Исследователи из Китая изобрели революционную систему радиосвязи, которая работает без активного излучения электромагнитных волн и поэтому остается незаметной для противника. Технология основывается на использовании «умных поверхностей» из программируемых метаматериальных элементов, которые модулируют отраженные спутниковые сигналы для передачи информации. Технология подробно описана в научном журнале Journal of Radars.
Как выяснилось, основой новой технологии стала метаповерхность, которая состоит из сотен программируемых метаматериальных элементов. Она работает при облучении радиолокационными спутниками с синтезированной апертурой, такими как китайские Gaofen-3 или Ludi Tance 1. Система бесшумно управляет отраженными сигналами, переключаясь между состояниями «включено» (фаза 0°) и «выключено» (180°), чтобы кодировать сообщения непосредственно в радиолокационные эхо-сигналы.
Благодаря такому подходу скорость передачи данных может достигать 127 кбит/с, что соответствует пропускной способности тактической сети Link 16 НАТО. При этом гарантируется полная невозможность обнаружения, так как в окружающую среду не излучается никакая дополнительная энергия.
При этом исследователи подчеркивают, что система работает благодаря рассеиванию и модуляции принимаемых SAR-эхо-сигналов, устраняя потребность в активной передаче электромагнитных волн. Это обеспечивает скрытность и безопасность связи, значительно снижая риски обнаружения.
Подписывайтесь на Mediasat в Telegram: здесь самые интересные новости из мира технологий
Революционность разработки оценил анонимный исследователь в области связи из Пекина, который назвал технологию «телепатической». В то же время эксперт отметил, что любая технология имеет слабые места, и можно создать новые контрмеры для выявления таких пассивных источников.
Впрочем, воплощение этой технологии стало огромным вызовом для ученых. Прежде всего надо было согласовать линейную частотную модуляцию радиолокатора с синтезированной апертурой с кодированием данных связи без ухудшения точности их передачи.
Вместе с тем особого внимания требовала устойчивость системы к различным помехам. Технология должна выдерживать условия «городских джунглей», противостоять средствам радиоэлектронной борьбы и компенсировать рассеивание радиоволн морской поверхностью.
Отдельной проблемой стала необходимость компенсации килевой и бортовой качки корабля в бурном море. Фазовые искажения, вызванные волнами, могли бы значительно ухудшить четкость радиолокационного изображения и снизить скорость передачи данных. Система должна обеспечивать потерю разрешения менее 10% при условии достижения высоких скоростей передачи данных.
Чтобы решить эти задачи, исследователи изобрели несколько новаторских решений. В частности, адаптивные алгоритмы могут увеличить отношение сигнала к шуму на 300% в городских условиях, динамически изменяя глубину фазовой модуляции.
В отличие от городских условий, в морских условиях инерционные датчики и программное обеспечение с автофокусировкой противодействуют качке корабля. Система исправляет ошибки местоположения, вызванные волнами, в реальном времени, обеспечивая стабильную работу даже в сложных погодных условиях.
Практические испытания показали высокую эффективность разработки. Во время тестов со спутником Gaofen-3, моделировавших условия морского состояния 4 с волнами выше двух метров, протоколы исправления ошибок обеспечили чрезвычайно низкий коэффициент битовых ошибок в 0,77%.
При этом важно отметить, что система успешно передавала изображение без ухудшения разрешения радиолокационного изображения более чем на 9,7%. Такие показатели свидетельствуют о готовности технологии к практическому применению.
Несмотря на обнадеживающие результаты, пока систему испытывали только в лабораторных условиях и она еще не доказала свою эффективность в реальных боевых условиях. Однако исследователи уже строят амбициозные планы по широкому применению технологии.
В перспективе будущая работа сосредоточится на повышении скорости передачи данных и устойчивости к помехам. Совместные испытания с многомодовыми бортовыми SAR-системами должны подтвердить готовность к развертыванию в полевых условиях.
Кроме того, исследователи также планируют распространить концепцию пассивной беспроводной связи на основе информационной метаповерхности на другие бортовые радиолокационные системы дистанционного зондирования. Конечной целью является создание всеобъемлющей интегрированной радиолокационной сети космос-воздух-земля.
В конце концов, эта разработка может в корне изменить будущие поля боя, предоставив военным возможность осуществлять высокоскоростную связь в режиме абсолютного радиомолчания. Технология обещает положить конец вечной дилемме военных радиостанций между критически важной связью и риском обнаружения противником.
