浅析中国海军超视距雷达

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导读:   [b][color=darkred]浅析中国海军超视距雷达[/color][/b]   近日,解放军报一篇报道披露东海舰队列装了一款新型雷达。从文中信息可以判断,这款新型雷达是一款地波超视距雷达(OTHR),对低空、海面目标探测距离大约300公里,可探测隐形目标。该雷达的装备将有力提高解放军的远海探测能力,缓解了解放军预警机、巡逻机较少的窘迫现状。   [color=blue][img]http://img2.cache.netease.com/cnews/2010/3/3/2010



浅析中国海军超视距雷达


近日,解放军报一篇报道披露东海舰队列装了一款新型雷达。从文中信息可以判断,这款新型雷达是一款地波超视距雷达(OTHR),对低空、海面目标探测距离大约300公里,可探测隐形目标。该雷达的装备将有力提高解放军的远海探测能力,缓解了解放军预警机、巡逻机较少的窘迫现状。


浅析中国海军超视距雷达



浅析中国海军超视距雷达


东海舰队某观通旅总工程师方锋


近日,解放军军报道了我国海军东海舰队某观通旅总工程师方锋同志的先进事迹。文章提到方锋同志负责安装的新型雷达可以探测到数百公里外的低空目标,有力提高了我国预警雷达网的威力。文章摘录如下:


“新春,雾锁东海。狡黠的“蓝军”舰艇从数百里外的大洋上突然发起攻击。然而,让“蓝军”意想不到的是:其舰载机刚飞离甲板,就被我军列装的新型雷达捕获!”


从这个报道来看,文中提到的新型雷达应该是超视距雷达。我们知道普通地面雷达受地球曲率影响,对于低空目标的探测距离一般不超过数十公里,只有工作在数千米高空的预警机才能达到这个指标,所以笔者认为此型雷达是超视距雷达(OTHR)。


浅析中国海军超视距雷达


浅析中国海军超视距雷达


中国海上警戒机数量有限,难以实现昼夜监控。


需要廉价的远程探测手段


众所周知,中国拥有面积广大的管辖海区,要想实现对这些海区进行有效的管理和控制,必须有相应的大面积、远程探测手段。


另外,近年来为了提高中国海岸防卫能力,海军岸防导弹部队列装了鹰击62型远程反舰导弹系统。该系统具备射程远、威力大、突防能力强的优点,其低空飞航射程在300公里左右。这样,需要有预警机及空中巡逻机为其提供目标指示。但是,这些飞机造价、使用费用昂贵,且中国现有空中巡逻机队数量比较有限,不论平时还是战时都难以在所有海区进行全面展开。因此,实现对于管辖海区的昼夜不间断的探测较为困难,而常规地面雷达又无法探测较远距离上的目标,需要超视距雷达来延伸现有岸防雷达的探测距离。



需要提高雷达网探测隐形目标的能力


此外,随着航空及电子技术的进步,各种隐身飞机、防区外攻击武器、反辐射武器不断出现。这些武器具备隐蔽性强、突防性能好、命中精度等特点,对于常规雷达的生存能力提出了较大的挑战。因此,也需要在现在的雷达网内采用新技术、新体制雷达来提高整个雷达网的探测与抗毁能力。这些也需要超视距雷达来实现。


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168舰等新型驱逐舰就装备了微波超视距雷达。


短波超视距雷达与微波超视距雷达


超视距雷达,从工作频段上可以分为短波超视距雷达和微波超视距雷达。其中后者主要利用大气波导现象,和对流层散射原理实现对于地平层以下目标的探测能力,由于工作波长较短,因此具备较好的探测精度,可以直接引导反舰导弹。微波超视距雷达设备也比较轻便,可以装备在舰艇上面但是其探测距离较近,如我们熟悉的俄罗斯乐台超视距雷达的主动模式下探测距离一般为200公里。这种雷达一般装备在舰艇上面用于支持反舰导弹的超视距作战,用于岸防的较少,所以首先可以排除。


短波超视距雷达,一般工作在高频(频率3-30MHZ),因此也称高频超视距雷达(HFOTHR)。根据其工作原理,又可以分为两种:天波超视距雷达和地波超视距雷达。



天波超视距雷达


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天波超视距雷达利用电离层反射进行探测。


其中天波超视距雷达大家可能比较熟悉,其原理就是:离地面300公里的大气层有一道电离层,高频无线电难以穿透这道电离层,会被折射后地面,然后又被反弹回天空,电波就这样在两者之间“跳跃”前进。遇到目标后,有部分电波会沿原路返回,雷达接收后,根据发射及接收的时间差、电离层的高度等参数来推算出目标的方位和距离,并可以根据多普勒频来计算目标的大致速度。


天波超视距雷达的特点就是:功率大,发射功率在在数十KW左右,探测距离远,一次跳跃的探测距离在3000公里左右,多次跳跃后可以达到6000公里以上,可以进行超远距离的探测与预警。


但是其缺点就是雷达体积庞大,仅雷达天线就长达数百米或者上千米,整个设备的体积更是惊人,另外其探测近界较大,一般在800公里都在以上,精度也比较低,距离精度一般在数十公里左右。还有就是由于电离层的不稳定性,需要对电离层进行实时的掌握以调整雷达的相关参数。


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地波超视距雷达的信号则是在海面上“爬行”。


地波超视距雷达


地波超视距雷达则不同,其原理是当高频电波碰到波浪时会发生绕射现象。富含盐份的海面又是良导体,因此会出现电波沿着海面向前“爬行”的现象,因此可以突破地平线,探测到目标,地波超视距雷达正是根据这种现象研制的。


由于不需要电离层的折射,且工作介质离天线较近,因此地波超视距雷达工作状态比较稳定,设备体积也相对较小。其探测距离一般在数百公里以内,但是精度较高,其距离精度可以达到数百米到数公里,虽然不能直接引导导弹作战,但是已经可以做为战役、战术级的预警雷达使用。由于雷达体积较小,也可以装备在舰艇上面进行机动以延长雷达的探测距离和范围,其缺点是如果风浪过大的时候就会加大电波的损耗,降低其作用范围,因此其全天候探测能力稍低。


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反辐射导弹天线尺寸小,无法覆盖到较低的频段。


超视距雷达具备反隐形能力


由此,我们可以得知超视距雷达的优点在于其探测距离过远,覆盖范围大。超视距雷达的探测距离一般都在数百、上千公里,甚至上万公里,覆盖范围数十万以至上百万平方公里,数倍于大型预警机,往往一部雷达就可以完成较大面积地区的预警任务。


另外由于工作在高频,其波长较长,这样就衍生两个优点:1、波长较长因此需要的天线尺寸也较大,而现有的空射反辐射导弹,由于载机的限制体积一般都较小,所以也同样限制了其天线尺寸,一般来说现有反辐射引导头很难覆盖到高频的范围。2、另外由于波长较长,当电波照射到目标后会发生谐振后面散射,从而增大了目标的雷达反射面积,因此其对抗隐身目标能力非常突出。


正是因为这些优点,近年来各国都将超视距雷达作为热点来发展,以提高现有的雷达网的作战能力。当然超视距雷达也不是完美无缺,由于工作在高频波段,这频率范围可用带宽狭窄,并且民用设备也广泛使用这个频率,加上外界自然噪声较大,因此互相干扰情况比较严重,因此影响了雷达的分辩率和精度。


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隐形飞机是超视距雷达发展的一大动力。


东海舰队的新型雷达可能是地波超视距雷达


通过以上分析,方锋同志安装的这个雷达应该不是天波超视距雷达。从文章中数百公里来看,这个指标应该在天波超视距雷达的近界以内;并且天波超视距雷达由于探测距离远,一般用来远程战略预警,属于国家战略防御系统的一部分,由最高统帅部直接掌握,配属于军区级的东海舰队的可能性并不大。


所以,此型雷达配属于东海舰队,属于岸防雷达的可能性能更大;探测距离在数百公里这些情况来推测,这个雷达应该是地波超视距雷达。由于文章并没有出现国内研究厂所的字样,加上雷达采用的是外文资料、方锋同志也曾经赴国外学习的相关介绍来看,这个雷达很可能是中国引进的俄罗斯HFSWR地波超视距雷达。


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前苏联早期的DUGA-3超视距雷达。


前苏联相当重视超视距雷达的作用,1971年完成第一型试验天波超视距雷达,其探测距离为3000公里。在此基础上,前苏联研制了世界上性能最强的DUGA-3型超视距雷达,其探测距离高达1万公里!用于战略预警及监控美国等国家的卫星发射等任务。


1982年前苏联在远东海参崴开始建造第一代HFSWR地波超视距雷达。第一代HFSWR的性能比较有限,探测距离只有200公里左右,且只能探测海面目标。进入90年代,俄罗斯利用先进电子元器件、数字式信号接收和处理等新技术对HFSWR雷达进行改进,在1996年成功研制第二代HFSWR雷达。


该雷达是分时一体化系统,通过对信号时序上的安排,实现海空兼容探测、、实时系统补偿和电磁环境监测功能。其发射峰值提高到60KW,探测距离超过300公里(大型水面舰艇),如果是3000吨级的护卫舰大约在250公里左右,对于高度在200米的目标可以提供150公里的探测距离,可以同时跟踪100批目标。该雷达主要用途在于探测海面及空中目标,确定坐标及运动参数,据此对目标进行分类,通过数据链将目标信息发送给友邻部队;并且通过分析干扰和地理物理环境条件,可以为水面舰艇及船舶提供无线电导航。目前已经有多部HFSWR雷达向国外出口。


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中国的OSMAR地波超视距雷达试验站。


中国国对于超视距雷达的研究起步于上世纪70年代,需要指出的是这项研究得到了钱学森先生的大力支持。1982年中国完成试验型天波超视距雷达,其在试验中成功的探测到了1200公里外的民航飞机,经过不断的完善和发展,目前天波超视距雷达已经定型装备我军战略预警部队。


在地波雷达研究方面,中国根据相关原理,按照陆用和舰用分别开展研究工作。80年代初哈尔滨工业大学按照新的机理提出了研制方案开始了技术攻关,经过多年努力,攻克了多项关键技术,并在此基础上进行了系统试验。


1990年中国在威海建立首座高频地波超视距试验站,并成功了跟踪了超视距外的舰船和飞机等目标,并且在此基础上还进行了舰载地波雷达的试验工作,成功探测到上百公里外的船舶,为了国产地波超视距雷达的投入使用打下了坚实的基础。中国另外一个地波超视距雷达系统由武汉大学研制的OSMAR系统,该系统在1994年投放使用,成功探测到30公里外的目标。在此基础上,武汉大学又研制了第二代OSMAR2000系统,该系统的最大探测距离提高到200公里以上,综合性能已经达到国外90年代先进水平。


但就总体而言,中国上述地波超视距雷达的一些主要性能比俄罗斯HFSWR仍旧有差距,最大探测距离上就比后者要近。因此,国产地波超视距雷达仍难以为鹰击-62岸舰导弹部队提供足够的支持,这也许是中国进口俄罗斯同类产品的原因。


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超视距雷达部署后,鹰击62远程反舰导弹的性能才能得到最大程度的发挥。


提高远海探测控制能力


超视距雷达列装部队后,将有效提高中国海军对于近海的探测和控制能力。特别是在中国预警机海上巡逻机数量尚且不足的情况下,超视距雷达体现出了较好的性价比。一部超视距雷达的造价大约在1000万美元左右,而一架预警机的造价一般都在上亿美元,因此超视距雷达实现以较小的代价来提高国土防空和海上预警能力。


即便以后中国海军的海上巡逻机队形成规模,超视距雷达也可以凭借其可以长时间对海工作的特点作为预警雷达网的日常值班雷达,降低预警机的出勤率,减少宝贵的使用寿命的损耗。战时,超视距雷达可以为预警机提供目标指示,这样就可以降低预警机的工作负担。



提高岸舰导弹部队的打击能力


并且,在提高远程反舰导弹的末制导雷达性能和参数后,甚至可以实现超视距雷达对于远程反舰导弹的直接制导。这样就可以大大提高中国海军的远程制海能力。另外,超视距雷达凭借其独特的抗反辐射导弹和反隐身能力也可以大大提高中国沿海预警雷达网的能力,这在舰载机隐身、综合电子攻击能力日益提高的今天有着特别的现实意义。


因此,笔者认为在东海舰队列装地波超视距雷达的基础上,如果南海舰队也装备类似的雷达,形成对台湾海峡南、北出口的有效封锁。同时加快舰载型的研制,这样未来配合舰载型鹰击-62,在预警机的配合下可以实现对300公里以上的目标的远程打击能力。


浅析中国海军超视距雷达


按照中国惯例,可能会吸收国外产品的先进技术与思想,结合中国相关型号,研制出中国自己的地波超视距雷达。相信在不久的将来我们就会看到国产地波超视距雷达装备海军部队。


参考资料:1、超视距雷达发展现状(卢长健);2、俄罗斯的超视距雷达;3、世界海用雷达手册;4、地波雷达探测海况原理与运用(吴雄斌);5、高频地波超视距雷达述评(刘春阳 王义雅)


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