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天空神眼-我国海军新型舰载远程警戒雷达

发布时间:2019-07-24 10:18 来源:未知 编辑:admin

  当我国海军170神盾舰服役之际,外界发现这艘代表了我国相关行业及领域最高水平的先进战舰,居然装备了老式的米波远程警戒雷达,让人感觉颇不协调。在经过众期盼我国新型舰载远程警戒雷达悄然露面,这标志着我国海军舰艇即将增加敏锐的海疆神眼。

  许多人可能感觉疑惑,神盾舰配备有性能先进的相控阵雷达,具备探测距离远、可以同时跟踪上百批空中目标,具备快速波束指向和扫描能力,可以同时完成探测、跟踪、制导等功能,是水面编队防空体系的骨干和中坚,那么为什么还要舰载远程警戒雷达?这是因为由于舰载多功能相控阵雷达在编队作战中的重要性,考虑到电子战及寿命、费用等问题,海军并不愿意过多使用该雷达,这是因为现代雷达告警及侦察系统的灵敏度非常高,频率范围广,可以迅速通过接收到的信号间隔、幅度、宽度等信息经过分析处理得到雷达的频率、扫描周期等雷达特征数据,并储存到电子战系统的数据库中,这样电子战系统再次截获到该雷达的信号时,就可以识别出该辐射,进行干扰及防空压制行动,实际上对于雷达系统来说,其开、关机及频率的使用都有严格的制度,特别是平时要用固定的频率工作,而预留部分频率做备用,除非紧急情况或者上级批准,绝对不得动用备用频率,而对于雷达网的骨干雷达来说则尽量减少开机时间,以避免过多的外泄电磁信号特征,同时也有利于减轻舰艇电力负荷,提高相控阵雷达的寿命。正是因为如此,所以神盾舰一般都有一部远程警戒雷达进行日常值班和警戒雷达,以最大限度的降低舰载多功能相控阵的使用,这就意味着该雷达本身也要具备较强的性能才能担负起为整个编队进行防空警戒的作战任务。相控阵雷达性能优良,是水面编队对空防御的主力,也是对方重点探测和打击的目标

  目前美国神盾舰上的日常值班及远程警戒雷达是AN/SPS-49型雷达,该雷达是双坐标机械扫描雷达,广泛装备包括伯克级驱逐舰、提康德罗加级巡洋舰和尼米兹级航母,此外也做为主要对空探测雷达装备于佩里级护卫舰等舰艇,该雷达的优点在于具备较高的平均功率,可以达到13KW,探测距离可以超过450公里,特别改善对于小RCS目标的探测能力,具备快速传输的数据接口和自动目标录取能力,可以在复杂的电子环境中有效工作,具备跟踪200个目标的能力,该雷达还采用了包括副瓣消除、频率捷变等技术,具备较好的电子抗干扰能力,但是其缺点就是天线公斤,因此转速较低,在6圈/分钟左右,目标信息更新速率较低,同时只能提供两坐标信息,不能直接提供目标火控数据能力,当然这些缺点对于以预警机为主要探测手段的美国航母编队来说并不是太大的缺点,相反由于机械雷达在当时比较成熟,造价也比较便宜,所以SPS-49能够广泛装备于美国及盟友舰艇,在神盾舰上面该雷达主要为SPY-1雷达提供远程预警和目标指示,而在航母和非神盾舰该雷达主要配合SPS-48相控阵雷达使用。也就是所谓的新威胁改进系统-NTU,该系统由SPS-49提供远程目标预警,SPS-48提供引导和导弹制导,信息由SYS-2自动自信综合系统进行综合,提供了舰艇的防空作战能力。

  SPS-49的缺点对于美国海军来说也许不算什么,但是对于其他国家海军特别是缺少航母及远洋空中预警能力的国家来说,SPS-49这样的雷达局限性就比较突出了,这些国家的舰艇可能更加依赖舰载雷达对空情信息的掌握,同时考虑到现代反舰导弹具备较高的突防速度,较小的雷达反射面积,可以进行全方位饱和攻击能力,所以新一代舰艇的远程对空警戒雷达要具备较远的探测距离、较多的目标掌握能力和较快的目标更新速率以应付新一代空中威胁的发展,具备代表型的就是荷兰的SMART-L型有源相控阵远程对空警戒雷达,该雷达根据北约立体搜索雷达规模设计;其雷达天线个行阵列组成,发射时由16行阵列工作,接收时24行阵列都负责接收,工作在L波段,对于RCS较小的目标具备较好的探测能力,同时具备较大的功率,峰值可以达到100KW,具备较远的探测能力,对于空中目标(巡逻机)可以达到400公里,战斗机也接近300公里,反舰导弹的为60公里,SMART-L可以提取目标的多普勒速度并具备烧穿电子干扰的能力,可以快速和可靠的跟踪杂波和电子干扰背景下的目标,该雷达能同时自动探测、跟踪1000个空中目标,对海面目标的探测和跟踪能力为100个,由于SMART-L可以较为全面的获得空情信息,特别是可以较为精确的获得目标的三座标参数,从而为指挥官进行威胁评估提供了重要的依据,同时也可以让舰空导弹系统可以快速的锁定目标,正因为性能非常优良,所以SMART-L几乎是欧洲新一代防空舰艇的标准配备,英法下一代航母基本上也确定采用这种雷达做为远程对空警戒雷达,该雷达甚至还可以做为海上导弹防御系统的关键传感器来使用,但其缺点就是天线公斤的,难以安装到中轻型舰艇上去,所以根据护卫舰级的舰艇使用要求,荷兰又发展了其变型SMART-S型雷达,其天线吨左右,性能也有所降低,如最大探测距离降低到250公里,同时跟踪目标数量空中为400,海面为100,,不过由于天线重量的降低,转速得到提高,在本地防御的情况下其转速可以达到1圈/秒,因此该雷达既可以用于舰艇的中程空中警戒也可以用于舰空武器系统的火控,使用范围非常广泛,也是新一代护卫舰的常用雷达之一。SMRAT-L雷达与多功能相控阵雷达结合是欧洲新一代防空舰艇的标准配备

  我国海军组建之初装备的多属于轻、小型舰艇,而雷达工业基础也比较薄弱,仅能生产一些中近程警戒雷达,性能较好的对空警戒雷达还需要进口,如50年代我国建造的6601型护卫舰昆明舰配备的就是引进前苏联的FUT-N型警戒雷达,其对于低空目标的探测距离可以达到50公里,水面目标为30公里左右,进入60年代我国海军开始着手研制第一代国产水面舰艇,与之配套的远程对空警戒雷达也提上日程,由于国内雷达及电子工业能力仍旧有限,所以为第一代水面舰艇提供的雷达多采用从陆地雷达改装的办法,如为051型驱逐舰装备的515型舰载远程警戒雷达就是从陆基警戒雷达的基础上改装的,该雷达工作在UHF波段,这个波段雷达优点是外部噪声低,波束较窄,带宽大,受气象条件影响较小等优点,缺点就是需要较在的天线的天线公里,但是由于其精度比较差,且只能提供2座标信息,因此只适用于对空警戒,而不能用于作战飞机的引导,进入80年代为解决我国作战飞机的远程作战问题,我国海军为051型驱逐舰装备了381型相控阵三座标搜索雷达,该雷达原来是为053K防空导弹护卫舰配套的舰载搜索雷达,主要为舰载红旗-61舰空导弹提供目标数据,是我国第一种舰载相控阵雷达,对于战斗机大小的目标可以接近200公里的探测距离,与515雷达配合后可以为作战飞机提供一定的指挥引导能力,扩展了我国作战飞机的海外拦击线,为我国海军远海机动作战打下了一定的基础。

  由于515的天线及系统尺寸较大,所以从80年代起其逐渐517型米波远程警戒雷达取代,与前者相比,515在天线尺寸及系统重量都远小于前者,因此价格也要低于后者,不但装备驱逐舰还可以配备护卫舰,其是一种米波远程警戒雷达,探测距离超过300公里,但是分辩率及精度低于515,同时其也不具备提供目标详细座标的能力,因此在上世纪80年代我国研制了517A型远程警戒雷达,517A雷达从系统工程和整体性能的角度出发,根据米波雷达特点和作战需要,在对米波非相参雷达高频系统作改进后,采用了发射机数字频率校正DSU,DMTI,DMTD,自动录取和自动询问、光栅综合显示、数字式信号及数据处理技术,提高了目标分辩率和精度,特别是实现了目标的自动获取、参数处理等能力,并且可以与敌我识别器交联,具备边搜索边询问的能力,可以迅速识别目标的性质,特别是其可以与舰载情报指挥系统实现联网,实现雷达原始视频和二次综合显示,为建立全舰综合武器系统打下了基础,是一种性能比较好的远程警戒雷达,特别是探测隐身目标和对抗反辐射导弹方面有着独特的优势,因此被我国海军一直使用至本世纪。

  518型雷达性能较好,但受机械扫描的影响,在高强度作战环境中的能力仍旧有限

  虽然517A和381相控阵雷达组合具备较好的战术性能,但是在一型战舰同时采用两部远程雷达,不但增加了舰艇的复杂程度,提高了成本及费用,衍生而来的设备布置、电磁兼容等问题也令人头疼,所以在我国第二代052型驱逐舰上面,采用一部518型替代了上述两部雷达,518工作在L波段,这是远程对空警戒雷达首选择的频段,在这个频段可以得到较好的动目标探测性能,制造大功率及窄波束天线也比较容易,外部噪声干扰也较低,尽管518在探测距离比517A稍低,但后者的精度比前者有数量级的提高,由于采用了数字式动目标探测系统,可以在严重杂波干扰条件下获取目标,在电子对抗方面采用脉冲压缩、频率捷变等新技术,具备较好的电子战能力,可以在激烈的电子战环境中稳定、可靠的获取目标参数,但是由于其采用机械扫描天线,加上天线尺寸较大,重量、阻力都较大,特别是天线转速较低,目标更新速率较慢,同时掌握目标数量也不足,因此在抗击如反舰导弹这些的小型快速目标时能力比较有限,因此该雷达只配备了两艘052型驱逐舰,没有继续推广。

  我国170神盾仍旧采用米波远程警戒雷达支援多功能相控阵雷达,从而造成后者负担过重

  进入本世纪,我国开始建造052防空驱逐舰,该舰配备了相控阵多功能三座标雷达,因此需要远程警戒雷达提供目标的方位和距离坐标,进行目标指示,因此其探测距离最好大于相控阵阵雷达数十公里,从这个角度来说探测距离占优的517A型雷达的确比518型雷达更适合担当这个角色,另外517A型雷达在重量、体积与成本等方面也要优于后者,加上其具备了反隐身和反辐射性能好的优势,所以我国最终为052C选择了517A雷达的改进型就不让人感觉奇怪了,当然517A也只是被视为国产新型远程警戒雷达出现前的过渡产品,我国相关单位根据国际雷达发展的趋势,特别是着眼于提高雷达对于小RCS面积目标、低空及水面目标的探测能力,提高雷达多目标跟踪、多功能及自适应工作方式及反辐射能力等方面的能力入手,上世纪80年代初我国南京电子技术研究所研制了我国第一型YLC-2有源相控阵雷达,该雷达为一维(方位角上机械扫描,仰角方向为电子扫描)相位扫描三坐标雷达,具备单脉冲测角能力,具备良好的探测与跟踪能力,作用距离超过300公里,进入本世纪我国还开始研制二维有源相控阵远程警戒雷达,这类雷达在方位和仰角方向进行相位扫描,但天线同时可以进行机械转动,大大提高了三坐雷达的数据率和对目标跟踪性能,同时也克服了平面相控阵雷达搜索空域有限的缺点,题图出现的我国新型有源相控阵二维三座标远程警戒雷达可能就是这个科研攻关项目的成果。

  该雷达的出现解决了我国海军防空舰艇的远程警戒雷达的升级换代的问题,凭借其良好的性能应付现代高强度的作战行动,特别是由于其性能的提高,降低了载舰多功能相控阵雷达的负担,可以更好的发挥载舰中远程舰空武器系统的性能,并且该雷达还可以作为我国海军未来航母的配套装备,若我国海军后续航母采用弹射器,那么就可以使用舰载预警机,这样就可以拆除现有舰岛布置的大型相控阵雷达,这样现有的顶板雷达就难以担负起编队日常值班和对空引导雷达的重任,再远程有源相控阵警戒雷达完全可以做为替代,并且还可以采用SMART的模式派生出较小的多功能雷达系统来替代现有驱护舰装备的顶板及国产型号,从而实现我国舰载对空雷达的普遍升级换代。

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