Giải mã radar vượt đường chân trời OTHR tầm quét 2.400km, xóa bỏ mọi 'điểm mù'

Bắc Cực đang nhanh chóng trở thành địa bàn cạnh tranh chiến lược nảy lửa giữa các cường quốc quân sự, nơi các khoảng trống giám sát không phận truyền thống bị thách thức bởi địa hình băng giá và độ cong Trái Đất. 

Để giải bài toán cảnh giới tầm xa, quân đội Mỹ phối hợp cùng Canada đã tiến hành đợt thử nghiệm mang tính bước ngoặt với công nghệ radar vượt đường chân trời (OTHR - Over-The-Horizon Radar) thế hệ mới tại cơ sở nghiên cứu HAARP ở bang Alaska. 

Bằng cách biến máy phát cao tần tần số cao thành bộ phát tín hiệu kết hợp với các mảng thu hiện đại, công nghệ này hứa hẹn mở rộng phạm vi trinh sát lên tới hơn 2.400km, xóa bỏ mọi ‘điểm mù’ không phận và thiết lập lá chắn cảnh báo sớm đa tầng tại khu vực cực Bắc.

Bước đột phá trong thử nghiệm radar OTHR dựa trên nền tảng HAARP đang giúp quân đội Mỹ tái định hình năng lực nhận thức tình huống không hải tại Bắc Cực.

Cơ sở HAARP tại Alaska hiện được sử dụng để thử nghiệm công nghệ Radar vượt đường chân trời mới của Không quân Mỹ. Ảnh: USAF/twz.com

Cơ chế phản xạ tầng điện khí quyển và kiến trúc song tĩnh song song

Về mặt nguyên lý vật lý, các hệ thống radar định vị truyền thống hoạt động theo cơ chế truyền thẳng tín hiệu sóng vô tuyến (line-of-sight), khiến tầm phát hiện bị hạn chế nghiêm trọng bởi độ cong bề mặt Trái Đất và chỉ có thể vươn xa tối đa khoảng vài trăm kilomet. 

Hệ thống radar vượt đường chân trời (OTHR) thế hệ mới của Mỹ đã khắc phục triệt để rào cản này nhờ kỹ thuật phản xạ sóng trời (skywave propagation). 

Tín hiệu cao tần (HF) trong dải tần từ 3 đến 30 MHz được phát ra hướng lên không trung, dội lại từ lớp ionosphere (tầng điện khí quyển) xuống bề mặt Trái Đất, rồi tiếp tục phản hồi từ mục tiêu trở lại tầng điện khí quyển trước khi đi vào mảng ăng-ten thu trên mặt đất.

Điểm đặc biệt trong cuộc thử nghiệm tại Alaska là việc áp dụng kiến trúc radar song tĩnh (bistatic radar topology), tách biệt hoàn toàn giữa bộ phát và bộ thu. 

Trạm phát sóng chính được đặt tại cơ sở HAARP ở Gakona, vốn sở hữu mảng phát cao tần công suất lớn với 180 ăng-ten dipole. 

Trong khi đó, bộ thu tín hiệu giá rẻ nhưng tối tân được triển khai tại Cold Bay, sử dụng mảng 18 ăng-ten phân bố linh hoạt. 

Sự phân tách này không chỉ giúp giảm chi phí hạ tầng sản xuất mà còn tối ưu hóa góc thu tín hiệu dội ngược từ mục tiêu, hạn chế tối đa các nhiễu địa hình do địa hình đồi núi băng giá ở vùng cực gây ra.

Góc nhìn từ trên cao của cơ sở HAARP tại Alaska, chụp ngày 7/9/2026. Ảnh: Không quân Mỹ/twz.com

Xử lý tín hiệu thuật toán nâng cao và phạm vi cảnh giới vượt trội

Khó khăn lớn nhất của các hệ thống OTHR là hiện tượng nhiễu do sự biến động liên tục của tầng điện khí quyển và dòng ion cực quang (auroral electrojet) tại khu vực Bắc Cực. 

Để xử lý bài toán này, tập đoàn nghiên cứu MITRE phối hợp với Không quân Mỹ đã tích hợp các thuật toán xử lý tín hiệu kỹ thuật số tiên tiến và học máy vào mảng thu ăng-ten. 

Hệ thống có khả năng tự động phân tích độ bẻ cong của sóng vô tuyến theo thời gian thực, lọc sạch tạp âm nền và phân biệt chính xác tín hiệu phản xạ từ mục tiêu khí động với các nhiễu động do thời tiết hay cực quang.

Trong các đợt thử nghiệm thực địa kéo dài 3 năm qua với sự tham gia của các dòng máy bay chỉ huy E-3 Sentry, máy bay tiếp dầu KC-135 và HC-130J Combat King II, hệ thống đã chứng minh tầm nhận thức không phận vượt xa mốc 2.400 km. 

Bán kính quét này cho phép một trạm OTHR duy nhất bao quát hơn nửa không phận Bắc Cực, phát hiện sớm các dòng máy bay ném bom chiến lược, máy bay trinh sát và thậm chí là các phương tiện bay siêu thanh cơ động thấp ở độ cao sát mặt biển ngay khi chúng vừa cất cánh từ các căn cứ xa xôi.

Một góc nhìn khác về các ăng-ten dipole chéo tại cơ sở HAARP. Ảnh: Không quân Mỹ/twz.com

Giá trị chiến lược trong mô hình tác chiến hiện đại

Việc thử nghiệm thành công radar vượt đường chân trời (OTHR) từ nền tảng HAARP mang lại giá trị chiến thuật to lớn cho Bộ Tư lệnh Phòng thủ Không gian Bắc Mỹ (NORAD). 

Trước đây, việc duy trì các trạm radar cảnh giới mặt đất truyền thống ở vùng cực đòi hỏi chi phí bảo trì và vận hành cực kỳ tốn kém do điều kiện thời tiết khắc nghiệt. 

Việc ứng dụng cấu hình OTHR song tĩnh kết hợp mảng thu chi phí thấp giúp Mỹ và Canada dễ dàng nhân rộng các điểm thu nhận dữ liệu dọc theo bờ biển, tạo thành lưới trinh sát diện rộng linh hoạt và rất khó bị đối phương tiêu diệt hoàn toàn.

Thử nghiệm này không chỉ khẳng định năng lực biến các cơ sở nghiên cứu khoa học vật lý thành tài sản quốc phòng chiến lược mà còn đặt nền móng cho hệ thống cảnh báo sớm thế hệ mới

Trong bối cảnh cạnh tranh chiến lược gia tăng tại khu vực Bắc Băng Dương, công nghệ OTHR sẽ là mảnh ghép quyết định giúp Quân đội Mỹ bịt kín các khoảng trống giám sát không phận, bảo đảm khả năng răn đe và phản ứng cấp tốc trước mọi mối đe dọa không kích từ hướng Bắc.

(Theo twz.com, war.gov, mgg-geopolitics.com, defence-blog.com)