远程预警雷达
1 美国最大的相控阵雷达——“铺路爪”(PAVE PAWS)
“铺路爪”雷达是美国研制的一种探测潜射对地攻击弹道导弹的一种预警雷达,美军的编号是AN/FPS-115。它主要用于从美国的东西海岸,监视大西洋和太平洋上战略导弹、核潜艇发射的弹道导弹,它可以探测导弹的弹道、发射点,计算出弹着点的位置,来提供弹道导弹来袭的预警情报;同时,它也可以用于空间目标的监视,比如监视和探测卫星等空间目标。
该雷达的研制始于1972年,主要承包商是雷神公司,1979年首部“铺路爪”雷达开始运转,并先后部署了5部。在冷战结束后,佐治亚州与得克萨斯州的2座已拆除,现阶段只剩下加州比尔空军基地(Beale Air Force Base,由第七空间预警中队操作)、麻州科德角空军基地(Cape Cod Air Force Station,由第六空间预警中队)以及阿拉斯加州科利尔空军基地(Clear Air Force Station)的三处,均由美国空军的空间司令部负责运行和维护。“铺路爪”雷达系统的首要任务是对潜射弹道导弹的探测和预警,同时向北美防空司令部(NORAD)、战略空军司令部、国家指挥当局(NCA)提供攻击的参数。
“铺路爪”雷达是美国当前技术最先进的远程导弹预警雷达,也是一个战略预警系统的重要组成部分,同时,也是目前规模最大的探测雷达。它具有全天候、超远程、大空域、多目标探测等特点,在红外预警探测卫星(如国防支持计划DSP,天基红外卫星系统SBIRS等)预警信息的引导下,可精确测定目标位置、速度和航迹,从而实现弹道导弹预警、弹着点预测、引导制导雷达截获目标等功能。
“铺路爪”雷达的下天线阵列安装在一个 32m的大型的梯形建筑物里面,相当于普通民用建筑十层楼的高度。它在技术上是比较先进的,它采用双面阵天线结构,也就说它在高32m的梯形建筑上有两个阵面,每个阵面都是成圆形结构,直径大约为30.6m,倾斜角大约为20°,天线阵上有2000多个天线辐射单元,发射功率可达150kW以上。
美国本土3套“铺路爪”雷达覆盖范围示意
美国加利福尼亚州比格尔空军基地的“铺路爪”远程预警雷达(2005年4月7日)
在美国阿拉斯加州科利尔空军基地(Clear Air Force Station)部署的“铺路爪”远程预警雷达(2006年5月31日)
从探测方位来讲,它的两个阵面呈60°夹角,可以覆盖雷达所面对的240°空间,它的高低仰角覆盖范围可达到3°~85°这个范围,也就是除了头顶和地平线“看不到”外,基本空间它都可以探测;探测距离一般为4800km,对高弹道、雷达反射截面积为10m2的潜射导弹的探测距离达5550km,还可探测、跟踪洲际弹道导弹和绕地球轨道运行的卫星。
“铺路爪”雷达还有一个最大优势是可以同时探测和跟踪多枚来袭的导弹,特别是对战略导弹它有非常强的识别能力和测量的精度。
“铺路爪”是目前美国最大的雷达,探测距离一般为4800km,对高弹道、雷达反射截面为10m2的潜射导弹的探测距离达5550km,还可探测、跟踪洲际弹道导弹和绕地球轨道运行的卫星。该雷达采用双面阵天线,全部设备都安装在一个32m高的多层建筑物内。不过我国台湾购买的该型雷达的性能比美国自己使用的要低,但探测距离仍可达1500km,可为台防空作战提供7~10min的预警时间。该雷达能与台湾“爱国者”导弹相连,扩大其防御范围。
TIPS
“铺路爪”雷达的主要技术指标
工作频率:420 ~ 450MHz
峰值功率:600kW
平均功率:150kW
作用距离:5500km(雷达反射面积=10m2)、
3120km(雷达反射面积=1m2)
方位覆盖:120°/阵面,通常为双阵面,可覆盖240°
仰角覆盖:3°~ 85°
天线直径: 22.1m
阵面单元数:有源单元数1792、无源单元数885
阵面倾角:后倾角20°
波束宽度:2°(发射)/2.2°(接收)
频带宽带:100kHz(搜索)、1MHz(跟踪)
距离分辨率:1500m(搜索)、150m(跟踪)
雷达站工作人员:200人
2 海上千里眼——美国海基X波段雷达(Sea-Based X-Band Radar,SBX)
美国海基X波段雷达由美国雷神公司生产,安装在一座经过改进的海上石油钻井平台上,该平台是由挪威设计、俄罗斯制造的第五代可半潜双船体钻井平台,可在远海的大型风浪中维持运作,并以螺旋桨推进。建造完成后,整个雷达系统长约119m,宽约73m,从顶部的雷达罩到底部平台高度约有86m,重量超过50000t。
海基X波段雷达的明显标志是平台上面顶着的巨大白色圆球,里面就是相控阵雷达天线。天线重约1814t,占地384m2,拥有超过3万组发射/接收(T/R)模块,这些模块间隔分布,使雷达可以追踪极远距离的目标,以支持战区区域防御系统外大气层目标的引导。这个相控阵雷达需要超过100万瓦的电力供应。
雷达使用高分辨率的X波段,探测距离超过2000km,照导弹防御局局长崔·欧贝林(Trey Obering)中将的形容,SBX雷达可以在切萨皮克湾追踪在旧金山上方棒球大小的物体(距离约4500km)。海基X波段雷达不但可以对目标进行搜寻和追踪,还可以与里利堡基地(位于阿拉斯加州)及范登堡空军基地(位于加利福尼亚州)的导弹防御系统交换信息,这两个基地都有拦截目标导弹的能力。
海基X波段雷达是美国国家导弹防御系统(NMD)的重要一环,平时部署在阿拉斯加海域,近年经常驻扎在夏威夷的珍珠港,以监测飞越太平洋上空的弹道导弹。如果探测范围内有导弹升空,雷达会立即发现,然后第一时间判断弹头真伪,同时计算导弹未来路径。一旦导弹有机会威胁美国本土,雷达会通过卫星通知国防部,由国防部决定是否发射导弹拦截。
3 俄罗斯“沃罗涅日-DM”导弹预警雷达
“沃罗涅日-DM”是俄罗斯新一代远程相控阵预警雷达,由莫斯科远程通信科技研究所研发,是俄罗斯新一代雷达站的代表。以前建造这样一座雷达站需要5~10年时间,而现在建造这种新型雷达站仅需1年半时间。与上一代雷达不同的是,“沃罗涅日-DM”雷达共由23个技术装置模块组成,不仅移动方便,能耗也比老式雷达降低了40%。它拥有先进的相控阵雷达、大型计算机组、信号分析处理设备及配套设备仪器,均为俄罗斯国产,并采用模块化设计,可通过更换相应的设备模块迅速完成日常维修和系统升级,时刻保持稳定的技术性能。
“沃罗涅日-DM”雷达的峰值功率达625kW,探测距离达到6000km,是世界上功率最大,探测距离最远的陆基导弹预警雷达,能有效监视、跟踪、识别并测量4800~6000km的各种导弹和其他目标。设计师们曾开玩笑称:如果一只老鼠能飞的话,都能锁定它。也就是说,它能够发现所有的弹道导弹、巡航导弹、卫星,甚至包括卫星残片。
首部“沃罗涅日-DM”预警雷达2006年在列宁格勒州列赫图西镇投入试验性作战值班。2008年,建于克拉斯诺达尔边疆区阿尔马维尔的第二座“沃罗涅日-DM”雷达站启用。2011年11月29日,第三座“沃罗涅日-DM”在加里宁格勒州少先队员镇建成并投入战斗值勤。根据俄2011~2020年武器发展规划,2020年前还将在科米共和国、摩尔曼斯克州和阿塞拜疆投资再兴建3座新型“沃罗涅日” 雷达站。届时,“沃罗涅日-DM”预警雷达站,将有效涵盖北非、全欧洲及西、北大西洋的广大空域,可以有效对抗北约导弹防御系统,对北约成员国任何洲际导弹动向均可精确掌握。
俄罗斯“沃罗涅日-DM”导弹预警雷达(2012年5月23日)
俄罗斯“沃罗涅日-DM”导弹预警雷达站控制中心
俄罗斯“沃罗涅日-DM”导弹预警雷达