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163軍事觀察室:淺析中國海軍超視距雷達(組圖)

(2012-06-22 12:47:24) 下一個
 

近日,解放軍報一篇報道披露東海艦隊列裝了一款新型雷達。從文中信息可以判斷,這款新型雷達是一款地波超視距雷達(OTHR),對低空、海麵目標探測距離大約300公裏,可探測隱形目標。該雷達的裝備將有力提高解放軍的遠海探測能力,緩解了解放軍預警機、巡邏機較少的窘迫現狀。

東海艦隊某觀通旅總工程師方鋒

近日,解放軍軍報道了我國海軍東海艦隊某觀通旅總工程師方鋒同誌的先進事跡。文章提到方鋒同誌負責安裝的新型雷達可以探測到數百公裏外的低空目標,有力提高了我國預警雷達網的威力。文章摘錄如下:

“新春,霧鎖東海。狡黠的“藍軍”艦艇從數百裏外的大洋上突然發起攻擊。然而,讓“藍軍”意想不到的是:其艦載機剛飛離甲板,就被我軍列裝的新型雷達捕獲!”(解放軍報報道:解放軍裝備超視距雷達 可探測數百裏外水麵目標

從這個報道來看,文中提到的新型雷達應該是超視距雷達。我們知道普通地麵雷達受地球曲率影響,對於低空目標的探測距離一般不超過數十公裏,隻有工作在數千米高空的預警機才能達到這個指標,所以筆者認為此型雷達是超視距雷達(OTHR)。

中國海上警戒機數量有限,難以實現晝夜監控。

需要廉價的遠程探測手段

眾所周知,中國擁有麵積廣大的管轄海區,要想實現對這些海區進行有效的管理和控製,必須有相應的大麵積、遠程探測手段。

另外,近年來為了提高中國海岸防衛能力,海軍岸防導彈部隊列裝了鷹擊62型遠程反艦導彈係統。該係統具備射程遠、威力大、突防能力強的優點,其低空飛航射程在300公裏左右。這樣,需要有預警機及空中巡邏機為其提供目標指示。但是,這些飛機造價、使用費用昂貴,且中國現有空中巡邏機隊數量比較有限,不論平時還是戰時都難以在所有海區進行全麵展開。因此,實現對於管轄海區的晝夜不間斷的探測較為困難,而常規地麵雷達又無法探測較遠距離上的目標,需要超視距雷達來延伸現有岸防雷達的探測距離。

需要提高雷達網探測隱形目標的能力

此外,隨著航空及電子技術的進步,各種隱身飛機、防區外攻擊武器、反輻射武器不斷出現。這些武器具備隱蔽性強、突防性能好、命中精度等特點,對於常規雷達的生存能力提出了較大的挑戰。因此,也需要在現在的雷達網內采用新技術、新體製雷達來提高整個雷達網的探測與抗毀能力。這些也需要超視距雷達來實現。

168艦等新型驅逐艦就裝備了微波超視距雷達。

短波超視距雷達與微波超視距雷達

超視距雷達,從工作頻段上可以分為短波超視距雷達和微波超視距雷達。其中後者主要利用大氣波導現象,和對流層散射原理實現對於地平層以下目標的探測能力,由於工作波長較短,因此具備較好的探測精度,可以直接引導反艦導彈。微波超視距雷達設備也比較輕便,可以裝備在艦艇上麵但是其探測距離較近,如我們熟悉的俄羅斯樂台超視距雷達的主動模式下探測距離一般為200公裏。這種雷達一般裝備在艦艇上麵用於支持反艦導彈的超視距作戰,用於岸防的較少,所以首先可以排除。

短波超視距雷達,一般工作在高頻(頻率3-30MHZ),因此也稱高頻超視距雷達(HFOTHR)。根據其工作原理,又可以分為兩種:天波超視距雷達和地波超視距雷達。

天波超視距雷達

天波超視距雷達利用電離層反射進行探測。

其中天波超視距雷達大家可能比較熟悉,其原理就是:離地麵300公裏的大氣層有一道電離層,高頻無線電難以穿透這道電離層,會被折射後地麵,然後又被反彈回天空,電波就這樣在兩者之間“跳躍”前進。遇到目標後,有部分電波會沿原路返回,雷達接收後,根據發射及接收的時間差、電離層的高度等參數來推算出目標的方位和距離,並可以根據多普勒頻來計算目標的大致速度。

天波超視距雷達的特點就是:功率大,發射功率在在數十KW左右,探測距離遠,一次跳躍的探測距離在3000公裏左右,多次跳躍後可以達到6000公裏以上,可以進行超遠距離的探測與預警。

但是其缺點就是雷達體積龐大,僅雷達天線就長達數百米或者上千米,整個設備的體積更是驚人,另外其探測近界較大,一般在800公裏都在以上,精度也比較低,距離精度一般在數十公裏左右。還有就是由於電離層的不穩定性,需要對電離層進行實時的掌握以調整雷達的相關參數。

地波超視距雷達的信號則是在海麵上“爬行”。

地波超視距雷達

地波超視距雷達則不同,其原理是當高頻電波碰到波浪時會發生繞射現象。富含鹽份的海麵又是良導體,因此會出現電波沿著海麵向前“爬行”的現象,因此可以突破地平線,探測到目標,地波超視距雷達正是根據這種現象研製的。

由於不需要電離層的折射,且工作介質離天線較近,因此地波超視距雷達工作狀態比較穩定,設備體積也相對較小。其探測距離一般在數百公裏以內,但是精度較高,其距離精度可以達到數百米到數公裏,雖然不能直接引導導彈作戰,但是已經可以做為戰役、戰術級的預警雷達使用。由於雷達體積較小,也可以裝備在艦艇上麵進行機動以延長雷達的探測距離和範圍,其缺點是如果風浪過大的時候就會加大電波的損耗,降低其作用範圍,因此其全天候探測能力稍低。

反輻射導彈天線尺寸小,無法覆蓋到較低的頻段。

超視距雷達具備反隱形能力

由此,我們可以得知超視距雷達的優點在於其探測距離過遠,覆蓋範圍大。超視距雷達的探測距離一般都在數百、上千公裏,甚至上萬公裏,覆蓋範圍數十萬以至上百萬平方公裏,數倍於大型預警機,往往一部雷達就可以完成較大麵積地區的預警任務。

另外由於工作在高頻,其波長較長,這樣就衍生兩個優點:1、波長較長因此需要的天線尺寸也較大,而現有的空射反輻射導彈,由於載機的限製體積一般都較小,所以也同樣限製了其天線尺寸,一般來說現有反輻射引導頭很難覆蓋到高頻的範圍。2、另外由於波長較長,當電波照射到目標後會發生諧振後麵散射,從而增大了目標的雷達反射麵積,因此其對抗隱身目標能力非常突出。

正是因為這些優點,近年來各國都將超視距雷達作為熱點來發展,以提高現有的雷達網的作戰能力。當然超視距雷達也不是完美無缺,由於工作在高頻波段,這頻率範圍可用帶寬狹窄,並且民用設備也廣泛使用這個頻率,加上外界自然噪聲較大,因此互相幹擾情況比較嚴重,因此影響了雷達的分辯率和精度。

隱形飛機是超視距雷達發展的一大動力。

東海艦隊的新型雷達可能是地波超視距雷達

通過以上分析,方鋒同誌安裝的這個雷達應該不是天波超視距雷達。從文章中數百公裏來看,這個指標應該在天波超視距雷達的近界以內;並且天波超視距雷達由於探測距離遠,一般用來遠程戰略預警,屬於國家戰略防禦係統的一部分,由最高統帥部直接掌握,配屬於軍區級的東海艦隊的可能性並不大。

所以,此型雷達配屬於東海艦隊,屬於岸防雷達的可能性能更大;探測距離在數百公裏這些情況來推測,這個雷達應該是地波超視距雷達。由於文章並沒有出現國內研究廠所的字樣,加上雷達采用的是外文資料、方鋒同誌也曾經赴國外學習的相關介紹來看,這個雷達很可能是中國引進的俄羅斯HFSWR地波超視距雷達。

前蘇聯早期的DUGA-3超視距雷達。

前蘇聯相當重視超視距雷達的作用,1971年完成第一型試驗天波超視距雷達,其探測距離為3000公裏。在此基礎上,前蘇聯研製了世界上性能最強的DUGA-3型超視距雷達,其探測距離高達1萬公裏!用於戰略預警及監控美國等國家的衛星發射等任務。

1982年前蘇聯在遠東海參崴開始建造第一代HFSWR地波超視距雷達。第一代HFSWR的性能比較有限,探測距離隻有200公裏左右,且隻能探測海麵目標。進入90年代,俄羅斯利用先進電子元器件、數字式信號接收和處理等新技術對HFSWR雷達進行改進,在1996年成功研製第二代HFSWR雷達。

該雷達是分時一體化係統,通過對信號時序上的安排,實現海空兼容探測、、實時係統補償和電磁環境監測功能。其發射峰值提高到60KW,探測距離超過300公裏(大型水麵艦艇),如果是3000噸級的護衛艦大約在250公裏左右,對於高度在200米的目標可以提供150公裏的探測距離,可以同時跟蹤100批目標。該雷達主要用途在於探測海麵及空中目標,確定坐標及運動參數,據此對目標進行分類,通過數據鏈將目標信息發送給友鄰部隊;並且通過分析幹擾和地理物理環境條件,可以為水麵艦艇及船舶提供無線電導航。目前已經有多部HFSWR雷達向國外出口。

中國的OSMAR地波超視距雷達試驗站。

中國國對於超視距雷達的研究起步於上世紀70年代,需要指出的是這項研究得到了錢學森先生的大力支持。1982年中國完成試驗型天波超視距雷達,其在試驗中成功的探測到了1200公裏外的民航飛機,經過不斷的完善和發展,目前天波超視距雷達已經定型裝備我軍戰略預警部隊。

在地波雷達研究方麵,中國根據相關原理,按照陸用和艦用分別開展研究工作。80年代初哈爾濱工業大學按照新的機理提出了研製方案開始了技術攻關,經過多年努力,攻克了多項關鍵技術,並在此基礎上進行了係統試驗。

1990年中國在威海建立首座高頻地波超視距試驗站,並成功了跟蹤了超視距外的艦船和飛機等目標,並且在此基礎上還進行了艦載地波雷達的試驗工作,成功探測到上百公裏外的船舶,為了國產地波超視距雷達的投入使用打下了堅實的基礎。中國另外一個地波超視距雷達係統由武漢大學研製的OSMAR係統,該係統在1994年投放使用,成功探測到30公裏外的目標。在此基礎上,武漢大學又研製了第二代OSMAR2000係統,該係統的最大探測距離提高到200公裏以上,綜合性能已經達到國外90年代先進水平。

但就總體而言,中國上述地波超視距雷達的一些主要性能比俄羅斯HFSWR仍舊有差距,最大探測距離上就比後者要近。因此,國產地波超視距雷達仍難以為鷹擊-62岸艦導彈部隊提供足夠的支持,這也許是中國進口俄羅斯同類產品的原因。

超視距雷達部署後,鷹擊62遠程反艦導彈的性能才能得到最大程度的發揮。

提高遠海探測控製能力

超視距雷達列裝部隊後,將有效提高中國海軍對於近海的探測和控製能力。特別是在中國預警機、海上巡邏機數量尚且不足的情況下,超視距雷達體現出了較好的性價比。一部超視距雷達的造價大約在1000萬美元左右,而一架預警機的造價一般都在上億美元,因此超視距雷達實現以較小的代價來提高國土防空和海上預警能力。

即便以後中國海軍的海上巡邏機隊形成規模,超視距雷達也可以憑借其可以長時間對海工作的特點作為預警雷達網的日常值班雷達,降低預警機的出勤率,減少寶貴的使用壽命的損耗。戰時,超視距雷達可以為預警機提供目標指示,這樣就可以降低預警機的工作負擔。

提高岸艦導彈部隊的打擊能力

並且,在提高遠程反艦導彈的末製導雷達性能和參數後,甚至可以實現超視距雷達對於遠程反艦導彈的直接製導。這樣就可以大大提高中國海軍的遠程製海能力。另外,超視距雷達憑借其獨特的抗反輻射導彈和反隱身能力也可以大大提高中國沿海預警雷達網的能力,這在艦載機隱身、綜合電子攻擊能力日益提高的今天有著特別的現實意義。

因此,筆者認為在東海艦隊列裝地波超視距雷達的基礎上,如果南海艦隊也裝備類似的雷達,形成對台灣海峽南、北出口的有效封鎖。同時加快艦載型的研製,這樣未來配合艦載型鷹擊-62,在預警機的配合下可以實現對300公裏以上的目標的遠程打擊能力。

按照中國慣例,可能會吸收國外產品的先進技術與思想,結合中國相關型號,研製出中國自己的地波超視距雷達。相信在不久的將來我們就會看到國產地波超視距雷達裝備海軍部隊。

參考資料:1、超視距雷達發展現狀(盧長健);2、俄羅斯的超視距雷達;3、世界海用雷達手冊;4、地波雷達探測海況原理與運用(吳雄斌);5、高頻地波超視距雷達述評(劉春陽 王義雅)

作者:小飛豬



































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