JED 2025年1月|被动雷达的价值,取决于它在接收什么

2026-09-26

被动雷达的价值,取决于它在接收什么

JED 2025年1月深读|Andrew White|原刊第25至31页

地面上竖起一副天线,设备没有主动发射探测信号,屏幕上却能显示空中活动。这样的描述可以指向不同技术:有的系统在接收飞机自身发出的信号,有的则在寻找广播、电视等外部信号被飞机反射后的回波。两者都可以叫“被动”,信息从哪里来却截然不同。

Andrew White在2025年1月JED专题中采访了ERA、Hensoldt、Patria、SRC和Silentium Defence等企业,讨论被动雷达距离广泛应用还有多远。把这组采访放在一起读,会发现最有价值的内容是各家对用途和限制的不同判断。本文保留2025年1月的报道时点,区分厂商陈述与编辑分析。

接收目标发射,与接收目标反射

原刊开头先区分电子支援措施,即ESM,与利用机会照射源的被动雷达。前者直接接收目标雷达等设备发出的信号;后者利用环境中的外部发射源,接收经过目标反射的能量。因此,“系统不发射”只说明接收端的一个特征,还没有说明系统究竟在观察什么。

ERA在采访中谈到的被动电子支援跟踪器PET,属于直接利用辐射源信号的一类。原文以多个接收站获得同一脉冲的到达时间差,说明其定位思路。这里被观察的对象首先是辐射源,信号本身还可以提供关于发射设备的识别线索。

被动相干定位PCL则利用广播、电视等机会信号来照射目标。目标不必自己发出用于探测的无线电信号,但需要对外来电磁能量产生可以被接收和处理的反射。名称中的“被动”没有让照射源消失,而是把照射源放到了接收系统之外。

表1 先分清信号来源,再比较能力(据原刊编辑整理)

原文中的技术类别依赖的信息来源
PET/ESM跟踪目标相关设备自身的发射信号;可进一步分析辐射源特征。
PCL被动雷达外部照射信号及其目标反射;不要求目标主动发射。
视距/超视距测向对收到的辐射源信号判断方向;具体传播条件另行说明。

相似的接收设备,回答不同的问题

原刊第26页的VERA-NG照片展示了ERA的被动监视设备,图注明确指出其采用多站到达时间差技术,探测和跟踪空中、海上辐射源。仅凭照片中的天线外形,无法把它归入利用广播反射的PCL;图注和信号路径才决定了应当怎样理解它。

图1 ERA VERA-NG被动监视系统。原刊图注将其归于采用多站到达时间差技术的辐射源探测与跟踪系统。来源:原刊第26页;ERA。

图1 ERA VERA-NG被动监视系统。原刊图注将其归于采用多站到达时间差技术的辐射源探测与跟踪系统。来源:原刊第26页;ERA。

这种分类直接影响对“静默目标”的理解。如果一个对象没有可供某类ESM系统利用的发射,那么原有信息入口就可能缺失。PCL仍有机会从外部信号的反射中获得观察结果,但这只说明两种技术依赖的条件不同,并不保证每一次反射都足以形成可靠航迹。

White指出,目标反射通常比直接发射信号弱,需要更灵敏的接收与更多处理工作。对读者而言,这说明不能只问有没有接收到能量,还要理解能否从所接收的混合信息中提取有意义的观察。接收设备的相似,不能用来推定两类系统具有同样的探测条件或输出质量。

两类传感器也不必竞争同一份结果。有关发射设备的识别线索与有关目标运动的观测,可以分别具有价值。本文的编辑理解是,比较之前应先明确需要哪一类信息;否则,“能看到目标”和“能说明目标正在使用什么设备”很容易被当成同一个问题。

借用广播信号,也就接受了外部条件

PCL的吸引力在于利用已经存在的发射源。原刊以FM广播和数字地面电视信号为例,介绍接收系统如何把外部信号作为观察环境的一部分。对于已有合适信号覆盖的地点,这种思路可以减少系统自带专用探测发射机的需求。

但“附近存在无线电信号”还不是完整的性能说明。Hensoldt在采访中提到,第三方发射机的数量、功率以及目标尺寸会构成限制;ERA则强调,照射源是否持续存在、相互位置是否合适,也会影响应用。借用外部资源的优势,始终伴随着对外部资源的依赖。

原文介绍参考信号和目标反射信号的关系,不能将其压缩为“测出信号方向就能得到全部目标信息”。参考信息帮助系统理解照射源,反射信息承载有关目标的变化。两者如何形成可用观测,是一个独立的信号处理问题,并非天线被标为“被动”后就自然完成。

这也解释了为什么市场介绍中的覆盖范围不能脱离环境。本文的编辑分析是,一台设备的名称保持不变,外部发射源和目标条件却可能变化。某个场景下的结果,应当连同场景的条件一起理解;不能把它当成设备自带、到处相同的一块固定覆盖区域。

ERA的产品选择,体现了用途分工

ERA商务副总监兼销售主管Petr Burián表示,公司曾开发两代PCL技术,后来选择终止这方面的自主产品开发,把重点放在PET和超视距测向上。他给出的理由包括应用条件上的物理限制,以及直接分析发射信号所带来的辐射源识别价值。

这是一家企业基于其用户需求所作的取舍,不能直接变成PCL整体没有应用价值的证明。实际上,同一段采访又介绍,ERA与Hensoldt合作,将后者的PCL方案纳入自己的网络。停止独立开发某条产品线,与认为这类技术可以作为补充,两种判断在这家公司并存。

原文还说,过去PCL开发中积累的连续波信号处理工作,被用于PET和PLESS传感器。技术投入的价值可以跨越产品边界,企业不继续销售某种独立设备,也不意味着此前研究全部失去用途。这是比简单宣布某条路线成功或失败更具体的产业经验。

Burián在谈到PET时使用了“经过实战验证”等很强的评价。本文保留其受访厂商立场,不把这句话扩展成对全部被动传感产品的独立排名。文章没有给出统一测试样本、任务条件和比较方法,不能据此给其他路线下全面结论。

自主飞行的无人机,把信息依赖暴露出来

Silentium Defence首席执行官James Palmer指出,一些无人机可以不依赖持续的回传通信链路飞行。对于依靠这类无线电发射工作的传统被动射频传感器,可用信息可能减少。这里的关键是有没有相应发射,而不是给所有自主飞行平台贴上一个完全静默的标签。

Palmer因此强调,利用外部信号反射的被动雷达可以观察不主动发射的对象。采访中“暗无人机”的表达,指向的是无线电发射这一语境;它不等于在光学上不可见,也不等于目标没有任何可观察特征。把这个词放回上下文,才能理解不同传感方式各自补充什么。

这种潜力仍受原文列出的外部照射和目标条件约束。Hensoldt受访者认为,其讨论的被动雷达更适合一定体量及更大的无人机。不能把这一用途边界,与另一家企业对某个轻便型号的介绍拼接起来,得出任意小型无人机在任意地点都能被可靠发现的结论。

同样,ERA介绍PET能够分析无人机遥控、视频传输和数据链等连续波信号,说明直接信号分析的对象正在扩展。只要相应信号存在,这类信息仍有价值。对PCL的兴趣增加,并不要求把其他被动射频传感器一概描述为已经过时。

50公里与250公里,为何不能排成一张榜

原刊第26页,Burián概述不同技术时,将PCL的范围描述为最高50公里;第27页Twinvis配图的图注,却给出最高250公里的空域监视半径。这两处数字都确实出现在原刊,不能为了让稿件看起来一致,任意改掉其中一个。

图2 Hensoldt Twinvis被动雷达。原刊图注的250公里为厂商介绍口径,不能据此推定所有场景的有效覆盖。来源:原刊第27页;HENSOLDT。

图2 Hensoldt Twinvis被动雷达。原刊图注的250公里为厂商介绍口径,不能据此推定所有场景的有效覆盖。来源:原刊第27页;HENSOLDT。

Hensoldt在2022年年度报告的相关说明中,也曾以厂商口径给出Twinvis的250公里半径表述。[2] 这能核实该数字此前已经出现在企业公开材料里,却不能把企业陈述升级为本文完成了独立性能验证。

两处材料没有提供可直接对照的目标、照射源、部署环境和评价条件。本文的编辑判断是,它们不适合作为同一测试条件下的横向结果,更不能把50公里当成所有PCL系统的普遍物理上限,再把250公里解释为突破了某种统一上限。

原文对PET和测向也列出了数百公里量级的厂商范围概述,但直接接收目标发射与接收其反射,本来就不是同一个测量问题。把这些数值统一塞进“谁看得更远”的排行榜,会掩盖信号来源的差别。更有意义的比较,应先说明各自观察了什么、结果属于什么口径。

减少主动照射,不等于所有问题同时消失

受访企业普遍看重被动系统不主动发出探测信号的特点。它可以减少由这类发射带来的暴露,也能在某些拥挤的电磁环境中提供新的观测选择。但是,“接收端没有专用探测发射机”与“整个系统在所有手段下都不可发现”,并不是同一个命题。

原刊个别受访者使用了“几乎无法探测”或“不能被电子干扰阻断”的强烈表述。对于后一句,给出的理由是干扰信号本身也能成为关于辐射源活动的信息。本文的编辑判断是,某个信号可以提供信息,并不能证明所有其他观测都不会受到影响;采访中的这类判断需要与具体任务和条件联系起来。

可靠性和成本也应这样理解。Hensoldt与Patria都提到,省去发射机和复杂旋转天线可能带来保障方面的好处。原文没有给出统一寿命周期成本测算,所以可以讨论减少了哪些设备负担,却不能推出所有被动方案的总成本都低于所有有源方案。

SRC在采访中对此保持了较具体的限制:如果对照的单基地雷达具有更精良的接收能力,低成本被动接收机并不必然取得更好的结果。这句话提醒读者,结构简化、购买价格与观察质量属于不同维度,不能用一个优点替代整套比较。

从试验台到便携设备,需求也在变化

SRC表示,电子子系统变得更小、更便宜,高性能嵌入式计算又把处理能力带到传感器附近,大学工程项目如今也能搭建被动雷达试验台。这说明进入实验研究的门槛正在变化,但试验台能够工作,与产品能在用户环境中长期提供稳定结果,仍是两个阶段。

Silentium则把尺寸、重量和功耗作为其便携产品的发展重点。Palmer介绍Maverick M8时称,从背包中取出到提供信息所需时间不到七分钟。这个数字属于厂商对具体产品的介绍,原文没有完整说明人员、预先准备和环境条件,不宜把它当成一切被动雷达的通用部署时间。

图3 Silentium Defence Maverick M-Series,原刊介绍为轻量、电池供电、可车载或由人员携行的系统。来源:原刊第30页;SILENTIUM DEFENCE。

图3 Silentium Defence Maverick M-Series,原刊介绍为轻量、电池供电、可车载或由人员携行的系统。来源:原刊第30页;SILENTIUM DEFENCE。

第30页照片标注的是Maverick M-Series,展示电池供电、可由人员或车辆携行的设备形态。图注并未把照片中的设备明确指定为M8。因此,正文可以讨论M8的厂商表述,配图仍应使用原图注的系列名称,避免把相近产品名称自动合并。

本文的编辑理解是,小型化的意义在于改变系统可能进入的应用场景。它没有取消对照射源、供电、处理和输出质量的要求。把设备带到某处,与在那里获得符合需求的信息,之间还需要有相应的使用证据。

组合传感器,需要能够被理解的共同输出

第31页侧栏将讨论引向有源与被动传感器的结合。Hensoldt介绍Twinsens,把Twinvis与TRML-4D有源雷达结合;Patria也认为不同方式可以互补,同时明确指出复杂性会增加。对这组采访而言,组合应用是各家较为一致的方向,但并没有因此消除各自的限制。

Patria提出的要求尤其值得保留:被动雷达进入现代空中监视与指挥系统,需要标准接口,也需要可解释、可理解的空情图。数据能够传送过去,只解决了交换问题;使用者还需要理解数据代表什么,以及不同传感方式为什么可能给出不同的观察。

本文据此作出的编辑分析是,融合的价值应体现在解释和使用信息上。把几个来源画在同一屏幕,并不能自动说明它们已经相互校验。原刊并没有提供完整的关联算法或误差处理方法,因此更适合把“可理解的共同输出”看作系统集成的要求,而非已经得到普遍解决的问题。

ERA还谈到北约DPET项目及相关信息网络,说明企业正在关注被动信息怎样进入更大的体系。这里保留为受访者对集成方向的介绍,不把网络名称的出现当成每个产品都已完成全部接口认证。采访中“消除所有弱点”式的表述,也不能取代对实际组合结果的验证。

未来展望,应当继续带着条件阅读

原刊对未来五至十年的讨论包括更强的计算与信号处理、更多分布式传感器,以及利用空间照射源的可能性。Palmer把低轨卫星数量增长与扩展应用环境联系起来,这是发展前景;它不等于任意卫星都已能为任意地面被动雷达提供连续可用的照射。

Burián谈到机器学习、自动化乃至量子传感时,也明确包含个人愿景和对研究限制的认识。将这些内容与已有产品放在同一篇文章里,可以展示企业正在探索什么;写作时仍应保留“研究”“计划”“可能”等状态,不能把展望提前改成已经交付的功能。

能否投入使用,需要落到具体用途上

White把题目写成疑问,是因为“被动雷达”覆盖了多种信号来源、产品形态和用户需求。有些用途已有明确价值,有些仍在寻找合适条件。理解这篇报道,应从接收了什么信号出发,继续看外部依赖、数据含义和应用证据。这样既能看见被动感知的发展空间,也能保留不同技术各自清楚的边界。

资料来源与说明

[1] Andrew White:Passive Radar Technology—On the Operational Cusp?,JED,2025年1月,第25—31页,含有源与被动雷达组合侧栏。

[2] HENSOLDT:Annual Report 2022,Focus on the Zeitenwende中的Integrated Operations部分。用于核对企业此前对Twinvis及250公里半径的公开表述。

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