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主题:【军用雷达杂谈】作者 will
发信人: only()
整理人: only(2000-03-27 01:04:07), 站内信件

【军用雷达杂谈】作者 will 

可能很多人都已经知道了,雷达的英文原词实际上就像许多科技术语一样,是缩写,
字面意思是无线电 (RAdio),侦测 (Detection),和距离(And Range) 虽然现代雷达
不仅可以对三维空间内的目标进行测距和定位,更可制导导弹对目标攻击,但其基本原
理还是用发射电波,并通过物体反射的回波来测得物体距离和方向,也就是以电磁波为
媒介侦知物体的存在,所以,谈到雷达就不能不先讲到电磁波频谱。从纯军事角度来说
,也只有了解电磁波谱,才能够掌握电子战的内涵。作为对空雷达来讲,功率越大,探
测距离越远,而探测低空目标的能力也越低。

电磁波有很多物理特性,例如红外线在绝对零度以上的物质都会辐射的特性,响尾蛇导弹
就是利用目标辐射出的红外线迎击它的猎物。当然,它还有能量辐射性和物理穿透性等等
,其中值得我们关注的一条就是电磁波频率越高,波长越短。在军事应用领域中,不同频
率的电波有不同特定的用途,而超过10X12Hz 频率的电波则进入光波的领域,光电世界
由此开始。

首先是3~30KHz超低频(VLF)的频谱,波长高达10到10万公里,拜其“绕射”的特性,一
般是用来和水底中的潜艇通讯。美国197年在东部的阿巴拉阡就曾秘密搞过一个 “水手”
的对潜通信系统,该系统仅埋地线就埋了1,200公里,占地面积2,000平方公里,输入
功率16兆瓦。同年8月,两艘美国的核潜艇在水下100米处成功的接收到了地面站发出的信
号。VLF还有一种军事用途就是用于主动声纳阵列。美国的主动超低频声纳技术已经达到
1。5KHz以下,不易被潜艇外层的橡胶吸音块所吸收,故可精确测出潜艇的位置。英国新
近发展的被动拖曳声纳频率可低到100Hz。据说,97年岁末,一艘前往泰国参加国际防务
展的俄罗斯K级潜艇就曾多次被美国的VLF声纳锁定,日本,台湾在大陆引进多艘Kilo后
,也出动舰艇在该海域集结,想来它个大练兵,至于后事如何就不得而知了。

VLF之后是30KHz~300KHz的低频(LF)带,民间所谓的长波段,目前并无军事用途。接着
是300KHz~3MHz的中频(MF)带,也和低频一样,没有军事应用。3MHz~30MHz的高频 
(HF)带,乃透过地表波和电离层空中折射进行电波传递,适合从事远距离通讯,然而由
于民间使用过量,且易遭干扰,军事用途并不广泛,目前,惟有超地平线雷达 
(OTH Radar)一种利于电离层对短波电磁波的折射特性,侦测极远距离目标(3,000Km
以外 )。30MHz~300MHz的极高频(VHF),波长在1~10米,是目前民间电视,无线电台和
军事战术通讯最重要的波段,自然,例如美海军SRD-19一类的电子截听天线也多设定在
此频带。VHF的电波只能直线传播,因此通讯距离受地球曲率的影响,只能“看” 到哪
里,“送”到哪里,这就是为什么要四处建电视塔的原因了。雷达在这一频带受到同
HF类似的局限,军事上仅用于粗略地搜索低轨道卫星和远距离飞机以上从MF到 VHF的电
波,统称为无线电波。中国从俄罗斯引进的十几部SA-15地空导弹系统据说就是出口型的
无线电指令导引而非俄国自用的主动雷达制导导弹。

从300MHz起,波长自1米往下递减,到进入光波前,即1,000GHz止,统称为微波;包括
(甚高频)UHF,特高频(SHF)和极高频(EHF)。300MHz到3GHz为UHF,UHF微波的特性之一
和VHF一样,波行采直线,并不能靠大气折射。预警机上的雷达就是UHF频率的,大型高
功率雷达更可探测卫星和导弹各式雷达,导弹寻标器,导引,空中战术通讯,导航都落
在这个波段,3GHz到30GHz为SHF,除了同UHF的应用外,通讯卫星一般使用这个频道。
最后的30GHz~300GHz为EHF带,目前应用尚未普及,未来战术通讯和雷达可能往这个频
带发展,毫米波雷达和毫米波制导武器已经推出,不过在通讯领域还存在着无线距离短
,有线又只能以光缆传播的缺点。而在跨越UHF,SHF和EHF这 3大微波频在电子战的应
用上,共划分为D,E,F,G,H,I,J,K和L共9个波段,同样的波段,在雷达的应用上
,另外赋予L (1~2GHz),S (2~4GHz),C (4~8GHz),X (8~12GHz),Ku,K和Ka等7个
波段。另外,值得注意的是,1~20GHz,也就是D到J波段(或L到Ku波段)是目前军用讯
应用最广泛的频带,也是敌我四维空间战场交锋最盛的战场。

离开电波频带后,1,000GHz~300,000GHz也就到了红外线的范畴,以及更高的可见光
,是前视红外线,激光,夜视仪等光电感应装置大显身手的地方,光电反制(EOCM)由此
展开。我新型T-98主战坦克就是使用了EOCM作为主动防御系统的主要手段。其渊源具西
方装甲车辆专家分析很可能来自95年在马尼拉展出的三角架致盲型激光枪,现在该枪已
可以在国际市场中购得。

下面就分别介绍陆,海,空三军的雷达种类及应用。

于现代作战舰艇的雷达探测装置来说,一般有对空警戒雷达,对海警戒雷达,三坐标雷达
,炮瞄雷达,导弹制导雷达,敌我识别器和导航雷达等。每部雷达都由天线及控制机构,
发射机,定时器,收发开关,接收机,显示器,电源等部件组成。警戒雷达主要用来发现
远距离飞机,水面舰艇,导弹等空中目标。中国“旅沪”级直升机机库上的REL-2远程对
空警戒雷达就是一种在远距离搜索,跟踪空中目标,并导引己方战机进行拦截的2D雷达,
为了达到280公里的长距离探测范围,该雷达操作在 L波段(1。22~1。35GHz)的SHF低频
带,且资料更新率较低,为每分钟3~6圈。REL-2应用了数字移动目标指示(DMTI)的技术
,使在地形杂波为背景的目标,也能被辩识出来。在电子反制方面,REL-2有4个频道可
以视情况随时转换。另外,为弥补远程警戒雷达的盲区,“旅沪”级舰还配置了由4个
八目阵列天线组成的J(警)-17丙型远程对空警戒雷达,这种雷达的探测距离在300公里
以上,可想而知,它的操作频带就更低了,在70~93MHz之间,属类似前苏联“刀托”系
列的VHF对空雷达。当然,此类天线的波束宽(水平面约24度),角精度较差,侦测到的
目标要交给火控制导雷达来对目标进行锁定。最新服役的“旅海”级驱逐舰仍然保有
J-17,REL-2则换成了“米幕” (Rice Screen)3D对空警戒雷达(改良型),想较REL-2
来说,“米幕”可提供目标高度,距离之外的精确方位。警戒雷达的探测距离虽然及远
,但是对低空,超低空的目标,尤其是掠海飞行的反舰导弹,探测距离仍然力有不逮,
需要舰载直升机等第三方探测平台来补强。采用UHF的防御搜索雷达多需要单独的敌我
识别器(IFF)天线,所以“旅沪”级的上桅都可以见到两根柱状IFF。射控雷达由于需要
有对目标的精确跟踪能力,所以大部份都是I/J波段的狭窄波束,I波段提供目标追踪,
J波段发射连续波照射目标。

舰载雷达的最新趋势是采用电子相控阵雷达(PAR)。过去的雷达,不管是脉冲雷达,移动
目标指示(MIT)雷达或合成孔径雷达,都是采机械式旋转或是绕着一个轴向转动,以达到
搜索,追踪的功能。但是,上述雷达在当今恶劣电子环境下,对多目标抗饱和攻击的能力
都遇到了无法克服的难题。

为了突破这一瓶颈,美国率先开发出相列雷达技术,并在近些年进入全固态相列的领域。
所谓相控阵就是指相位可以控制的天线阵,这种雷达的特色就是不需转动,同时能发射和
接收多道波束,集搜索,追踪,照明,导引甚至敌我识别于一身,不但简化了部署,且其
天线是由成千上万的发射/接收 (T/R)模组组成,扫描速度极快,是机械转动雷达的
一百万倍,且可靠度特别高。几年使用下来,即使有部份T/R模组损坏故障,也不必维修
,而仍能维持良好的雷达功能。另外,其随机发射和接收不同多波束的方式,使其具有
目前所有雷达技术中最好的电子反反制能力,而成为未来新一代雷达的主流。

目前,美国海军已经部署了舰载“宙斯盾” (Aegis)舰队防御系统,其使用的四面
AN/SPY-1相控阵天线叫人印象深刻。每面雷达控制90度象限空域,可同时进行搜索,
侦测及追踪,由于天线本身无需转动,故雷达天线中的每个T/R以单一雷达波束可打平至
水平85公里外,对空则是以半径325公里持续搜索,一旦雷达发现目标,立即在1秒内对
目标发射十数道笔状窄波,为AN-SPG-62照明雷达提供目标的速度,距离,高度,方向等
战斗诸元以便接战。舰载主要防空武器,标准-2 (SM-2) 面空导弹在AN/SPY-1的制导下
,仅在命中目标数秒前才交给照明雷达,所以,舰上的4座AN-SPG-62可以在极短的时间
内多次接战,也就赋予了“宙斯盾”应付饱和攻击的能力。在预防反辐射导弹攻击方面,
美军“宙斯盾”巡洋舰AN/SPY-1A的电波可以半秒内在空中消失,不过,再启动雷达系
统,有10余秒的延迟更新全部战术资料,重新扫描记忆体中的威胁源。它另一个绝活儿
就是可以集中侦搜威胁可能出现的象限而保持其它面雷达的无线电静默。攻击“宙斯盾”
的方法其实从冷战结束前就已经是公开的秘密了,方法简言之就是在美舰的附近引爆电
磁脉冲弹头,使其舰上电子设备瞬间过载,丧失完整战斗能力,接下来,就和攻击一般
敌舰相同了,饱以一阵反舰导弹齐射。欧洲各国虽然缺乏技术储备开发类似AEGIS的大型
舰载相控雷达,但是,一批例如“SMRT-L” D波段PAR,“APAR”中,小型相控雷达也
接踵而至,预计将在下世纪初服役。中国在舰载大型相控雷达方面在近期也将有突破性
进展,大家拭目以待。


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 信言不美,美言不信;善者不辩,辩者不善
 
知者不博,博者不知;圣人不积,既以为人
 
己愈有,既以与人,己愈多
 
天之道,利而不害;圣人之道,为而不争

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