告別機械雷達：無線電子掃描雷達異軍突起(圖)

2005年09月25日 16:19 中國網

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機械雷達已經落伍

俄羅斯新型環視無線電子雷達試驗樣品

美國和加拿大聯合研製的AN FPS-124型無線電子雷達

新型移動式無線電子雷達想像圖[/CENTER]

　　機械雷達已落伍
　　
    在軍事科技迅猛發展的今天，主動雷達對抗設備發展速度非常快，各種新型反雷達兵器層出不窮，甚至對雷達生存本身都構成了相當大的威脅。在現代戰爭條件下，主動雷達的戰鬥使用是非常危險的，任何雷達一旦開機，就可能會被敵方發現、鎖定，在數十秒之內，遭到敵方反輻射導彈的致命打擊。要想實施高效防空防禦，必須研製一種穩定性能較高、可有效對抗敵方高精武器的新型雷達。
　　世界各國武器專家們早有公論：空間機械掃描方式從整體上阻礙了雷達裝備的發展。約為整套機械雷達系統造價一半的機械設備最容易發生各種故障，占雷達系統故障的絕大部分，每天都要進行維護。另外，機械設備幾乎限制了雷達系統的所有基本性能，包括探測線、被跟蹤目標的截獲、對抗各種類型干擾的防護性能、通信容量等。
　　傳統空間機械掃描雷達雖已顯得有點過時，但一些人關於雷達主動定位時代已經結束的結論卻過於大膽，與事實不符，為時尚早。至今沒有任何一種新設備能全面替代雷達，近年來的研究成果也證明，無需特別維護、能高效防範敵方反輻射導彈攻擊的新型無人雷達的研製和生產是切實可行的。
　　當前迫在眉睫的任務是加速研製、生產、裝備、使用無線空間電子掃描雷達，替代傳統機械雷達。

　　尋找新型雷達

　　雖然機械掃描雷達存在明顯的缺陷，但上世紀末最早提出的無線雷達研製倡議卻受到了廣泛質疑。反對者認為，無線雷達造價昂貴，工藝複雜，技術風險較大，而傳統機械雷達的製造能力還遠未耗盡。
　　不過，有遠見的俄羅斯新型雷達設計研製人員並沒有放棄，繼續進行相關的設計、研製和試驗工作，並公布自己的研製方案，充分證明其合理性。但是，上世紀90年代，俄經濟形勢嚴峻，國防採購資金大幅縮減，無線雷達研製資金也無從著落。相關研製人員堅信無線雷達的廣闊前景，自籌資金，自行研製，最終還是得到了令人振奮的成果。
　　為論證新型無線電子雷達的突出優勢，研究工作重點放在了非旋轉天線系統技術方案和生產工藝上。當然，研製工作也並非從零開始，蘇聯時期早已進行這一方向的理論研究，國外也有經驗可以借鑒。俄羅斯雷達專家進行了空間環視電子掃描天線系統的研製嘗試，試驗了平面、球形、圓柱形天線陣列配置方案。
　　研究表明，由數個平面天線陣列構成的天線系統性能不太理想，主要缺陷是雷達重疊區動力、精確性和其他性能的不均衡性，缺少所謂的「軸對稱」，必須採用能保障在雷達重疊區識別目標的複雜程序。這種天線陣列通常還面臨數個天線陣列之間電磁兼容性保障問題，天線的生產、使用費用也比較高。
　　球形天線系統更吸引人一些，因為它擁有完全的軸對稱，能保障整個上半球天線面掃描時不會產生頂空盲區。但是，球形陣列天線研製理論尚不完善，一些樣品重量和尺寸較大，運輸、裝備和戰鬥使用都不太方便。對新型監視雷達來說，環形和圓柱(圓錐)形天線陣列最為合適，可避免球形和平面天線的上述缺點。
　　如今，俄羅斯已掌握了新型雷達混合生產技術工藝，能利用薄膜、印刷、微型部件和裝置懸掛式裝配、曲射布線技術，研製出圓柱形環視天線陣列的基本模型，保障天線製造工藝的90-95%實現自動化，生產成本降低1-2倍。研製出的環形相控陣天線模型，包括天線接收系統所有組件，已在消聲室內進行了詳細的試驗。
　　新型天線系統在結構上由同類環形天線模塊組裝而成，增加模塊數量，可提高雷達動力，減少天線波束方位角寬度，提高探測精度。這種系統不使用通用的電力或液壓傳動裝置，也沒有旋轉接合。在天線結構內部，先裝配固體接收器，然後配置所有雷達無線電電子設備，使雷達可靠性能大幅提升，平均無故障時間增加到4000-5000小時，相比機械傳動裝置雷達150-200小時的平均無故障時間，穩定性能提高了數十倍。
　　與集中發射機天線系統相比，從元件或少量元件組單價上來說，這種多元件天線造價確實比較高。但是，從試驗樣品數百個同類元件大量自動化生產的角度來看，元件單價會大幅降低，批量生產時，無線雷達整體造價還會大幅降低。

　　無線電子雷達異軍突起

　　在財政撥款停止的情況下，俄羅斯雷達研製人員仍自籌資金，堅持研製和試驗工作，可見研製新型雷達的誘惑確實很大。西方軍事發達國家也在無線雷達研製方面有了成功的經驗，加拿大和美國聯合研製的ANFPS-124型無線雙坐標預警雷達系統已裝備部隊。美國雷達裝備主要發展方向也是研製無線搜索、制導和目標指示雷達，美國海軍通過了2010年前開始裝備無線雷達的計劃。
　　異軍突起的新型無線空間電子掃描雷達採用最新技術，技術戰術性能大幅提高。傳統機械雷達的空間掃描速度較慢，受機械設備、方向圖波束參數和性能的限制，每5-10秒掃描一次目標，很少能在3秒之內完成的。新型無線電子雷達的目標掃描速度有了大幅提高，它使用部分或全部數字形式，用數組收發波束，極大地提高了方向圖波束傳輸速度，波束能在1微秒之內從一種狀態過渡到另外一種狀態。
　　無線電子雷達波束可在監視目標上停留，信息能以0.5-1秒的速率迅速更新，從而保障雷達在探測遠界處自動截獲目標，提前發現對傳統機械雷達構成最大威脅的極超音速目標，這類目標速度特別快，很難被機械雷達探測發現。
　　新型無線電子雷達信息更新速率較高，可大量積累截獲到的目標信號，提高電子干擾條件下的能見度、視距，保障自動搜索、跟蹤、截獲迅速機動的空中目標、低空目標、懸停的直升機、空氣球、水面艦艇等。無線電子雷達可使用連續探測程序，保障靈活的空間掃描方式，超快空間電子掃描可同時監視250-500個目標。
　　無線電子雷達使用相互關聯信號處理系統，目標反射信號更清晰，穩定性更強，干擾影響更小。還可使用更大基準、更寬的探測信號，利用方向圖波束在被監視目標上停留的方式，增加目標信號儲備，提高幹擾防護水平。新型雷達壓制各種干擾的能力得到實質性的提升，抗主動干擾能力增加了25-30分貝，抗被動干擾和複合干擾的能力提高了20-25分貝。
　　空間電子掃描雷達的探測範圍、搜索線、坐標測量精確度、抗干擾能力和其他性能都得到大幅提升，一套無線電子雷達可代替數個有線機械掃描雷達和測高雷達，能在反導、防空和空中交通管制系統中得到高效使用。
　　無線電子雷達外形全新，所有無線電電子設備全部使用模塊化設計。地面無線電問詢機、數據傳輸器在結構上聯為一體，裝配在天線筒內，由透輻射整流罩遮蓋，這種設計可提高系統風力載荷，保障在50-75米秒的風速下穩定工作。普通掃描機械雷達在30米秒的風力下就已無法正常工作，如果風力載荷進一步增大，可能會使整個雷達系統癱瘓。
　　新型無線雷達圓柱陣列天線上有通風管，保障雷達系統的自然冷卻，對設備定期預防性檢修和維修的要求非常低，事實上成為一種電子機器人，能像現代家庭里的電視機一樣長期可靠地運轉。由於採用了最新技術方案，新型雷達的使用和維護支出約減少9-19倍，能量消耗降低2-4倍。
　　新型雷達可靈活採用各種部署方式，固定式雷達可輕鬆部署到地形最為複雜的地區，如懸崖峭壁上，也可裝配在「烏拉爾」型汽車底盤或半拖車上，配備14-16米高的天線桅杆，機動部署，戰場生存能力顯著增強。

　　無線電子雷達發展前景廣闊

　　無線電子雷達將成為日後世界各國雷達搜索設備的主要發展方向，現代化多功能小型無線電子雷達將成為主流系統。未來無線電子雷達系統應具備更強的抗干擾能力，更高的戰場生存能力，能在反輻射導彈和高精武器作用下穩定工作，電子空間掃描速度更快。為進一步提高戰場生存能力，這種系統的信號發射機將是移動式的，由統一指揮系統控制，能形成移動動能輻射中心，靈活誘離來襲的反輻射導彈和高精武器。
　　今後無線電子雷達的研製重點是採用最新技術，完善各種戰術技術性能，減少設備類型，降低研製、生產、使用和維護費用，增強對各種隱形目標和極超音速目標的搜索能力，繼續提高抗干擾能力和戰場生存能力，真正成為未來戰場上的「千里眼」和「不倒翁」。(高原)