打败魔法的还得是魔法！中国雷达竟然能利用星链发现隐身飞机！

　　以彼之道，还施彼身。

　　——《天龙八部》

　　2024年8月26日，我国武汉大学电子信息学院易建新教授团队发布在⟪信号处理杂志⟫上发了一篇论文指出，只要合理应用，完全可以利用星链帮助我们发现隐身飞机，为了验证这个理论，这个团队还利用大疆精灵4 Pro无人机做了实验，结果非常成功！

　　当时，易建新教授团队所携带的地面雷达监测设备，没有任何能发射电磁波的雷达天线，这个大疆无人机雷达反射截面积跟一只小鸟差不多，属于典型低慢小的目标，一直都是雷达探测的难题，研究团队经常用它来来模拟远距离靠近的隐形战机。

　　而在易建新教授团队所携带的地面雷达监测设备上，远距离接近的“隐形战斗机”的飞行轨迹竟然在雷达不发射电磁波的情况下，被清晰地展现出来！

　　雷达不发射电磁波，居然能探测到隐身飞机？这到底是什么情况呢？

　　我们知道，就当前的技术水平，飞行器隐形主要还是依靠减少飞机对敌方探测器发出或反射的电磁波、红外线、声波等信号，通常采取这几个措施：

　　一是通过改变飞机的外形和结构，主要是为了消除或减小飞机上产生强烈反射信号的部位，如发动机进气道、座舱、雷达天线、机翼前缘、外挂物等。这些部位通常会形成角反射器或多普勒效应，导致雷达回波增强。

　　隐身战斗机通常采用平滑、倾斜、分割等设计手法，使飞机呈现出多边形或菱形等简单几何形状，并尽量使飞机表面与雷达电磁波入射方向垂直或平行，从而使雷达电磁波沿着飞机表面滑过或反射到其他方向，而不是返回到雷达接收器。   

　　如此一来，就大幅降低了飞机对雷达电磁波的反射率，使飞机在敌方雷达屏幕上呈现出较小或模糊的回波，或者直接就完全消失掉了。

　　二是通过涂覆特殊的材料，这些具有复杂的介电常数和磁导率的材料，能够使雷达电磁波在其内部发生多次反射、折射、干涉，像能将电磁波转换为热能吸收的涂料，就可以把RCS 降低1-2个数量级。

　　除了对雷达电磁波进行控制外，隐身技术还包括对其他类型的信号进行控制，像红外隐身技术、声学隐身技术以及光学隐身技术，这些跟咱们今天的主题相关度不大，所以就不再赘述。   

　　隐身飞行器并不意味着在所有情况下都能保持隐形，通常情况下，隐身飞机正面雷达散射截面最小，侧面雷达散射截面相对较大，尾部的雷达散射截面更是较为显著，而机腹的上下部分雷达散射截面则是最大的，几乎是一个平板。

　　而且飞行器的吸波涂层并不能在所有频段上吸收电磁波，只是主要针对X波段（8.5-10.68吉赫兹）这样的现代雷达主流频率才有强烈的吸收效果，如果使用频率更低的米波段作为雷达频率，那么隐身飞行器的隐身效果将会显著减弱，甚至无效。

　　虽说隐身飞机也能被地面雷达探测到，但这里有个BUG，就是隐身飞机是突防时担负摧毁地方防空网任务的，携带的反辐射导弹可不是吃素的，顺着地面雷达发出的电磁波就能把雷达摧毁。   

　　于是，这个时候就轮到无源雷达上场了。

　　无源雷达，也称为被动雷达，与传统的发射电磁波的有源雷达相比，它自身不辐射电磁信号，而是借住外部的辐射源来进行探测和定位。

　　这样一来，敌方探测设备和反辐射导弹就不能利用电磁信号对无源雷达进行捕捉、跟踪和攻击，大大提高了战时生存能力。

　　理论上，无源雷达可以使用环境下的第三方电磁波辐射，例如手机发射塔、电视和无线电广播等信号，并使用这些信号的反射来探测穿过特定空域的目标。   

▲无源定位雷达系统的工作原理

　　无源雷达的概念其实在二战就有，1935年，罗伯特·沃森·瓦特曾在单基地无源系统中利用英国广播公司发射的短波射频，照射到了10千米以外的“海福特”轰炸机，但囿于当时低下的数据处理能力，还算不出来目标的精确坐标。

　　后来到20世纪60年代初，捷克泰斯拉军工厂的雷达设计师弗·佩赫，曾接受一项绝密任务，就是在最短的时间内研制出能够发现美国“斗牛士”等雷达制导巡航导弹的雷达系统。

　　他另辟蹊径采用无源雷达系统，终于在1963年研制出了世界上第一部无源探测雷达，取名为“科帕奇”，此后，弗·佩赫又相继再1979-1998年间，研制成功了“拉莫那”雷达、“塔马拉”雷达和“维拉”雷达，也就是“维拉”系列无源雷达。

▲“拉莫纳”雷达

　　1999年3月，在北约对南联盟的空袭行动中, 南联盟就是利用“塔马拉”无源雷达探测和锁定了美军F- 117A战斗轰炸机，最终发射两枚萨姆-3型导弹将其击落。

　　无源雷达通常情况下可分为两种，一种是基于目标自身辐射来定位的无源雷达，在被探测目标本身就是雷达、通信电台、应答机这类辐射源或携带辐射源的，就能利用探测目标辐射的电磁波进行探测和跟踪，典型代表就是“维拉”系列无源雷达。

▲我国曾试图引进的“维拉”-E

　　另一种就是基于外辐射源对目标照射的无源雷达，这种雷达探测的目标本身不直接辐射电磁能量，无源雷达主要是通过天线接收来自外部的第三方直射波，以及该外部辐射源照射目标后形成的反射波或散射波，再经处理后提取目标信息并消除无用信息和干扰，从而完成探测、定位和跟踪。

　　这其中的第三方包括广播电台、电视台、通信台站、全球定位系统、各种平台上的有源雷达等，而本文开头所讲用星链发现隐形飞机的雷达就是这种无源雷达。

　　传统的无源雷达缺点还是比较明显的，一是由于严重依赖第三方的电磁信号，包括手机信号、电视台、广播等民用电磁波，在最需要搜索隐身飞机的边境线、海疆线以外，是缺少这些信号的，而且这些民用信号不稳定，要是战时被攻击或关闭，就会影响雷达探测。

　　二是无源雷达多数情况下只能提供二维甚至一维的数据，仅有方位这个维度的判断比较可靠，这要远逊于传统主动雷达提供目标的方位、高度、距离精确三维数据。而且无源雷达扫描频率相对较低，持续跟踪能力比较差。所以，无源雷达还没法作为防空武器的制导雷达使用。

　　由于星链需要与用户端进行通信，因此必须不断向地面发送电磁波，当飞行器穿越该信号区域时，电磁波打在飞行器表面就会产生反射电磁波，这就是被易建新教授的团队利用的第三方信号源。

　　当这些反射电磁波被他们携带的多个雷达天线接收后，会经过信号处理，解算出航向、速度和高度等信息，使原本在雷达下隐形的目标现形。

　　这个解决的主要是无源雷达的第一个问题，也就是信号源的稳定问题，毕竟星链现在在轨卫星的数量已经达到7000多颗，美国也不太可能为了阻止中国新雷达利用“星链”技术，而关闭整个星座的对地信号传输。

　　中国现在正在建设“千帆星座”，真要美国的用不了，用咱们自己的也可以啊，再说了，本来对抗隐形目标时也是讲究体系化作战，中国的反隐形技术又不止这一个。

　　像《淬火》中曝光的“隐身机打隐身机”高能片段，就是当歼-20机载雷达无法直接锁定对方隐身机时，利用预警机“天眼”探测，然后将目标信息传递给歼-20，再先敌一步采取战术措施，最终击落敌机。

　　所以说，隐身飞机的神话只能存在于没有隐身飞机的国家中，一旦我们有了，就有一万种方法把它弄下来！