Les conflits locaux modernes, même dans les pays où le niveau de développement des forces armées est le plus bas (Syrie, Ukraine), montrent à quel point le rôle des équipements électroniques de reconnaissance et de détection est important. Et quels avantages un parti peut-il recevoir, en utilisant, par exemple, des systèmes de contre-batterie contre un parti qui ne dispose pas de tels systèmes.
Actuellement, le développement de tous les systèmes radio-électroniques va dans deux directions: d'une part, maximiser leurs systèmes de contrôle et de communication, les systèmes de collecte de renseignements, les systèmes de contrôle d'armes de précision en conjonction avec tous les systèmes et complexes précédemment répertoriés.
La deuxième ligne est le développement de systèmes qui peuvent rendre la plus haute qualité possible pour entraver le fonctionnement de tous les moyens ci-dessus de la part de l'ennemi dans le but le plus simple de ne pas permettre à l'ennemi d'infliger des dommages et des dommages à ses troupes.
Il convient également de noter ici les travaux sur les possibilités et les méthodes de masquage des objets en réduisant leur signature radar grâce à l'utilisation des derniers matériaux radio-absorbants et des revêtements aux propriétés réfléchissantes variables.
Cela vaut probablement la peine d'être traduit: on ne pourra pas rendre le char invisible dans le spectre radio, mais on pourra minimiser au maximum sa visibilité, par exemple, en le recouvrant de matériaux qui donneront un signal tellement déformé que l'identification être très difficile.
Et oui, nous partons toujours du fait que les avions, les navires et les chars absolument invisibles n'existent tout simplement pas. Pour l'instant, du moins. Si les cibles sont subtiles et difficiles à voir.
Mais, comme on dit, chaque cible a son propre radar. Une question de fréquence et de puissance du signal. Mais c'est là que réside le problème.
De nouveaux matériaux, en particulier des revêtements radio-absorbants, de nouvelles formes de calcul des surfaces réfléchissantes, tout cela rend les niveaux de contraste de fond des objets protégés minimes. C'est-à-dire que le niveau de différence entre les propriétés électriques de l'objet de contrôle ou les défauts de celui-ci par rapport aux propriétés de l'environnement devient difficile à distinguer, l'objet se confond en fait avec l'environnement, ce qui rend sa détection problématique.
A notre époque, les niveaux minimaux de contraste de fond sont en fait proches des valeurs extrêmes. Ainsi, il est clair que pour les radars (surtout pour une vue circulaire), qui travaillent précisément sur le contraste, il faut simplement prévoir une augmentation, tout d'abord, de la qualité de l'information reçue. Et il n'est pas tout à fait possible de le faire par l'augmentation habituelle de la quantité d'informations.
Plus précisément, il est possible d'augmenter l'efficacité/qualité des reconnaissances radar, la seule question est à quel prix.
Si vous prenez un radar hypothétique, quel que soit son objectif, juste un radar circulaire avec une portée de, par exemple, 300 km (comme "Sky-SV") et fixez la tâche de doubler sa portée, alors vous devrez résoudre tâches très difficiles. Je ne donnerai pas ici les formules de calcul, c'est la physique de l'eau la plus pure, pas secrète.
Ainsi, pour doubler la portée de détection radar, il faut:
- augmenter l'énergie de rayonnement de 10 à 12 fois. Mais la physique encore une fois n'a pas été annulée, le rayonnement ne peut être augmenté autant qu'en augmentant l'énergie consommée. Et cela entraîne l'apparition d'équipements supplémentaires pour la production d'électricité dans la station. Et puis il y a toutes sortes de problèmes avec le même déguisement.
- augmenter la sensibilité de l'appareil récepteur 16 fois. Moins cher. Mais est-ce vraiment réalisable ? C'est déjà une question de technologie et de développement. Mais plus le récepteur est sensible, plus il y a de problèmes d'interférences naturelles qui surviennent inévitablement pendant le fonctionnement. L'interférence de la guerre électronique de l'ennemi mérite d'être abordée séparément.
- d'augmenter de 4 fois la taille linéaire de l'antenne. Le plus simple, mais ajoute également de la complexité. Plus difficile à transporter, plus perceptible…
Cependant, nous admettons honnêtement que plus le radar est puissant, plus il est facile de détecter, de classer, de générer pour lui une interférence calculée personnellement avec les caractéristiques les plus rationnelles et de l'envoyer. Et l'augmentation de la taille de l'antenne radar fait le jeu de ceux qui doivent la détecter à temps.
En principe, un tel cercle vicieux s'avère. Où les développeurs doivent se balancer sur le fil d'un couteau, en prenant en compte des dizaines, voire des centaines de nuances.
Nos adversaires potentiels de l'autre côté de l'océan sont aussi préoccupés que nous par ce problème. Il existe dans la structure du département américain de la Défense un département tel que la DARPA - Defense Advanced Research Project Agency, qui est engagé dans des recherches prometteuses. Récemment, les spécialistes de la DARPA ont concentré leurs efforts sur le développement de radars utilisant des signaux ultra large bande (UWB).
Qu'est-ce qu'UWB ? Il s'agit d'impulsions ultra-courtes, d'une durée inférieure ou égale à la nanoseconde, avec une largeur spectrale d'au moins 500 MHz, soit bien plus que celle d'un radar classique. La puissance du signal émis selon les transformées de Fourier (naturellement, pas Charles, l'utopiste qui est passé par l'histoire à l'école, mais Jean Baptiste Joseph Fourier, le créateur de la série de Fourier, d'où le nom des principes de transformation du signal) est répartie sur toute la largeur du spectre utilisé. Cela conduit à une diminution de la puissance de rayonnement dans une partie distincte du spectre.
Il est beaucoup plus difficile de détecter un radar fonctionnant sur UWB pendant le fonctionnement qu'un radar ordinaire précisément à cause de cela: c'est comme si non pas un faisceau-signal puissant fonctionnait, mais comme si beaucoup de plus faibles, déployés à la manière d'une brosse. Oui, les experts me pardonneront pour une telle simplification, mais c'est uniquement pour le "transfert" à un niveau de perception plus simple.
C'est-à-dire que le radar « tire » non pas avec une impulsion, mais avec ce qu'on appelle « l'explosion de signaux ultracourts ». Cela offre des avantages supplémentaires, qui seront discutés ci-dessous.
Le traitement du signal UWB, contrairement à la bande étroite, est basé sur les principes de la réception sans détecteur, de sorte que le nombre de salves dans le signal n'est pas du tout limité. Par conséquent, il n'y a pratiquement aucune limitation sur la bande passante du signal.
Ici se pose une question de longue date: que donne toute cette physique, quels en sont les avantages ?
Naturellement, ils le sont. Les radars basés sur l'UWB sont développés et développés précisément parce que le signal UWB permet bien plus qu'un signal conventionnel.
Les radars basés sur le signal UWB ont les meilleures capacités de détection, de reconnaissance, de positionnement et de suivi des objets. Cela est particulièrement vrai pour les objets équipés d'un camouflage anti-radar et d'une réduction de signature radar.
C'est-à-dire que le signal UWB ne se soucie pas de savoir si l'objet observé appartient ou non aux "objets furtifs". Les couvertures contre le radar deviennent également conditionnelles, puisqu'elles ne sont pas capables de réfléchir/absorber l'intégralité du signal, une partie du paquet "attrapera" l'objet.
Les radars sur UWB identifient mieux les cibles, à la fois individuelles et de groupe. Les dimensions linéaires des cibles sont déterminées avec plus de précision. Il leur est plus facile de travailler avec des cibles de petite taille capables de voler à basse et très basse altitude, c'est-à-dire des drones. Ces radars auront une immunité au bruit nettement plus élevée.
Séparément, on pense que l'UWB permettra une meilleure reconnaissance des fausses cibles. C'est une option très utile lorsque vous travaillez, par exemple, avec des ogives de missiles balistiques intercontinentaux.
Mais ne vous attardez pas sur les radars de surveillance aérienne, il existe d'autres options pour utiliser les radars sur UWB, pas moins, et peut-être même plus efficaces.
Il peut sembler qu'un signal ultra-large bande soit une panacée pour tout. Des drones, des avions et des navires furtifs, des missiles de croisière.
En fait, bien sûr que non. La technologie UWB présente des inconvénients évidents, mais elle présente également suffisamment d'avantages.
La force du radar UWB réside dans la précision et la vitesse de détection et de reconnaissance des cibles plus élevées, la détermination des coordonnées du fait que le fonctionnement du radar est basé sur plusieurs fréquences de la plage de fonctionnement.
Ici, le « zeste » de l'UWB est généralement caché. Et cela réside précisément dans le fait que la plage de fonctionnement d'un tel radar comporte de nombreuses fréquences. Et cette large gamme vous permet de sélectionner les sous-gammes aux fréquences desquelles se manifestent au mieux les capacités de réflexion des objets d'observation. Ou - en option - cela peut annuler, par exemple, les revêtements anti-radar, qui ne peuvent pas non plus fonctionner dans toute la gamme de fréquences en raison du fait que les revêtements pour avions ont des restrictions de poids.
Oui, aujourd'hui les moyens de réduire la signature radar sont très largement utilisés, mais le mot clé ici est « réduction ». Pas un seul revêtement, pas une seule forme astucieuse de la coque ne peut protéger contre le radar. Réduisez la visibilité, donnez une chance - oui. Pas plus. Les histoires d'avions furtifs ont été démystifiées en Yougoslavie au siècle dernier.
Le calcul du radar UWB pourra sélectionner (et, rapidement, sur la base de données similaires) ce paquet de sous-fréquences qui « mettra en évidence » le plus clairement l'objet d'observation dans toute sa splendeur. Ici, nous ne parlerons pas de montres, la technologie numérique moderne permet de gérer en quelques minutes.
Et, bien sûr, l'analyse. Un tel radar devrait avoir un bon complexe analytique qui permettra de traiter les données obtenues à partir de l'irradiation d'un objet à diverses fréquences et de les comparer avec les valeurs de référence de la base de données. Comparez avec eux et donnez le résultat final, quel type d'objet est entré dans le champ de vision du radar.
Le fait que l'objet soit irradié à une variété de fréquences jouera un rôle positif dans la réduction de l'erreur de reconnaissance, et il y a moins de probabilité de perturbation de l'observation ou de contre-attaque au moyen de l'objet.
Une augmentation de l'immunité au bruit de ces radars est obtenue en détectant et en sélectionnant les rayonnements qui peuvent interférer avec le fonctionnement précis du radar. Et, en conséquence, la restructuration des complexes de réception vers d'autres fréquences pour assurer un impact minimal des interférences.
Tout est très beau. Bien sûr, il y a aussi des inconvénients. Par exemple, la masse et les dimensions d'un tel radar dépassent largement les stations classiques. Cela complique encore grandement le développement des radars UWB. A peu près le même que le prix. Elle est plus que transcendantale pour les prototypes.
Cependant, les développeurs de tels systèmes sont très optimistes quant à l'avenir. D'une part, lorsqu'un produit commence à être fabriqué en série, cela réduit toujours le coût. Et en termes de masse, les ingénieurs misent sur des composants électroniques à base de nitrure de gallium qui permettent de réduire considérablement à la fois le poids et la taille de tels radars.
Et, c'est sûr que ça arrivera. Pour chacune des directions. Et en conséquence, la sortie sera un radar avec des impulsions puissantes et ultra-courtes dans une large gamme de fréquences, avec un taux de répétition élevé. Et - très important - un traitement numérique des données à grande vitesse, capable de "digérer" de grandes quantités d'informations reçues des récepteurs.
Oui, nous avons vraiment besoin de Technologies avec une majuscule ici. Transistors à avalanche, diodes à stockage de charges, semi-conducteurs au nitrure de gallium. Les transistors à avalanche ne sont généralement pas des appareils sous-estimés, ce sont des appareils qui se montreront quand même. A la lumière des technologies modernes, l'avenir leur appartient.
Les radars utilisant des impulsions ultracourtes en nanosecondes présenteront les avantages suivants par rapport aux radars conventionnels:
- la capacité de pénétrer les obstacles et de se refléter sur des cibles situées en dehors de la ligne de mire. Par exemple, il peut être utilisé pour détecter des personnes et des équipements derrière un obstacle ou dans le sol;
- secret élevé du fait de la faible densité spectrale du signal UWB;
- la précision de détermination de la distance jusqu'à plusieurs centimètres en raison de la faible étendue spatiale du signal;
- la capacité de reconnaître et de classer instantanément les cibles par le signal réfléchi et le niveau de détail élevé de la cible;
- accroître l'efficacité en termes de protection contre tous les types d'interférences passives provoquées par des phénomènes naturels: brouillard, pluie, neige;
Et ce sont loin de tous les avantages que peut avoir un radar UWB par rapport à un radar classique. Il y a des moments que seuls les spécialistes et les personnes rompues à ces questions peuvent apprécier.
Ces propriétés rendent le radar UWB prometteur, mais il existe un certain nombre de problèmes qui sont traités par la recherche et le développement.
Maintenant, cela vaut la peine de parler des inconvénients.
En plus du coût et de la taille, le radar UWB est inférieur au radar conventionnel à bande étroite. Et nettement inférieur. Un radar classique d'une puissance d'impulsion de 0,5 GW est capable de détecter une cible à une distance de 550 km, puis un radar UWB à 260 km. Avec une puissance d'impulsion de 1 GW, un radar à bande étroite détecte une cible à une distance de 655 km, un radar UWB à une distance de 310 km. Comme vous pouvez le voir, presque doublé.
Mais il y a un autre problème. C'est l'imprévisibilité de la forme du signal réfléchi. Le radar à bande étroite fonctionne comme un signal sinusoïdal qui ne change pas lorsqu'il se déplace dans l'espace. Changement d'amplitude et de phase, mais changement prévisible et conformément aux lois de la physique. Le signal UWB change à la fois dans le spectre, dans son domaine fréquentiel et dans le temps.
Aujourd'hui, les leaders reconnus dans le développement des radars UWB sont les États-Unis, l'Allemagne et Israël.
Aux États-Unis, l'armée dispose déjà d'un détecteur de mines portable AN/PSS-14 pour détecter divers types de mines et autres objets métalliques dans le sol.
Ce détecteur de mines est également offert par les États à ses alliés de l'OTAN. AN / PSS-14 vous permet de voir et d'examiner en détail les objets à travers les obstacles et le sol.
Les Allemands travaillent sur un projet de radar « Pamir » UWB en bande Ka avec une bande passante de signal de 8 GHz.
Les Israéliens ont créé sur les principes de l'UWB « stenovisor », un appareil compact « Haver-400 », capable de « regarder » à travers les murs ou le sol.
L'appareil a été créé pour les unités antiterroristes. Il s'agit généralement d'un type distinct de radar UWB, très bien mis en œuvre par les Israéliens. L'appareil est vraiment capable d'étudier la situation opérationnelle-tactique à travers une variété d'obstacles.
Et un développement ultérieur, "Haver-800", qui se distingue par la présence de plusieurs radars séparés avec antennes, permet non seulement d'étudier l'espace derrière l'obstacle, mais également de former une image en trois dimensions.
En résumé, je voudrais dire que le développement de radars UWB dans diverses directions (terre, mer, défense aérienne) permettra aux pays qui peuvent maîtriser la technologie pour la conception et la production de tels systèmes d'améliorer considérablement leurs capacités de renseignement.
Après tout, le nombre de capturés, correctement identifiés et pris pour escorte avec la destruction ultérieure des cibles est une garantie de victoire dans toute confrontation.
Et si l'on considère que les radars UWB sont moins sensibles aux interférences de diverses propriétés…
L'utilisation de signaux UWB augmentera considérablement l'efficacité de la détection et du suivi des objets aérodynamiques et balistiques lors de la surveillance de l'espace aérien, de la visualisation et de la cartographie de la surface de la Terre. Le radar UWB peut résoudre de nombreux problèmes de vol et d'atterrissage d'avions.
Le radar UWB est une réelle opportunité d'envisager demain. Ce n'est pas pour rien que l'Occident est si étroitement engagé dans des développements en ce sens.
