Trung Quốc phát triển công nghệ radar khiến máy bay cảnh báo sớm gần như "biến mất"

Các nhà khoa học không quân Trung Quốc vừa công bố một đột phá mang tính cách mạng trong công nghệ radar, giúp các máy bay cảnh báo sớm và chỉ huy trên không (AEW&C) gần như không thể bị đối phương phát hiện bằng hệ thống do thám điện tử.

Trong nhiều thập kỷ, AEW&C được coi là "trung tâm thần kinh" của chiến trường, đóng vai trò chỉ huy và kiểm soát trên không. Tuy nhiên, chúng cũng luôn là mục tiêu giá trị cao bởi đặc tính dễ bị phát hiện: tín hiệu radar mạnh mẽ có thể bị theo dõi từ hàng trăm km.

Giờ đây, nhóm nghiên cứu Trung Quốc tuyên bố đã tìm ra cách biến tín hiệu radar của AEW&C trở nên cực kỳ khó bị chặn bắt và định vị.

Phương pháp mới phân bổ cho mỗi ăng-ten một tần số lệch đi rất nhỏ, giống như một dàn hợp xướng trăm người cùng hát một giai điệu nhưng mỗi người lại lệch nhẹ về cao độ. Kết quả là, ở khoảng cách xa, tín hiệu trở nên hỗn loạn, làm mờ nguồn gốc phát sóng.

Đối với đối phương, khi cố gắng định vị bằng cách "nghe" phát xạ vô tuyến, tín hiệu này sẽ giống như một "bóng ma trong nhà hát opera" – biến đổi, tán xạ và méo mó đến mức không thể nhận diện.

Trung tâm của bước tiến này là hệ thống radar mảng tần số đa dạng (FDA – frequency diverse array), được giới kỹ sư mô tả như một "cuộc cách mạng" so với radar mảng pha truyền thống.

Nếu như radar thường điều khiển chùm sóng bằng cách chỉnh pha tín hiệu qua mảng ăng-ten, thì FDA tạo ra các sai lệch tần số rất nhỏ và biến thiên theo thời gian ở từng phần tử phát sóng. Sự tinh chỉnh này biến mặt sóng radar thành một thực thể động theo không – thời – tần, tạo ra tín hiệu giống với sóng gây nhiễu điện tử.

Các cảm biến thụ động của đối phương – vốn phụ thuộc vào việc bắt tín hiệu vô tuyến ổn định để định vị – bị "làm mù": hướng chùm sóng thay đổi theo khoảng cách, tâm pha như trôi nổi trong không gian, còn xung thì méo phi tuyến khi truyền đi.

Nhóm nghiên cứu do nhà khoa học Vương Bác (Wang Bo) thuộc Đại học Kỹ thuật Không quân dẫn đầu nhấn mạnh, họ không chỉ nhằm né tránh mà còn làm hỏng khả năng đo đạc thời gian, tần số và pha của đối phương – những nền tảng của tác chiến điện tử.

“FDA có thể mở ra một kỷ nguyên mới về tấn công – phòng thủ điện từ: vừa phát hiện vừa gây nhiễu, vừa định vị vừa đánh lừa”, nhóm nghiên cứu viết trong công trình đăng trên tạp chí quốc phòng Aero Weaponry ngày 7/8. “Điều này sẽ cho phép máy bay cảnh báo sớm chuyển từ né tránh thụ động sang chủ động làm mù đối thủ – một bước nhảy vọt về năng lực phòng thủ”.

Kỹ thuật này được gọi là chống phát hiện thụ động phối hợp theo không – thời – tần, khai thác sự lệch pha giữa mô hình tín hiệu truyền thống và "hỗn loạn được thiết kế" của sóng phát FDA.

Các hệ thống tình báo điện tử hiện đại vốn dựa trên giả định tín hiệu radar là ổn định hoặc thay đổi chậm. Nhưng với FDA – vốn sử dụng điều chế tần số phi tuyến (như gradient hình sin – lập phương) – thì thời gian và hướng sóng đến trở nên bất ổn.

Kết quả là các phương pháp dò tìm phổ biến như bộ lọc khớp (matched filters) mất tác dụng, tích hợp xung sụp đổ, và thuật toán tìm hướng phát tán sai số.

Mô phỏng cho thấy sai số định vị có thể tăng đến hàng km, còn độ chính xác góc giảm từ dưới 1 độ xuống trên 10 độ.

Ngoài ra, máy bay cảnh báo sớm có thể “lắng nghe” cách tín hiệu được tiếp nhận và điều chỉnh việc phát sóng ngay trong quá trình hoạt động – bảo đảm duy trì liên lạc với lực lượng đồng minh trong khi làm mù các hệ thống đánh chặn của đối phương.

Tuy nhiên, những thách thức vẫn còn, theo một chuyên gia radar tại Bắc Kinh không tham gia dự án.

Hệ thống này đòi hỏi mức độ tính toán thời gian thực chưa từng có, với mỗi phần tử ăng-ten cần được điều khiển độc lập, cực kỳ nhanh chóng về tần số và pha. Sự dao động nhiệt, sai số phần cứng và độ trễ trong đồng bộ hóa cũng có nguy cơ làm suy giảm hiệu suất, theo lời chuyên gia này, người yêu cầu giấu tên vì tính nhạy cảm của vấn đề.

Tương thích điện từ cũng là một mối quan ngại khác: những tín hiệu phức tạp, băng thông rộng như vậy có nguy cơ gây nhiễu cho hệ thống thông tin và cảm biến của lực lượng cùng phe nếu không được kiểm soát chặt chẽ.

Dù nhóm của ông Vương cho biết hiệu quả của hệ thống không phụ thuộc vào việc nắm rõ thiết bị giám sát của đối phương, nhưng “trong những chiến trường động, lộn xộn, điều đó có thể là quá lạc quan”, chuyên gia nhận định.

Tuy vậy, nếu được triển khai thành công, công nghệ này sẽ không chỉ là một sự nâng cấp – mà còn là một “cuộc cách mạng” có thể đảo ngược cán cân tác chiến điện tử, theo chuyên gia này.

“Trong các cuộc xung đột tương lai, quyền kiểm soát phổ điện từ có thể không còn phụ thuộc vào sức mạnh thô hay khả năng tàng hình tuyệt đối, mà sẽ nằm ở ai có thể thao túng thông tin tốt nhất”, ông bổ sung.