般只有1度,甚至更大。因此这部雷达的收发机制是很不一样的。System-12就是靠这个特征区分出制导雷达的电波。这些特征粗略讲就是雷达工作频率、脉冲重复频率和扫描频率。和“比斯开湾十字架”大撒把地接收一大段频率的信号不同,这些数据都必须事先精确测定。

对于导弹部队来说上述数据都是最高机密,在《飞鸣镝》一书中关于这点作者就提到过,而且我们的导弹部队也是轻易不开制导雷达的,就是防止敌人将这些数据记录回去分析。那么这些数据是怎么被美国人知道的呢?

也许有人认为随便监听一下就知道了。确实是监听到的,不过事情并不那么简单。在《电子战60例》中有类似的章节介绍,你会发现为获得这些数据背后所付出的代价。首先制导雷达的作用距离不远,其次目标没进入射程是不会开机的。所以要监听的话,即使作为纯接收机的监听距离比雷达作用距离大,也不见得可以获取到需要的数据。直接监听的代价通常是朝闻道,夕死可矣。在和平年代的电子情报收集有时候也是血淋淋的,大家都知道王伟当时拦截的是什么飞机吧。人家还没进入你的领空呢。不过,有大量的情报都是在不经意间泄露的,比如演习,比如例行的设备测试。美国发现苏联在古巴部署导弹的一个原因就是部署后的导弹一次雷达测试。

不管怎么说,现在“扇歌”制导雷达的数据人家已经知道了,并且以此作出了预警系统。现在摆在PLA年轻的导弹部队面前就是日后的热门战争——电子战。

关键词(Tags): #雷达#电子战#U-2元宝推荐:爱莲,
家园

这个我也看过,呵呵。

家园 看你上下文的意思好像是说一公里内

是不是可以这样理解:

雷达探测有一定的距离范围,但是在一公里左右,因为海面杂波的缘故,效果不好,就需要探照灯的帮助了。一公里之外,杂波少,探照灯也用不上。

家园 hua

恭喜:你意外获得【通宝】一枚

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家园 Man, I love this.

其余的话就不便说了。

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