Warum wird Radar in der modernen Kriegsführung als „Hellsehen“ bezeichnet?

Radar ist ein Gerät, das elektromagnetische Wellen zur Zielerkennung nutzt. Es misst die Positionsparameter und Bewegungsparameter des Ziels und extrahiert relevante Informationen über das Ziel, indem es elektromagnetische Signale aussendet und vom Ziel reflektierte Signale empfängt. Ein Militärradar ist ein Funkortungs- und Positionierungsgerät, das speziell für bestimmte militärische Zwecke entwickelt und hergestellt wird. Es ist eines der wichtigsten Mittel, um bei jedem Wetter und rund um die Uhr strategische und taktische Informationen auf Schlachtfeldern zu Land, zu Wasser, in der Luft und im Weltraum zu erhalten. Es handelt sich um den primären visuellen Sensor für Waffensysteme und Kommandoautomatisierungssysteme zur Luft-, See- und Landverteidigung. Daher wird es häufig zur Wachsamkeit, Aufklärung und Freund-Feind-Identifizierung eingesetzt.

Das Radarsystem umfasst hauptsächlich: einen Radarsender, der Hochleistungsstrahlungssignale erzeugt; eine Antenne, die Signale in den Weltraum ausstrahlt und von Zielen reflektierte Signale empfängt; ein Radarempfänger, der schwache Empfangssignale verstärkt, filtert und umwandelt; ein Radarterminalgerät, das Radarsignale verarbeitet, aufzeichnet und anzeigt; ein Radarservogerät, das die Drehung der Radarantenne steuert und die Daten zur Ausrichtung des Antennenstrahls steuert und aufzeichnet; ein Frequenzsynthesizer und ein Timer, der die Arbeit verschiedener Radarsubsysteme usw. koordiniert.

Es gibt viele Möglichkeiten, militärische Radargeräte zu klassifizieren. Zu den wichtigsten, allgemein verwendeten Klassifizierungsmethoden gehören die Klassifizierung nach Funktion, nach technischem System, nach Betriebswellenlänge, nach Trägerplattform usw. Militärradar wird in der modernen Kriegsführung als „Auge der Ferne“ bezeichnet und ist die Kernausrüstung der aktuellen elektronischen Kriegsführung und Informationskriegsführung. Moderne Radargeräte sind heute nicht nur in der Lage, Tarnkappenflugzeuge, ballistische Raketen, Bodentruppen und maritime Formationen über große Entfernungen zu erkennen, sondern können auch Angriffswaffen präzise steuern, um Ziele zu verfolgen und zu lenken, eine kontinuierliche Aufklärung und Überwachung wichtiger Bereiche durchzuführen und hochauflösende Informationen vom Gefechtsfeld zu gewinnen. Sie werden zunehmend in den Kampfprozess „Beobachten-Bestätigen-Entscheiden-Zuschlagen“ integriert und spielen eine entscheidende Rolle bei informationsbasierten gemeinsamen Operationen. Die Bedeutung des Militärradars spiegelt sich hauptsächlich in drei Aspekten wider: 1. Militärradar ist eine Erkennungsmethode, die in Echtzeit, aktiv und bei jedem Wetter Informationen über die Zielumgebung auf dem Schlachtfeld in Gefechtsführungssystemen auf allen Ebenen erfassen kann; 2. Militärradar ist ein unverzichtbarer Bestandteil verschiedener moderner Kampfplattformen und ein notwendiges Mittel zur Erzielung von Langstrecken- und Präzisionsschlägen. 3. Militärradar ist eine Testmethode zur Bewertung verschiedener fortschrittlicher Waffensysteme und zur Durchführung militärtechnologischer Forschung. Radar ist die wichtigste taktische Ausrüstung für die Aufklärung, Überwachung und Informationssuche auf dem Schlachtfeld. Es ist das wichtigste technische Mittel zur Erfassung der Lage auf dem Gefechtsfeld und zur schnellen Reaktion. Seine Leistung und Effektivität bestimmen die Kampfkraft und Überlebensfähigkeit unserer Streitkräfte auf dem Schlachtfeld.

Der Aufstieg des Radars

Die Ära kalter Nahkampfwaffen ist vorbei, denn die Kampfdistanz moderner Kriegsführung übersteigt schon lange die mit bloßem Auge sichtbare Reichweite. Ob Sie dem Feind zuvorkommen und im Kampf die Initiative ergreifen können, entscheidet über den Ausgang des Krieges.

In den frühen 1930er Jahren arbeitete der britische Physiker Robert Watson-Watt an einem Gerät zur Verfolgung von Gewittern. Watt verbrachte viel Zeit mit der Entwicklung eines Systems, das mithilfe eines Oszilloskops die Positionen der Soldaten aufzeichnete. Schließlich nutzte die britische Regierung das System offiziell zur Erkennung feindlicher Luftwaffen. Die ersten Radargeräte wurden mithilfe eines Oszilloskops entwickelt, das die von einem Flugzeug reflektierte Spannung aufnahm, sie in ein fotoelektrisches Signal auf einem Bildschirm umwandelte und dann die Verzögerung des Signals mit einer kalibrierten Skala kombinierte.

Bis 1939 hatten die Briten erfolgreich eine neue Radartechnologie namens „Resonant Cavity Magnetron“ entwickelt, die die Präzision der Radarerfassung auf ein beispielloses Niveau brachte und die Spielregeln des Krieges veränderte. Die Briten nutzten im Zweiten Weltkrieg Radar, um über 12.000 deutsche Bomber zu zerstören und abzufangen und so zu verhindern, dass Städte wie London dem Erdboden gleichgemacht wurden.

Frühe Militärradare sendeten durch mechanisches Scannen Radiowellen in die Luft, um Zielinformationen feindlicher Flugzeuge zu erfassen. Seitdem liefern sich Kampfjets und Radargeräte seit mehr als einem halben Jahrhundert einen Kampf zwischen „Speer“ und „Schild“. Da mechanische Radare die „Topfdeckelantenne“ auf Luftziele ausrichten müssen, reagieren sie langsam und neigen bei der Erkennung von Flugzeugen der zweiten Generation in großer Höhe und mit hoher Geschwindigkeit zu Fehlfunktionen. Daher ist „schneller, weiter und zuverlässiger“ zum Forschungs- und Entwicklungsziel der neuen Radargeneration geworden. Großbritannien, die USA und andere Länder waren die ersten, die Planar-Array-Antennen entwickelten, die elektromagnetische Wellen durch die Lücken im Array ausstrahlen und im Raum synthetisieren. Dadurch wird die Antennenverstärkung effektiv verbessert und die Erfassungsreichweite vergrößert, während gleichzeitig Größe und Gewicht des Radars reduziert werden.

In mehreren lokalen Kriegen während des Kalten Krieges wurden die Fluggeschwindigkeit und die Leistung von Flugzeugen der dritten Generation in geringer Höhe erheblich verbessert, was zu einer exponentiellen Zunahme der Radar-Totwinkel führte und einer großen Zahl von Kampfflugzeugen mithilfe des bergigen Geländes erfolgreich eine Durchdringung in geringer Höhe gelang. Die Änderungen am „Speer“ werden die Verbesserung des „Schildes“ vorantreiben. Um die Informationen zum erkannten Objekt zeitnah und effektiv anzuzeigen, muss das Radar mithilfe eines Computers präzise Berechnungsdaten bereitstellen. Wenn ein Kampfjet in geringer Höhe fliegt, vermischt sich sein Echosignal mit Bodenstörungen und wird häufig automatisch vom Radar herausgefiltert. Einige europäische und amerikanische Länder haben Puls-Doppler-Radare entwickelt. Dabei wenden sie algebraische Methoden und Filtertheorie in Datenprozessoren an, um durch die Analyse der Frequenzänderungen der Echos von beweglichen Zielen im Hintergrund versteckte Kampfjets zu finden. Die Luftstreitkräfte einiger Länder statten ihre Frühwarnflugzeuge zudem mit Puls-Doppler-Radaren aus, um feindliche Operationen in geringer Höhe durch „Blick nach unten“ zu unterdrücken.

In den 1980er Jahren erlebte das elektronisch geschwenkte Phased-Array-Radar eine Entwicklung vom passiven zum aktiven Radar. Moderne aktive Phased-Array-Radare verteilen den gesamten Sender auf Tausende von Transceiver-Komponenten, durch die die Richtung des Radarstrahls geändert werden kann. Diese Radarantenne ähnelt den „Facettenaugen“ einer Libelle. Es kann nicht nur seinen „Körper“ und seinen „Augapfel“ bewegen, sondern es kann auch in verschiedene Richtungen zielen und gleichzeitig verschiedene Ziele verfolgen. Darüber hinaus wurden mit der Entwicklung der Datenverarbeitungstechnologie große Fortschritte beim Umgang mit neuen Kampfmethoden wie der Schwarmkriegsführung erzielt, und seine leistungsstarken Signalanalysefunktionen ermöglichen die Erkennung von Zielen in geringer Höhe und von Gruppenzielen. Gleichzeitig wurde in vielen Ländern an miniaturisierten Radargeräten geforscht. Landgestützte, luftgestützte, schiffsgestützte und andere Radartypen sind in einem endlosen Strom aufgetaucht und ihre Anwendungsszenarien sind immer umfangreicher geworden.

▏Meterwellenradar wird zum Erzfeind der Tarnkappenjäger

Im Jahr 2018 kündigte die US-Marine an, dass sie bis zu zwei Milliarden Dollar ihres Jahresbudgets für die Entwicklung neuer Störsender, die Verbesserung ihrer Abwehrfähigkeiten gegenüber modernen Meterwellenradaren und die Aufrechterhaltung ihres Vorteils im Stealth-Kampf bereitstellen werde.

Unter Meterwellenradar versteht man ein Radar mit einer Betriebswellenlänge von 1 bis 10 Metern bzw. einer Frequenz von 30 bis 300 MHz. Die Anti-Stealth-Eigenschaften und -Mechanismen des Meterwellenradars sind seit langem bekannt. In einer Reihe lokaler Kriege, die in den 1990er Jahren ausbrachen, setzte die NATO fast immer Tarnkappenjäger und Anti-Radar-Raketen ein, um zunächst Luftangriffe zu starten, die Luftabwehr- und Kommunikationssysteme des Gegners zu unterdrücken und zu zerstören, die Luftüberlegenheit zu erlangen und dann großangelegte Bombenangriffe durchzuführen, um den Gegner zur Kapitulation zu zwingen. Während des Kosovo-Krieges im Jahr 1999 wurde der US-amerikanische Tarnkappenjäger F-117 von einem sowjetischen Luftabwehrsystem der Bundesrepublik Jugoslawien abgeschossen, was in der Weltöffentlichkeit einen Aufruhr auslöste.

Obwohl die Einzelheiten bislang nicht freigegeben wurden, sind sich Wissenschaftler und Branchenexperten einig, dass es sich um ein altes russisches Meterwellenradar gehandelt haben soll, das die F-117 entdeckt und die Standortdaten an das SAM-3-System übermittelt hat, das die Luftabwehrraketen so steuerte, dass sie die F-117 mit einem Schlag abschossen. Dieser Vorfall machte der Welt die Zerstörung des Mythos deutlich, dass Stealth-Flugzeuge nicht abgeschossen werden können. Dabei spielte dieses Meterwellenradar eine Schlüsselrolle. Technisch gesehen beträgt die Radarreflexionsfläche eines Stealth-Fighters nur wenige Zehntel Quadratmeter. Beispielsweise beträgt die Radarreflexionsfläche einer F-117 0,01 Quadratmeter (kleiner als die 0,1 Quadratmeter der aktuellen F-22 und die 0,5 Quadratmeter der F-35). Die Radarreflexionsfläche eines Tomahawk-Marschflugkörpers beträgt lediglich 0,03 Quadratmeter. Warum kann ein Meterwellenradar es erkennen? Der Hauptgrund hierfür ist, dass der Radarreflexionsbereich für Mikrowellen so klein ist. Wenn die Frequenz auf Meterwellen abfällt, liegen die Größe des Flugzeugs und die Wellenlänge der Radiowellen sehr nahe beieinander, und es kommt zu einer Resonanz zwischen beiden, wodurch der Radarreflexionsbereich des Flugzeugs erheblich vergrößert wird. Im Meterwellenbereich kann der Radarreflexionsbereich der F-117 bis zu 10–20 m² betragen, also drei Größenordnungen größer, sodass Tarnkappenflugzeuge oder -raketen der Bestrahlung durch Meterwellenradare ausgesetzt sind.

Allerdings ist alles duplizierbar. Aus waffentechnischer Sicht weist das Meterwellenradar auch Schwächen auf: Erstens ist die Antenne groß und das gesamte Waffensystem ist schlecht manövrierfähig und anfällig für Angriffe. Das zweite ist das Problem der Entstörung. Im Meterwellenband treten erhebliche elektromagnetische Störungen und starke Störungen durch Himmelsrauschen auf, deren Beseitigung eine Reihe von Maßnahmen erfordert. Drittens ist die Strahlbreite der Meterbandantenne groß und die Messgenauigkeit nicht hoch. Insbesondere bei geringen Elevationswinkeln verringert sich die Messgenauigkeit zusätzlich. Generell ist die Messgenauigkeit des Meterwellenradars geringer als die des Mikrowellenradars. Aus diesem Grund setzen einige große Militärmächte Meterwellenradare zur Frühwarnung und zur Suche nach Tarnzielen ein. Die hochpräzise Zielidentifizierung, insbesondere die Verfolgung und Lenkung von Raketen, erfolgt weiterhin über Mikrowellenradar.

Ohne Verbesserungen kann das Meterwellenradar nur zur Warnung der Luftabwehr und nicht zur Waffenlenkung eingesetzt werden und kann Stealth-Kampfflugzeuge nicht effizient verfolgen. Vor diesem Hintergrund haben einige Länder ihre Meterwellenradare modernisiert und verbessert. In den 1970er Jahren begann die französische Luft- und Raumfahrtagentur mit der Entwicklung eines integrierten Pulse-Aperture-Radars mit Meterwellen-Auflösung. Dieses fortschrittliche Radar verwendet eine spärliche Anordnung von Rundstrahlantenneneinheiten, um eine breit gepulste Rundstrahlausstrahlung von Radarwellen zu erreichen, und analysiert anschließend mithilfe eines Computers die vom Boden reflektierten Signale. Es kann die Entfernung, Richtung, Höhe und momentane Geschwindigkeit des Ziels genau erkennen und seine Entstörungsleistung ist deutlich verbessert.

Russland hat die Phased-Array-Technologie in Meterwellenradare integriert, wodurch die Abtastgeschwindigkeit erhöht und gleichzeitig Größe und Gewicht des Meterwellenradars reduziert wurden. Zudem hat es ein fahrzeugmontiertes mobiles Meterwellen-Dreikoordinatenradar entwickelt, um die Fähigkeit zur Erfassung von Höhe und Geschwindigkeit von Kampfflugzeugen zu verbessern. Es kann verschiedene Luftziele wie Kampfflugzeuge und Marschflugkörper verfolgen und sogar kleine Hyperschallraketen und kleine Tarnkappenflugzeuge in 600 Kilometern Entfernung erkennen, was die Erkennungs- und elektronischen Gegenmaßnahmen erheblich verbessert.

▏Chinas Anti-Stealth-Radar

Derzeit gibt es weltweit zahlreiche technische Entwicklungspfade für Anti-Stealth-Radare und man kann sagen, dass mein Land in allen davon eine führende Position einnimmt. Inländisches Anti-Stealth-Radar kann Probleme wie die Erkennung und Verfolgung von Stealth-Zielen lösen. Die entsprechende Technologie ist mit dem internationalen Niveau vergleichbar und könnte in manchen Bereichen sogar die Nase vorn haben. mein Land hat mehrere Anti-Stealth-Radarmodelle auf den Markt gebracht. Derzeit ist ein umfassendes Frühwarnsystem gegen Stealth-Angriffe etabliert.

Ein Radartyp ist ein repräsentatives Modell der vierten Generation von Aufklärungsradaren, bekannt als „Allround-Champion-Radar“. Es kann mit Tarnkappenjägern, Starrflügelflugzeugen, Hubschraubern, Drohnen, Marschflugkörpern und sogar mit der Positionierung von Artillerie und Raketen umgehen. Seine Einsatzmöglichkeiten gehen weit über die vieler anderer ähnlicher Radargeräte hinaus.

Der andere Radartyp kann als Kern der Fernfrühwarnung im Luftverteidigungsnetzwerk verwendet werden. Es zeichnet sich durch eine große Erfassungsreichweite, hohe Messgenauigkeit und starke Entstörungsfähigkeit aus. Es kann getarnte Ziele sowie schnelle und wendige Ziele im nahen Weltraum erkennen.

Darüber hinaus gibt es ein mobiles Frühwarnradar mit Phased-Array-Technologie, das im In- und Ausland für seine starke Tarnkappenfähigkeit bekannt ist und dessen Hauptleistungsindikatoren besser sind als die ähnlicher Radarprodukte aus dem Ausland. Besonders erwähnenswert ist, dass eine große Anzahl verschiedener Chips als Kernkomponenten dieses Radartyps alle unabhängig von meinem Land entwickelt wurden.
Ein weiterer Ansatz zur Anti-Stealth-Radartechnologie, der derzeit von meinem Land entwickelt wird, ist das „Dual-(Multi-)Base-Radar“, was bedeutet, dass der Radarsender und der Radarempfänger getrennt voneinander platziert werden. Dadurch besteht die Möglichkeit, von Tarnkappenjägern an andere Orte reflektierte Radarwellen abzufangen und so den Tarneffekt zu durchbrechen.

Es gibt auch eine Art Anti-Stealth-Radar, bei dem es sich um ein passives Radar handelt, das keine aktiven elektromagnetischen Wellen aussendet und auch als Dark Sentinel-Radar bezeichnet wird. Es kann Tarnkappenjäger erkennen, lokalisieren und verfolgen, indem es die geringfügigen Änderungen überwacht, die durch die Reflexion ziviler FM-Rundfunksignale durch Tarnkappenjäger verursacht werden.

▏Die Entwicklungsperspektiven des Radars

Radar kann alle Arten von Zielen in der Luft, auf See und an Land erkennen und verfolgen und ist ein wichtiges Hilfsmittel zur Durchführung von Präzisionsschlägen über große Entfernungen. Die Zukunft wird sich zwangsläufig in diese Richtungen entwickeln.

1. Integration: Angetrieben von Hightech-Technologien wie digitalen Arrays, künstlicher Intelligenz und Chips sind Radare, die mit dem „Auge der Technologie“ ausgestattet sind, auf dem Vormarsch, und die zukünftige Entwicklung wird mehrere Trends aufweisen – Integration. Auf zukünftigen Schlachtfeldern wird das Radar nicht allein kämpfen, sondern in Koordination mit anderen Waffensystemen arbeiten. Im Kampfeinsatz werden sowohl Radaranlagen zur Zielerfassung als auch Kommunikationssysteme zur Informationsübermittlung benötigt. Um die Ressourcennutzung zu maximieren und die Funktionen zu diversifizieren, integrieren Kampfplattformen Radar- und Kommunikationssysteme für besser koordinierte Operationen.

Schweden und Italien verfügen über umfangreiche Erfahrungen in der gemeinsamen Forschung und Entwicklung multifunktionaler Phased-Array-Systeme. Durch das Hinzufügen von Hochleistungsverstärkern zu Breitband-Empfängermodulen und die Erhöhung des Empfangsbereichs der Signalfrequenz verfügen sie über perfekt integrierte Radar-, Kommunikations- und elektronische Kriegsführungssysteme, was nicht nur die Wartungskosten senkt, sondern auch die Wahrnehmung der Lage auf dem Schlachtfeld verbessert.

2. Vernetzung: Mit der rasanten Entwicklung der Technologie für elektronische Gegenmaßnahmen haben Forscher versucht, Radargeräte verschiedener Systeme gemeinsam einzusetzen, um ein großes „Fischernetz“ zu bilden, das nicht nur die Abdeckung erweitern, sondern auch die Stärken und Schwächen des jeweils anderen ergänzen und die Vorteile verschiedener Radargerätetypen voll ausspielen kann. Durch die vernetzte, kollaborative Erkennung mehrerer Radare kann der Leistungsengpass der Einzelradarerkennung durchbrochen werden, wodurch das Radar eine Art „Tarnkappe“ erhält. Ein neuer Typ eines russischen vernetzten Radars beispielsweise besteht aus mehreren Radargeräten, etwa zur Fernwarnung, Verfolgung und Identifizierung sowie zur Präzisionslenkung. Es bietet nicht nur den Vorteil, dass es Anti-Radar-Raketen standhält, sondern verfügt auch über eine höhere Winkelauflösung, eine bessere Parameterberechnungsgenauigkeit und eine stärkere Entstörungsfähigkeit als herkömmliche Radare. Dadurch wird der echte Netzwerkeffekt von „1+1>2“ erreicht und eine Vielzahl von Luftverteidigungsanforderungen und Kampfszenarien erfüllt.

3. Die zunehmende Reife intelligenter künstlicher Intelligenztechnologie bietet eine starke technische Unterstützung für die Entwicklung von Radargeräten. Zukünftige intelligente Radargeräte werden über autonome Verhaltensfähigkeiten verfügen, wie etwa eine an die Umgebung anpassbare Wahrnehmung, Informationserfassung und -verarbeitung sowie Ressourcenplanung, und sie werden sich besser an komplexe und veränderliche elektromagnetische Konfrontationsumgebungen anpassen können. Insbesondere multifunktionale integrierte Radare, die Luftverteidigung, Raketenabwehr und andere Aufgaben sowie Warn-, Leit- und Führungsfunktionen integrieren, stehen kurz bevor.

Derzeit haben alle Militärmächte der Welt Pläne zur Entwicklung adaptiver Radare vorgelegt, die auf der Grundlage feindlicher Luftfunksignale Abwehrmaßnahmen ergreifen, die Umgebung erfassen und automatisch Störungen einleiten können. Durch die Anwendung neuer Technologien, neuer Materialien und neuer Prozesse wird die Radarentwicklung sicherlich eine neue aktive Phase einleiten und auf zukünftigen Schlachtfeldern eine wichtigere Rolle spielen.

(Bilder aus dem Internet)

Autor | Gu Jun

Zhe ist ein Master in Informatik und Technologie. Nach seinem Abschluss beschäftigte er sich mit der Sammlung und Organisation von Online-Informationen, wobei er sich mit populärwissenschaftlichem Wissen beschäftigte und sich mit Spitzentechnologien beschäftigte.