Low-probability-of-intercept radar

A low-probability-of-intercept radar (LPIR) is a radar employing measures to avoid detection by passive radar detection equipment (such as a radar warning receiver (RWR), or electronic support receiver) while it is searching for a target or engaged in target tracking. This characteristic is desirable in a radar because it allows finding and tracking an opponent without alerting them to the radar's presence. This also protects the radar installation from anti-radiation missiles (ARMs).

LPI measures include:

• Power management
• High duty cycle, meaning the transmitter is on most of the time (long integration times)
• Wide bandwidth (or Ultra-wideband)
• Frequency agility, and frequency selection
• Advanced/irregular scan patterns
• Coded pulses (coherent detection)
• High processing gain
• Low sidelobe antennas

Radar systems work by sending out a signal and then listening for its echo off distant objects. Each of these paths, to and from the target, is subject to the inverse square law of propagation in both the transmitted signal and the signal reflected back. That means that a radar's received energy drops with the fourth power of the distance, which is why radar systems require high powers, often in the megawatt range, to be effective at long range.

Das ausgesendete Radarsignal ist ein einfaches Funksignal und kann mit einem einfachen Funkempfänger empfangen werden . Militärflugzeuge und -schiffe verfügen über Abwehrempfänger, sogenannte Radarwarnempfänger (RWR), die erkennen, wenn ein feindlicher Radarstrahl auf sie gerichtet ist und somit die Position des Gegners preisgeben. Anders als das Radargerät, das den Impuls aussenden und dessen Reflexion empfangen muss, benötigt der Empfänger des Ziels die Reflexion nicht. Daher nimmt das Signal nur quadratisch mit der Entfernung ab. Das bedeutet, dass der Empfänger – bei gleicher Antennengröße – dem Radar hinsichtlich der Reichweite stets überlegen ist: Er kann das Signal immer lange vor dem Radar empfangen, bevor dieses das Echo des Ziels erfassen kann. Da die Position des Radars bei einem Angriff auf die Plattform äußerst wertvolle Informationen liefert, müssen Radargeräte in der Regel für längere Zeit abgeschaltet werden, wenn sie angegriffen werden; dies ist beispielsweise auf Schiffen üblich.

Im Gegensatz zum Radar, das die Richtung seiner Signale kennt, empfängt der Empfänger lediglich einen Energieimpuls und muss diesen interpretieren. Da das Funkspektrum mit Rauschen überladen ist, wird das Empfängersignal über einen kurzen Zeitraum integriert. Dadurch addieren sich periodische Quellen wie Radarsignale und heben sich vom zufälligen Hintergrundrauschen ab. Die ungefähre Richtung lässt sich mithilfe einer Drehantenne oder einer ähnlichen passiven Anordnung durch Phasen- oder Amplitudenvergleich bestimmen . Typischerweise speichern Radarwarngeräte (RWRs) die empfangenen Impulse für kurze Zeit und vergleichen deren Sendefrequenz und Impulsfolgefrequenz mit einer Datenbank bekannter Radargeräte. Die Richtung zur Quelle wird üblicherweise mit Symbolen kombiniert, die den wahrscheinlichen Zweck des Radars angeben – z. B. luftgestützte Frühwarnung und Kontrolle , Boden-Luft-Rakete usw.

Diese Technik ist gegen Radargeräte mit frequenzagilem (Halbleiter-)Sender deutlich weniger effektiv. Da agile Radargeräte wie AESA (oder PESA ) ihre Frequenz mit jedem Impuls ändern können (außer bei Verwendung von Doppler-Filterung) und dies in der Regel mit einer zufälligen Sequenz tun, hilft die Integration über die Zeit nicht dabei, das Signal aus dem Hintergrundrauschen herauszufiltern. Darüber hinaus kann ein Radar so konstruiert sein, dass die Impulsdauer verlängert und die Spitzenleistung reduziert wird. Ein AESA- oder modernes PESA-Radar kann diese Parameter oft während des Betriebs anpassen. Dies hat keinen Einfluss auf die vom Ziel reflektierte Gesamtenergie, verringert aber die Wahrscheinlichkeit der Impulserfassung durch ein RWR-System. ^{[ 1 ]} Das AESA-Radar besitzt zudem keine feste Impulsfolgefrequenz, die ebenfalls variiert werden kann und somit periodische Aufhellungen über das gesamte Spektrum verschleiert. Ältere RWR-Generationen sind gegen AESA-Radargeräte praktisch nutzlos, weshalb AESA-Radargeräte auch als „Radargeräte mit geringer Abfangwahrscheinlichkeit“ bezeichnet werden. Moderne RWRs müssen hochempfindlich sein (kleine Öffnungswinkel und Bandbreiten der einzelnen Antennen, geringe Übertragungsverluste und geringes Rauschen) ^{[ 1 ]} und durch Zeit-Frequenz-Verarbeitung aufeinanderfolgende Impulse addieren, um brauchbare Detektionsraten zu erzielen. ^{[ 2 ]}

Möglichkeiten zur Reduzierung des Radarprofils umfassen die Verwendung größerer Bandbreiten ( Breitband , Ultrabreitband ), Frequenzsprungverfahren , FMCW und die Nutzung der minimal erforderlichen Leistung. Auch die Pulskompression verringert die Detektionswahrscheinlichkeit, da die maximale Sendeleistung bei gleichbleibender Reichweite und Auflösung geringer ist.

Die Konstruktion eines Radars mit minimalen Neben- und Rückkeulen kann die Wahrscheinlichkeit des Abfangens verringern, wenn es nicht auf den Radarwarnempfänger gerichtet ist. Sucht das Radar jedoch einen großen Bereich nach Zielen ab, ist es wahrscheinlich, dass die Hauptkeule wiederholt auf den Radarwarnempfänger gerichtet ist. Moderne Phased-Array- Radargeräte kontrollieren nicht nur ihre Nebenkeulen , sondern verwenden auch sehr dünne, sich schnell bewegende Energiestrahlen in komplexen Suchmustern. Diese Technik kann ausreichen, um den Radarwarnempfänger so zu verwirren, dass er das Radar nicht als Bedrohung erkennt, selbst wenn das Signal selbst detektiert wird.

Neben Aspekten der Tarnung ist die Reduzierung von Seiten- und Rückstrahlung wünschenswert, da dies die Charakterisierung des Radars erschwert. Dadurch wird es schwieriger, den Radartyp zu bestimmen (wodurch Informationen über die Trägerplattform verborgen bleiben) und das Radar deutlich schwerer zu stören .

Zu den Systemen, die LPIR nutzen, gehören moderne aktive elektronisch gesteuerte Phased-Array -Radargeräte (AESA), wie sie beispielsweise in der F/A-18E/F Super Hornet verbaut sind , sowie das passive elektronisch gesteuerte Phased-Array -Radar (PESA) des Boden-Luft-Raketensystems S-300PMU-2 .

• Echoortungsstörung
• Elektronische Kriegsführung
• Elektronische Gegenmaßnahme
• Maßnahmen zur Unterstützung der elektronischen Kriegsführung
• Aktives elektronisch abgetastetes Array

• Pace, P.E. (2009). "Detecting and Classifying Low Probability of Intercept Radar", "Artech House"
• Aytug Denk (2006). Detection and jamming Low Probability of Intercept (LPI) RADARS(PDF) (Masters). Naval Postgraduate School, Monterey. Archived from the original on 2012-04-25.
• F-22 Avionics / GlobalSecurity.org
• Low Probability of Intercept Radar (LPIR) / GlobalSecurity.org