解析俄制无源监视系统：媒体描述全部有误(图)
乌克兰宝石设计局的“铠甲”(Kolchuga)的无源监视系统(Topaz Kolchuga ESM system)近十年来广受媒体关注，媒体的关注点主要与在“伊拉克解放行动”之前非法售与萨达姆政权的传言有关。
背景
媒体突然出现的单调又整齐的论调主题是关于向对美国有敌意的国家出售或走私前华约组织的装备，而这些装备有能力探测隐形飞机。这些传言总是或者与捷克设计并制造的Tesla-Pardubice KRTP-86 Tamara（译者注：国内有人称之为“塔玛拉”系统或Tamara系统）或者ERA Vera Emitter Locating Systems（译者注：国内有人称之为“维拉”系统或Vera系统）有关，或者与乌克兰宝石设计局设计并制造的Kolchuga发射定位系统（Topaz Kolchuga series of Emitter Locating Systems——译者注：国内有人称之为Kolchuga系统）有关。
这种装备通常被描述为“反隐形雷达”、“雷达”或“被动雷达”，但所有上述描述都是不正确的。
本文分析的目的是对这些装备的技术类型和基本性能提供一些技术上的讨论。
不管是Tamara/Vera系列，或是它们的前身Ramona系统，还是Kolchuga系统，都是被动电子支持测量系统（Electronic Support Measure/ESM），作用是通过发射定位系统（Emitter Locating System/ELS）探测飞行物发射的雷达频率信号。从这个角度上说，它们的功能类似于美国、法国、以色列和其它国家的相关产品，这些类似产品的设计用途是收集、鉴别、跟踪并定位飞行物发射的雷达频率信号。
这些系统是在冷战的后20年里发展起来的，目的是增强华约在高密度的欧洲大剧场地区的空中防御能力，预期美国会在这个地区尽可能的集中所有的用于联合防空系统（Integrated Air Defence System，IADS）的监视雷达、探测雷达和作战雷达。这些被动传感器的企图是有能力通过飞机发射的雷达频率信号而被动探测、定位和跟踪美国和北约飞机，从而在作战中可能找到其他IADS构成部分。
捷克在这个领域取得了很大的进展，通过非常精密的到达时间差分技术（DTOA）研发了Ramona和Tamara系统，这种技术直到很久以后才在西方的发射定位系统（ELS）中得到广泛应用。
Kolchuga、Vega/Orion和Avtobaza系统是相对传统的直接发现（DF）系统，利用两个或更多的基站，通过多方位测量技术定位目标发射源。
公众中广泛宣扬的观点是：到达时间差分发射定位系统（DTOA ELS）是“被动反隐形雷达”。而这种观点很难令人信服。所有的DTOA ELS系统能很有效的探测和跟踪全方向的发射源。从功能上说，对于DTOA ELS来说，必须至少三个广泛分布的天线/接受系统，必须探测到同一个目标发射的非常接近的信号。这就是为什么华沙使用DTOA系统的Ramona/Tamara系列装备首先被用于跟踪北约飞机上的全方位发射源，如敌我识别系统（IFF）、二次监视雷达（SSR）、甚高频全向无线电信标（VOR）/测距装置（DME）、战术空中导航系统（Tacan）和联合战术信息分发系统（JTIDS）/Link-16。X/Ku段雷达发射的是低旁瓣的窄雷达波束，这种波的几何形条件不足以同时被相隔几十英里远的3个或更多的基站接收，所以，对于X/Ku段雷达，DTOA系统不能发挥空间定位的功能。因为低倍率天线需要完全覆盖所需的角广度，纵使从最基本的辐射物理学的观点来看，DTOA系统也不能定位和跟踪X/Ku段有源电扫相控阵雷达波（AESA）的旁瓣。DTOA ELS系统可以定位隐形（VLO）飞机的唯一可能是：飞机在突破敌对空域的时候，正在通过全方向的JTIDS/Link-16终端天线发射信号。这种可能性太低了，简直不能认真考虑。
DTOA或DF ELS装备引人争论的“反隐身”能力的另一个可能的用途是：作为多无线电噪音雷达系统的部件使用。这种情况下，假定隐形飞机正在突破的空域充满高能量的UHF/VHF/L波段的脉冲波。特别是对于DTOA ELS网络而言，这时候遇到的困难就是能穴问题。因为DTOA ELS基站覆盖的角宽度必须非常大，因此，接收天线的倍率降低。对于多无线电噪音系统，为了获得给定的能穴，这个体系的发射源的倍率和发射能量不可避免的必须非常大，以补偿接收器的低倍率。
那些传统的DF系统，如Kolchuga，可探测和跟踪隐形飞机的观点也经不起分析。和DTOA ELS的设计相比，它们天线的倍率要高一些，但遇到的问题是：对于能量可控的、高频变捷的、低旁瓣的有源电扫相控阵雷达波（AESA）的截获率。只有在基站位于AESA的主瓣内，且发射时正对基站的时候，才能探测并跟踪发射源。这种情况只有在被攻击目标的周围有3个或更多DF系统，且全都指向受威胁轴线的时候，才有可能实现。纵使能达到这种情况，DF系统还要面临精度的几何稀释（GDOP）问题，这个问题会严重影响距离的精度。由于DTOA的基线短，Kolchuga上运用的DTOA技术不太可能纠正这个问题。
宣称DTOA或传统的DF发射定位系统可提供有效的反隐形飞机的能力的说法是不可信的。这种观点的流行就像宣传B-2A的隐身涂料被雨水冲走一样不可信。
美国国防部波段分配表
宝石设计局的“铠甲”（Kolchuga）的无源监视系统
Tesla-Pardubice KRTP-81/81M Ramona /软球发射定位系统
民主德国军队的Ramona的半机动式改型
宝石设计局的“铠甲”（Kolchuga）的无源监视系统是一种可搜索大方向范围的电子支持测量接收器的系统，如果利用三角测量技术和DTOA技术，可作为发射定位系统的功能部件。这种技术据称被提名参评国家科技奖。这种技术是在1990年代由特殊电子装置设计局（Special Radio Device Design Bureau）公有公司、宝石公司（Topaz holding company）、Donetsk国家技术大学（Donetsk National Technical University）、Ukrspetsexport国有公司（Ukrspetsexport state company）和投资＆科技公司（Investment and Technologies Company）联合开发的。
据称可覆盖从130MHz（超高频）到X/Ku波段。据称灵敏度可达到110～155dBW。据称可同时跟踪32个目标。
据称Kolchuga综合了DF技术和DTOA技术。DTOA技术的用途是，当可疑波段进入各自天线的主瓣时，可以确定目标的角区域。据报道已经向中华人民共和国出售了4套系统。
Ramona系统1979年第一次装备，用来替换1960年代发展起来的PRP-1 Kopac DTOA ELS系统，Ramona系统1990年代退役。被机动式的KRTP-86 Tamara系统取代。Ramona系统是半机动式的构造，要么是在陆基平台状态下，要么是在25米点阵排列天线状态下。天线的总重量有160吨，用不超过13台Tatra138/148 6×6卡车装载。球形天线屏蔽器中装有接收器和数据传送收发器，可控制3个以上的基站。系统的展开需要12小时。
覆盖的波段范围为1～8GHz，首要的应用是定位和跟踪飞机上的IFF/SSR异频雷达接收机和TACAN装置。可同时跟踪20个目标。
Ramona的展开被认为是麻烦和复杂的，这个局限性强烈影响了Tamara的后续设计。一共制造了17套KRTP-81系统，其中的14套出口到苏联，1套出口到民主德国，1套出口到叙利亚，1套装备给捷克斯洛伐克解放军。改进后的KRTP-81M系统制造了15套，苏联购买了10套，叙利亚3套，捷克斯洛伐克解放军装备了2套。
Tesla-Pardubice KRTP-86/91 Tamara / Trash Can和ERA Vera E 发射定位系统
PVO－S系统的Tamara ELS展开举升天线
KRTP-84是由Ramona演化而来，设计时首要考虑的是高机动性和快速展开能力。原型的测试始于1983年，随后通过了国家试验，于1987年获得合格证。1套系统通过8台Tatra815 6×6卡车（相当于MAZ－543）装载，包括3套带电波望远镜天线的RS-AJ/M接收器系统、RS-KB硬件集装箱、RS-KM信号处理装置集装箱和ZZP-5指挥车。RS-AJ/M的天线可举升至地平面以上8.5米、12.5米或25米，可在风速60节以下操作，结构抗风上限为100节。圆柱形天线屏蔽器内装有接收器、数据传送收发器，用来连接各基站。在典型展开条件下，各接收器的距离为5～20海里。
据称波段覆盖范围为830MHz～18GHz。设计目标包括在200海里跟踪F-15、在215海里跟踪F-16，据称由于受到地球曲率的限制，最大探测距离为240海里。俄罗斯的资料宣称可在100°角区域内跟踪72个目标，目标包括JTIDS/Link-16终端的发射信号。1991年，KRTP-86的生产被改进的KRTP-91 Tamara-M取代。
俄罗斯的资料表明，在生产转型为Vera系列之前，一共装备了23套Tamara和Tamara M系统。其中，苏联/俄罗斯获得了15套Tamara系统和4套Tamara-M系统，捷克斯洛伐克解放军获得了4套Tamara M系统，民主德国军队获得1套Tamara系统，据称美国通过阿曼获得了2套系统。
冷战后，从Tamara派生发展出了Vera系统，由于对产品感兴趣的客户不是西方盟国，Vera系统的市场表现并不特别成功。据报道，马来西亚、越南、巴基斯坦和埃及有兴趣获得Vera系统。捷克军队已经获得了1套系统，美国国防部1套系统，爱沙尼亚1套系统。
85V6 Vega / Orion电子情报系统
CETC YLC-20发射定位系统
CETC YLC-20是源自Tamara M的DTOA/DF系统(来源于 IASC)
现在唯一公开材料说明YLC-20用于探测、定位和确定：
1．使用主动雷达的航空辐射目标，包括战斗机、空中预警飞机＆电子战飞机和无人飞机。
2．地面目标，包括早期预警雷达、搜索雷达和火控雷达。
3．发射通信装备。
据称波段覆盖范围是380MHz～12GHz。据称展开时间1小时，所有的系统部件装载在8×8或6×6卡车上。截止至发稿时，还没有从公开资料上有关该设备的质量参数。这限制了目前对系统能力的评估。可能运用了DTOA技术进行目标捕获和粗略的跟踪，运用DF技术进行精确跟踪，运用DTOA提供的参数来指导DF天线的干涉测量。已有的材料不能说明该系统是否具备高度测量能力，如果具备这种能力的话，可能是通过DF子系统用干涉测量技术达到这种能力。一旦获得了系统天线分布的高质量图片，就可以对系统可能的能力和局限性进行精确定义。
差分技术（DTOA）发射定位系统（ELS）
DTOA系统利用3个或4个广泛分布的接收基站，各基站使用高精度的同步时钟。所有接收到的信号，如雷达脉冲波、敌我识别发射信号、网络或数据链信息包等等，被识别、分类、定时，收集到的数据转到中央处理站点，如中央处理车。DTOA系统利用的原理是，只要发射源发出的信号到达一对接收器的时间不同，则任何发射源的地理位置和到达时间差符合命名为“等时线”的双曲线关系。
只有两个接收器的情况下，观察者只知道发射源的位置位于曲线上的某个位置。当有三个或更多接收器的时候，观察者就可以知道发射源的位置在几条曲线上的某个位置。则几条曲线的交点就是发射源的位置。
来源：澳大利亚空中力量网站
作者：Carlo Kopp
编译：知远/刘三姐