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发信人: hoot (空心菜), 信区: Green
标  题: 军用雷达杂谈（一）
发信站: 紫 丁 香 (Tue Dec 14 14:59:42 1999) WWW-POST


军用雷达杂谈(一)
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。美国年
代在东部的阿巴拉阡就曾秘密搞过一个叫 "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至
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)是目前军用讯号应用最广泛的频带，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。
其渊源据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。

舰载军用雷达

对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。

机载军用雷达

60多年来，机载雷达已发展出8大类，数百个型号。其中军用机
载雷达占了大多数。尽管现代战机有红外，电视，电子支援(ESM)
等光电感应器，但是雷达仍是全天候侦测能力最强、精确测距能
力最远的观瞄手段。本文著重介绍大家比较感兴趣的机载火控雷
达。

军用机载雷达的出现，完全出于30年代英、德海上交战急需机
载雷达在反潜战中帮助搜寻潜艇，随后在二战中又出现了多种型
号的10厘米和3厘米波段的机载雷达，其使用范围也扩展到了
对地轰炸，空中拦截，敌我识别等领域，但它们的技术水平都十
分接近且原始，笨重的米波振子阵列天线还是被装在机头和机翼
的外侧，所采用的信号也不外乎脉冲调制和调频连续波两种。

二战后，机载雷达成为了单脉冲角度跟踪、脉冲多普勒信号处理、
合成孔径以及脉冲压缩的组合系统。同地面雷达不同，机载雷达
所要处理的地面杂讯和噪讯都来的复杂，这主要是因为相对于地
面雷达位置的固定，地面对飞机而言有了相对速度，地面杂讯的
多普勒频移不再为零，而同空中目标一样有了相对速度和矢量，
简单的目标动态指示(MTI)已经不负使用，这就引进了杂讯可见
度(SCV)的概念，我们希望 SCV值尽量高，也就是雷达在多普
勒频移原点附近的曲线尽量陡峭，滤去更多的地面杂讯。另外，
为了一起滤去摇摆的树枝，海上的波浪和云雾等慢速反射物杂
讯，雷达靠增加延迟线，也就是每隔几道脉波作相减，延迟线越
多，原点的放大率就越小，滤除的范围也越大，SCV的值也就越
高。

然而类比式(analogue)雷达的延迟线跟所用材料有关，不能无限增
加，而材料又受本身特性和外界的影响容易产生不确定性，解决
的方法就是将雷达回波转为数字讯号，当代的机载雷达几乎都采
数字式雷达就是这个原因。



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