美国F-35隐形战斗机的利用的什么电子系统?如何侦查到这种隐形战斗机?为什么像隐形战斗机这种高科技军事机器还愿意出售到国外?

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电子系统:
F-35战斗机研制的航空电子系统被称为“多功能综合射频系统”(MIFRS)。该系统集雷达、通信、导航和射频电子战功能于一身,共享天线和处理器等硬件,使JSF飞机成为美国21世纪真正具有全频谱自卫能力的、全天候隐身攻击平台。MIRFS系统工作于8~12GHz频段,采用有源阵列低雷达截面积的天线。能完成空对空搜索与跟踪、空对地攻击作战、合成孔径雷达测绘、单脉冲地面测绘、电子干扰、空中交通管制及一些通信功能。高增益ESM该系统可把航空电子设备的成本减少30%,重量减少50%。
反隐形技术
中国的歼-20升空,重新掀起了各界对“隐形战机”这一敏感而神秘话题的热议。殊不知,反隐形技术同样是各军事强国的重要发力点。事实上,美军的反隐形技术早已呈现出“攻击态势”,“发现并摧毁”对手隐形战机的能力正稳步提升。航空及电子系统专家戴维·福戈2011年1月11日就在美国《航空周刊》网站上撰文称,F-35早已进行过多次反隐形测试。英美媒体此前还披露过美国空军“反隐形演习”的蛛丝马迹。最近,互联网上又传出俄罗斯防空部队依靠“铠甲”雷达跟踪到F-22“猛禽”隐形战机的说法。可见,在隐形技术不断成熟的今天,各军事强国已在竞相寻求反制手段。
隐形平台最主要的特点是难以被发现和跟踪。反隐形首先必须解决能够发现和跟踪隐形目标的问题。未来反隐形探测技术包括灵敏雷达、相控阵雷达、被动探测装置、光纤、能力有很大突破的计算机和微电子电路、数据融合和处理。隐形并没有使现在的雷达概念陈旧,只是对它的效能提出挑战,提高和改进现有雷达性能仍是反隐形探测的重要措施。美国1977年在国防部建立了反隐形办公室,对各种时间段发展反隐形技术和能力的效费比进行了研究,结果是发展反隐形技术比发展隐形能力要困难100倍,认为值得为发展隐形技术投资。美军提出并分析了50种非常规防空概念,并对其中的一些进行了详细分析,还进行了一些实验。这些概念包括:声学系统、双基地雷达系统、红外探测方法、电晕放电探测、与宇宙射线相互作用、被动相干探测方法、雷达影子探测、“地雷”、磁扰动探测、混合双基地空间雷达、高频表面波雷达、探测飞机辐射、探测辐射度、飞行器气动尾迹探测、超宽带(脉冲)雷达。反隐形措施的研究正在向着全方位、综合运用、系统集成的方向发展。

研制高灵敏度雷达。这种雷达利用某些特种技术措施来提取目标重要信息。包括先进的单基地雷达(宽频带/超宽频带雷达、超视距雷达)、双/多基地雷达、毫米波雷达、超高距离分辨率雷达、合成孔径/逆合孔径雷达、多功能相控阵雷达、激光雷达等。美国的高灵敏度雷达正处于研究、样机试验阶段。预计高灵敏度雷达技术(如研制稳定度更高的频率发生器、信号处理能力更强的系统,以及动态范围更宽的接收机和模拟/数字转换器等)将会有新的突破。

扩展雷达的工作波段。 由于隐形平台通常是针对厘米波段(1~20GHz)雷达的,而且能够吸收雷达能量的隐形材料的厚度与1/4雷达波长有关。对超高频(300~1000MHz)和甚高频(100~300MHz)的较低频段,隐形效果不好。在众多的反隐形技术中,使用低频(<500MHz)是最有效的。因此,将雷达的]二作波段向米波段和毫米波段,甚至红外波段和激光方面扩展,都将具有一定的反隐形能力。美军正在制造工作在米波段的AN/FPS118超视距预警雷达;已研制成功一种海军用的可机动的小型战术超视距雷达;另一种舰载超视距反隐形雷达也在研制中,这两种雷达都工作在米波段。澳大利亚、俄罗斯、英国、法国、日本等也在部署超视距雷达。美空军计划为“爱国者”防空导弹安装35GHz的毫米波雷达导引头,并开展红外探测系统和激光雷达预警系统的研究工作。

提高现有雷达的探测能力。采用先进技术改进现有雷达,包括采用频率捷变技术、扩频技术、低旁瓣或旁瓣对消、窄波束、置零技术、多波束、极化变换、伪随机噪声、恒虚警电路等技术,以提高雷达的抗干扰能力,从而提高雷达的测铡能力;通过采用功率合成技术和大时宽脉冲压缩技术,来提高雷达的发射功率;通过采用数字滤波、电荷耦合器件、声表面滤波和光学方法等先进技术,来提高雷达接收机的信号处理能力等等。在此基础上,再通过雷达联网,从整体上提高雷达的反隐形能力。

研制新体制雷达。 ①谐波雷达。谐波雷达能接收隐形兵器所辐射的入射波谐波,但辐射能量很低,有待于进一步解决。 ②无载频雷达。无载频雷达又称冲击脉冲雷达。无载频雷达改变信号基波和谐波的混合,重新形成波形,取代发射所要求的波形,一般用方形脉冲,脉冲极窄(0.1~1ns),其瞬时频谱带极宽(0~15GHz),可能发现隐形目标并进行识别和分类,在一定程度上可降低隐形的效能。目前正处于原理性探索阶段。③双频段雷达。隐形兵器的隐形措施在一定频率范围内起作用,双频段体制的雷达有助于探测隐形目标。

区别于常规雷达的新型探测手段采用光学、红外探测系统探测隐形目标。目前,采取的隐形措施主要是反雷达隐形,降噪、反红外和可见光措施较少,技术难度大。采用光学、红外和紫外探测装置,可以弥补雷达探测的缺陷。1996年,英国“轻剑”光电跟踪系统,曾在6千米的距离上截获并跟踪了B-2隐形轰炸机。1997年底,美第366空中远征联队从美国本土飞赴巴林时,曾使用商业成像卫星的图像跟踪常规飞机。由此可见,采用可见光侦察卫星能够发现隐形飞机。海事电光监视系统(MEOSS)可用于小舰,其探测范围是向上30度,向两边各170度,采用8~12um波长,可探测7.5千米外20m长的艇,1.5千米外的人。“红外搜索和跟踪”( IRST)扫描器、ARISE(ARE可重构建的红外扫描装备)能够进行 360度监视。

将雷达系统安装在空中平台上。隐形飞行器的隐形重点多放在鼻锥方向正负45度范围内,其他方位的隐形效果较差。将探测系统安装在空中平台上,通过俯视探测,可提高对雷达截面较小的目标的探测概率。美空军的E-3A预警机(采用高PRF脉冲多普勒雷达)和海军正在研制的“钻石眼”预警机(采用有源相控阵雷达)以及高空预警气球(载大型孔径雷达),都能有效地探测隐形目标。俄罗斯、英国和印度等国都很重视发展预警机。改进机载预警系统的措施是:提高脉冲多普勒雷达的灵敏度,以跟踪更远距离的更小目标;安装先进的平面态势显示器;多个传感器一体化;采用数字通信系统、卫星通信、宽频谱甚高频无线电设备;利用全球定位系统等。

新型被动探测系统。其工作原理是:利用昼夜不停工作的电视台和电台在近地空间传输的电磁波,通过区分和处理隐形目标反射的这些电磁波的信号,探测、识别和跟踪诸如飞机、直升机、巡航导弹,甚至卫星等目标。1998年美国演示了“利用周围射频跟踪卫星”地基被动探测监视系统,可探测轨道高度为1000千米以下的卫星;同年,美国还演示了洛克希德-马丁公司生产的“寂静哨兵”被动探测装置。“寂静哨兵”对180hn外、有效散射面约为lO平方米的飞机进行了探测和跟踪。辐射源是距接收站50千米的超短波广播电台。经过改进,该系统可识别空中目标,探测和跟踪距离将增至220千米,改进后的系统可处理几个(不少于三个)辐射转播发射机的信号,可同时探测和跟踪200个空中目标。美准备将“静中心”系统接收机安装在飞机和无人机上。

使用声学系统探测隐形目标。基本探测装置是麦克风。由5个麦克风组成的每个探测器阵列可以探测8千米外的B-2轰炸机的声音,能够粗略估计信号到达的方向。每个探测器阵列将探测到的信号传送给中央设施进行处理。利用这种探测器阵列建造警戒线,覆盖B-2轰炸机可能进入苏联的路径,需要400个探测器阵列,总长约22400千米。这样的 “警戒线”能对飞过覆盖区的任何飞机发出警报,这是一种简单的防空系统。为跟踪和攻击隐形飞机,需要扩大“警戒线”的纵深,以确保隐形飞机在足够的时间处于被跟踪状态。假设隐形飞机以0.8马赫速度飞行,15分钟应该飞行240千米,要求“警戒线”的部署达到类似深度,即“警戒线”应该覆盖544万平方公里。每个声探测器阵列可探测8千米的距离,覆盖面积为20.2万平方米,覆盖544万平方公里需要27000个探测器阵列。美国建设这样的系统需要11200千米长;围绕北美需要16000千米长。
研究探测装置融合技术。将雷达与红外、电光系统、激光系统以及其他非射频探测装置融合在一起,并以最佳方式将来自各个探测装置的数据融合到一个协同的信息库中,形成一种多功能、多频谱的综合探测系统,用以探测隐形目标。
国际参与
虽然美国是主要的购买国与资金提供者,但英国、意大利、荷兰、加拿大、挪威、丹麦、澳洲和土耳其也为开发计划提供了43.75亿美元经费。总开发经费预估将超过400亿美元,主要由美国买单,购买2400架战机预计将另外再花费美国2000亿美元。九个主要参与国计划在2035年前取得超过3100架F-35。不过2009年,以色列、土耳其和新加坡也在就采购F-35与美国进行谈判。进一步的乐观估计、F-35型战机未来的总销售量将会突破6千架,使F-35成为数量最多的喷射战斗机之一。

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