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陆基防空雷达发展现状

归档日期:07-04       文本归类:防雷达伪装      文章编辑:爱尚语录

  陆基防空雷达发展现状l4 摘要:陆基雷达是战场防空和国土防御的基本装备.在二次大战期间陆基雷达得到广泛地应用,它能 提供敌我双方飞机的位置,并将其速度,方位和距离传送给防空火炮(AAA)连,地空 导弹(SAM) 阵地,防空拦截战机.本文重点阐述了陆基防空雷达方向是防空与反导向结合和战 术防御将为主导, 并介绍了俄罗斯防空/反导雷达系统的发展现状. 当今的陆基雷达系统像舰载雷达一样,基本上 都采用三坐标体制,能为操作员提供空中飞机的高 度,速度,方位等详细信息.老式雷达只能提供飞 机距离,方位和速度信息,而飞机的高度要依赖于 另外的测高雷达提供. 过去在防空领域里常说预警是未雨绸缪,这 是因为当时数百千米的探测距离就完全能够预警 敌机或导弹,这样的目标运动速度意味着:用一部 预警雷达能在威胁到达之前提供仅仅几分钟的预 先报警.在空战中,都是以每秒钟来计算的,这样, 预先报警就完全有足够时间提供给安装有反应迅 速的报警器的战机,防空火炮连操作员操作其火 炮,SAM火控雷达系统,这些武器在接收到陆基雷 达通报之后就捕获目标.这个全过程在很大程度上 依赖于信息以光速传递的高速通信链路. 陆基雷达不仅能对喷气式空袭威胁(例如,巡 航导弹和飞机)提供预先通报,而且还能预警来袭 的弹道导弹.这个考虑是出自于像伊朗和朝鲜这样 的国家发展了弹道导弹,这些国家的导弹威胁到中 东,亚洲和世界各地. 防空/反导相结合以色列是真正体会到弹道导弹威胁的一个国 家,这个国家在1991 年海湾战争中受到伊拉克改 进型飞毛腿(ScuD)导弹的袭击多达42 之伊朗正在发展的Shahab.3/.4(流星)弹道导弹,这些因素都大大地激发了以色列发展弹道导弹防 御技术. 该技术包括ELTA 系统公司的EL/M.2090绿 松(GREENPINE)防空雷达(图1),其是以色 列飞机工业公司(IAI)箭.2(ARROW.2)弹道 导弹防御系统的组成部分.绿松系统与箭.2系 统的其他部分都是机动式的,用户使用灵活机动, 可以在任何地点架设.雷达天线安装在一辆拖车 上,并装有发电机,控制台和冷却系统.就性能而 论,绿松系统是ELTA 系统公司乐曲(MUSIC) 相控阵系统的后继型,也是一部工作频率在500 1000MHz 范围的L 波段雷达. 以色列箭-2SAM系统中的ELTA绿松雷达绿松系统工作时能同时完成搜索,探测,跟 踪,一边还制导箭.2拦截导弹直至目标4m 探测方面,绿松系统能观察到500km处正在飞行 的目标.在箭系统内,绿松雷达把目标信息发 送到香缘树(CITRONTREE)作战管理中心.目 标信息~但到达拖车上控制台内就转换成在屏幕 上显示的威胁数据,香缘树指控设备能同时监控 多种威胁. 虽然绿松系统与箭.2SAM系统是一个完 整系统,但是它已经作为一个独立的雷达出售, 2001 年印度购买了几个这样的系统来加强其防空 覆盖范围.ELTA 系统公司的其他产品还有 EL/M.2106A]1AR 三坐标雷达,该雷达能同时跟踪 多达6O 个目标,还具备先进的ECCM措施,能在严 重干扰环境中工作. 除了箭一2SAM系统外,另一个具有反弹道导 弹能力的SAM系统是美国雷声公司的MIM.104爱 2010 国者(PATRIOT)系统.雷声公司的AN/MPQ一53/65 无源电扫阵列雷达(图2)完成搜索,探测,跟踪 功能,以及提供导弹制导,并能在严重的电子十扰 环境下工作,AN/MPQ.53/65 雷达分别配备操作 美国AN/MPQ-53/65无源电扫阵列雷达 PAC 一2~HPAC 一3爱国者导弹的单元.通过缆线连 接到爱国者系统AN/MSQ 一104交战控制站,雷 达经过数字武器控制计算机的缆线连接自动接收 指令.而且,AN/MPQ.53/65 雷达探测距离达到 170km,并能跟踪多达1o0 个目标.雷达还能为多 枚导弹提供制导数据.除了AN/MPQ 一53/65 雷达之外,雷声公司还负 责提供AN/TPY-2 雷达(图3),该雷达与美国陆军末 段高空区域防御(THAAD)系统一起使用. AN/TPY-2 雷达于2008 年在THAAD 系统中服役, 旨在对空中目标进行探测,识别,分类.ANFFPY-2 雷达工作于I/J 波段(这是北约划分的频段,I/J 相当 于美国的X/Ku),能跟踪200km~E 离,150km 高度 上正在飞行的导弹目标,雷达可以用c—l30 运输机 空运. 雷声公司研制的AN/MPQ 一64哨兵(SENTIN EL)雷达是一部三坐标相控阵雷达,也是工作于I/J 波段.AN/MPQ 一64 雷达天线km 的距离上完成监视,捕获,识别和跟踪功能. 该雷达销售情况很好,已有300 份订购单. 美国陆军THAAD系统用的AN 厂rPY_2 雷达 在欧洲,欧洲导弹集团公司(MBDA)的SAMPFF 中程陆基机动防空系统(AsTER.30 导弹)采用了 泰利斯公司(Thales)的ARABEL 对空搜索雷达来 探测,识别,跟踪空中来袭目标.SAMP/T 系统可 以用来对付固定翼/旋转翼飞机,无人飞行器,以及 巡航导弹和弹道导弹. 图4SAMPFF 系统中的ARABEL 雷达 ARABEL 对空搜索三坐标雷达(图4)工作于 波段,对ASTER-30导弹跟踪和制导,还有通常 的监视功能.雷达方位覆盖360.,仰角.5.~+90., 这使ARABEL 雷达向上能对天顶进行搜索,同时还 能向下观察.雷达作用距离达100km,能跟踪100 个目标.除了搜索功能外,雷达还能分类目标,将 主要和次要威胁信息提供给ASTER.30 导弹,为多 达16 枚导弹传送目标数据,g~AN/MPQ.53/65 雷达 样,能工作在严重的电子干扰环境中.SAMP/T 系统能够与泰利斯公司的陆地灵巧 者(GR0UNDSMARTER)GS-100 雷达一起使用, GS.1o0 雷达(图5)是一部多功能三坐标雷达,旨 在对付弹道导弹,也能够单独作为对空监视和预警 雷达之用.在作弹道导弹预警时,雷达预警距离为 1000km,跟踪仰角高达85..2009 年.泰利斯公司 与印度空军达成一项协议,提供l9 部GS—lOO 雷达, 与印度巴哈拉特(Baharat)电子公司联合生产制造. 泰利斯公司的GS.100雷达 战术防御系统将是未来防空,反导发展重点泰利斯公司除了制造ARABEL 系统之外,该 公司还与美国雷声公司组成~个联合创业企业集 团,称为泰利斯雷声系统公司(ThalesRavthe0n Systems),提供大地主宰(GROUNDMASTER) 系列多任务防空雷达(图6).这个系列包括监视距 离达400km 的固定式和机动式两种雷达.该系列 图6大地主宰系列多任务防空雷达 即可与现有防空指挥控制网络整合使用,也可作为 单独的系统附带上其指挥控制中心和通信系统.在 雷达作为单独系统使用时,后勤负担大大减轻,因 为系统可以装置在一个ISO 货舱内放置在一辆大 型拖车上,也很容易用诸如A400M或c.17 大型运 输机空运.这种雷达的机动性能使得它能及时而迅 速部署. 除了大地主宰系列多任务防空雷达之外,泰 利斯雷声系统公司还提供了SHIRKA 三坐标雷达 (图7),该雷达与CR0TALE.NG(下一代)近程 防空系统(图8)一起使用.SHIRKA 雷达是泰利 斯公司完全成功的Mk.2 对空搜索雷达的发展型(海 军舰用的S 波段系统),其与泰利斯公司防空分部 制造的TRS.2630P 两坐标雷达一起使用,作用距离 约17km. 图7SHIRKA 三坐标雷达 图8CROTALE-NG 系统 欧洲另一家提供陆基雷达产品的公司,是生产 远程战术雷达的英国航空航天系统公司(BAE Systems),雷达型号为AS 一327COMMANDER-SL (图9),工作于S 波段.该雷达采用了最新的固态 收发组件,软件信号处理,先进的数字跟踪和商用 现货设备ANDER.SL 雷达的主要优越性是 机动灵活.BAESystems 公司已设计出一种固定的, 在阵地上的目标探测和跟踪雷达,为了提供远程监 视功能还可将雷达运输到雷达探测有盲区的地方. 图9AS.327COMMANDER-SL 远程战术雷达 2008 年,德国莱茵金属公司(Rheinmetall GmbH)和英国BAE 系统公司签订了一份关于用6 部COMMANDER.SL 雷达装备德国空军战术空中 指挥控制设施的备忘录.其实在2007 年,德国空 军通过英国国防部防空陆基系统综合计划组的一 份订单已经得到了一部新雷达及其经过升级的系 2010 BAE系统公司还为欧洲导弹制造厂商(MBDA 公司)的长剑(RAPIER)地对窄导弹(SAM) 系统提供了短剑(DAGGER)监视雷达(图10). 短剑雷达是一部脉冲多普勒三坐标雷达,作用距 离15km,经改进后提高到32km,能够探测多达75 目标/秒,还采用了自动开机/关机工作模式以保护 雷达不受反辐射导弹那样目标的攻击. 图10短剑雷达与长剑导弹发射架 欧洲另一个研制防空雷达的大型企业是瑞典 Saab 微波系统公司,其制造的RBS 一23BAMSE 对窄导弹系统,使用长颈鹿(GIRAFFE)防空雷达来保护机动/固定的地面设施.长颈鹿雷达是一 部工作与C 波段的三坐标监视雷达,天线).此外,雷达的仰角探测可达70.,刷 新率为每秒一次修正. 图l1长颈鹿三坐标搜索雷达 长颈鹿雷达并不是Saab 微波系统公司唯一 的陆基对空监视雷达系统,该公司还制造了作用距 离为20km 的HARD 三坐标系统,由于其体积较小 因此很容易整合在车辆上,作为单独系统使用时占 地面积极小.HARD 系统主要装备于近程防空系 统,是迅速反应部队的理想装备. 美国洛克希德?马丁公司于1982 年装备美空军 的AN/FPS.1l7 三坐标对空警戒雷达(图12),工 波段,主要用于对空警戒和辅助导航.雷达作用距离9.26~370km,方位覆盖范围360.;仰角 覆盖范围一6.~20.. 图12AN/FPS.117 三坐标对空警戒雷达天线(上) 与带天线罩的天线(下) 美国洛克希德?马丁公司海用系统与传感器分 公司为欧洲中程增程防空系统(MEADS)开发了 种新型车载式监视雷达,该公司还与意大利芬梅卡尼卡集囤下属的赛勒克斯系统集成公司(Selex SistemiIntegrati)和欧洲宇航防务集团(EADS)一一 起开发了新型x 波段多功能火控雷达,EADS 防务电 子系统分公司负责研制雷达的收发组件.这两种雷 达系统(图13)都采用相同的数字接收机和信号/ 数据处理器,都能提供360.的全方位监视. 赛勒克斯系统集成公司研制的防空雷达品种 很多,其型号有:RAT-31DL,RAN 一40L RAT-31DL/M是赛勒克斯公司最新研制成的全固态战术远程雷达,专门为北约部队在执行维和使命时 而部署的.该雷达工作于L 波段,在一2.~+20. 的仰角覆盖范围内探测距离达400km,能部署在战 场前沿保护部队和设施免遭任何空中袭击.整个系 统装在两个6m 长的ISO 集装箱内,由两辆商用越 野车运输,具有很高的机动性.阵地安装与撤卸不 需要任何专用设备. l8 图13中程增程防空系统 图l4 赛勒克斯系统集成公司研制的防空雷达 俄罗斯防空/反导雷达系统俄罗斯己生产制造出大量的预警,监视和跟踪 雷达,其独特之处是采用米波(VHF)器件和大型 八木天线阵列,这样的雷达其优越性是:由于寻的 器不工作在米波波长,因而雷达可以避免遭受反辐 射导弹的袭击;敌方需要使用战场专用的干扰机来 对付这样的雷达;米波波段比较短波波段更容易发 现隐身飞机. 图1555Zh6NEBOU 雷达 俄罗斯老式P.18 雷达经过升级改造后仍然在 服役,同时正在用新型的全数字式NITEL1L13-3 NEBOSVU 全固态雷达来取代它.55Zh6NEBOU 雷达(图15)具有高的发射功率和大型天线 个垂直极化八木天线 行组成,每 个八木天线 比例的折叠式偶极子/引向 器单元.1L13.3NEBO 雷达能探测50km 远,500m 高的正在飞行的飞机,并能自动跟踪多达100 标,该系列型号自1995年生产制造,最新型号能 探测1200km 远,70km 高的弹道导弹.由于天线阵 列巨大而又多层段,因而在事先未准备好的阵地上 部署这样的系统需要多达24h. 在分米波(L 波段)雷达中,目前只有两种型 号雷达还保持老式的抛物面天线.能够迅速部署的 机动型雷达39N6KASTA 一2E2(图16),主要是探 测超低空飞行的飞机,天线安装在液压升降的桅杆 上,能探测到50km 远,100m 高的目标,最高探测 高度不超过6km.39N6 雷达自1990 年开始生产制 图1639N6KASTA-2E2雷达 22Zh6DESNA 大型雷达的确切性能数据至今 仍无法得知,俄罗斯称其为格斗状态雷达,它是 P.37 监视雷达的后继型,但是功率更大,天线 个小的抛物面组成. 其他俄罗斯防空雷达都采用了相控阵天线PROTIVNIK.G 和67N6GAMMA-D 是目前正 在生产中的两种L 波段雷达型号.NNI59N6 机动式三坐标雷达(图17),安装在两辆半挂车上,能在15min 内部署完毕.雷达天线是平面阵型,具 有低的旁瓣和后瓣.VNIIRTR67N6GAMMA—D 机动式固态远程三坐标搜索与捕获雷达(图18),采用有源电扫阵列天线 标.这两种雷达在综合防空系统中都担负着预警和目标跟踪的功能.机动型的67N6 雷达部署时间只 需5min. 2010 图17Protivnik.GE雷达 图18Gamma-DE 雷达 64L6GAMMA.S 雷达是自1999 年服役以来俄 罗斯唯一保留使用的分米波监视雷达.雷达作用距 离10~300km,探测高度0~30krn,方位覆盖360., 仰角覆盖一2.~+30..此外,俄罗斯防空系统中还 一300V地对空导弹系统中的9S19M2IMBIR 雷达(图19)和9S15MV3OBZOR.3 雷达(图20), 以及BUK.M系统中的9S18M1KUPOL 雷达(图 21).9S18M1 雷达能担任防空雷达预警的功能这是 出乎设计者的意料的,而且该雷达性能参数优于现 用的标准防空雷达. 图199S19M2 三坐标雷达 图209S15MV3 三坐标雷达 图219S18M1KUPOL 雷达 图2296L6 雷达 SP96L6WO 雷达(图22)由KBLiba 研发, LianozovoLEMZ 制造,主要用于S 一300PMU 一400系统.该雷达采用跳频技术来抑制严重干扰 和强杂波,天线.搜索,仰角电扫. NovosybriskNIIIP 为S.300 导弹旅研制的64N6 达(图23)也能用作为大功率的监视雷达.在俄罗斯陆军防空指挥控制系统中还采用 了较小型的雷达,最典型的是装在MTLB 装甲车 上的9S80SBORKA 雷达,但是这种雷达可能被带 20 有相控阵天线的SBORKA.M雷达或L波段的 1L122-2 雷达所取代.2009 年俄罗斯称,功率更大 的1L123 雷达作用距离已达200km. 图2364N6 雷达 图24达里亚尔部署概念图(上)和伯朝拉预警雷达(下) 反导预警和跟踪雷达是俄罗斯的尖端雷达.达里 亚尔(DARYAL)型号雷达是前苏联的最新VHF 波段雷达,也称伯朝拉(Pechora)雷达(图24), 部署于苏联全边境线上.目前,这些雷达绝大多数 分散在独联体国家内,但多数已关闭,因此,迫使 俄罗斯不得不采取廉价而简单的方式研发和部署 新型雷达以恢复其预警能力.目前,俄罗斯已经部 署了两部新型的分米波雷达沃罗涅日一DM (VORONEZH.DM)(图25).计划部署至少6 这样的雷达.另一部尖端雷达是俄罗斯单个反导站的核心雷达.就是部署于莫斯科附近的顿河 2N(DON.2N)雷达(图26),天线沃罗涅日-DM雷达 图26顿~n--l-2N雷达 俄罗斯武器库在还有一些非正式的雷达,例 如,PODSOLNUKH 雷达是一种小型超视距雷达(图 27),工作于3.5~15MHz,能够探测350km 远处超 低空飞行目标.罗索伯龙出口公司 (Rosoboronexport)的RESONANS-N 雷达是一种 机动的,相干的,高度自动化的,全航路监视的相 控阵雷达,采用了米波波段的谐波反射效应技术, 雷达功耗100kW,全机安装在6 辆半挂车上,架设 时间需24h. 图27PODSOLNUKH 雷达工作示意图 还有一种桅杆式L 波段双基地雷达NIIRT 2010 52E6BARRIER/STRUNA,收发桅杆彼此相隔50km之遥,10 条链路(11 根桅杆)组成1 个单元.该 雷达高度覆盖范围0--70km,但是没有一个在军队 服役. 最新的俄罗斯雷达是NEBO—M系列雷达,但 是俄罗斯官方还没有正式披露,这个系列是由现有 种NNIIRT三坐标雷达派生型而组成:NEBO SVU 雷达,工作于vHF 频段,采用新型天线;PROTI VNIK—G 雷达,_[作于L 波段;GAMMA—S1 雷达, 工作于S/X 波段,亦即3 种雷达分别工作于米波, 分米波,厘米波波段.NEBO.M系列雷达都安装在 标准的BAZ 车辆上,共用一个指挥舱.NEBO.M 系列雷达正处于最后的测试阶段. 结束语雷达发展的现状,在技术上多数采用三坐标体 制,相控阵技术,频率捷变技术,低截获概率技术 等;在设计上趋向于防空与反导相结合,重点发展 战术雷达系统,注重雷达系统的机动性等. 美国从20 世纪4O 年代开始建造对付飞机的防 空系统,5O 年代开始建造对付洲际弹道导弹的预警 系统,60 年代开始建造反导系统,可谓发展历史悠 (上接第13 Elta公司还研发了安装在内部的EW白保护系 统,例如EL/L8248.这种雷达警戒和干扰(RWJ) 系统将RWR 和白保护干扰机的能力融合在一个采 用单天线构型的内置紧凑型系统内. Elta 公司之后还研发了一些非常先进的可以处 理大量威胁的护卫干扰机.EL/L 一8251A 就是其中 之一.这种系统可以在搜索和跟踪模式下提供对脉 冲和连续波威胁的射频ECM覆盖.系统包括一个 用于作战图像创建电子次序的积分接收机.在发射 方面,系统还有多个先进的发射机,覆盖了被处理 威胁的全部频段.系统可以自动或自主工作,用飞 行前管理(PFM)软件控制.软件是在任务之前就 载入系统的.极为快速的分时管理机制使系统能够 同时探测和干扰多个威胁.可以识别发射器并准确 测量其参数(例如,频率,PRI 和方向)的能力允 许有最佳的ECM方法分配.为了获得高效能的辐 射功率(ERP),所采用的发射机中有一个或多个是 久,道路漫长,但还没有真正达到实战的能力.随 着朝鲜和伊朗弹道导弹的发展,美国开始注重发展 机动型的战术雷达系统,采用防空与反导相结合的 机制,例如,AN/TPY-2 雷达将是美国今后10 年在 国内外重点部署的陆基防空/反导雷达. 欧洲国家由于其地理位置的缘故,陆基防空雷 达从一开始研制就注重防飞机与防御导弹相结合, 而且重点在于防御中程弹道导弹,因此,英,法, 德,意大利等国研制的陆基防空雷达都是属于战术 雷达系统,不针对战略弹道导弹. 以色列由于经历多次局部战争,因此,特别注 重研制防空与反导相结合的陆基战术雷达系统.印 度的双层导弹防御系统就是购买以色列绿松防空 雷达作为主要装备的. 俄罗斯在冷战结束后的10 多年里,大型战略 预警雷达系统基本处于瘫痪状态,但是,仍然保持 了…定的战术防御力量,如莫斯科反导系统一直在 运作着.最近几年,俄罗斯除重建了2 部简易的大 型沃罗涅日一DM预警雷达外,主要是加紧研制新 型防空与反导相结合的战术雷达系统,其特点是特 别注重雷达的机动性和探测隐身目标的能力.l 多波束阵列发射机(MBAT),这使得可以将发射功 率引向威胁方向并获得高的干扰效率.系统可以借 助通讯链和消隐线路与其他EW和航空电子系统集 成,利用Max 总线,串行通讯链或飞机座舱 内的控制面板就可以用多功能显示器(MFD)进行 操作. 除了已提及的用于有人飞机的自保护系统外, Elta 公司还开发了用于不同类型的战术和战略无人 机的特殊EW载荷.无人机在种类日渐增多的任务 中正逐渐取代有人飞机的地位,这一产品系列预计 也将会得以扩展. EL/L 一8295 是一种用于小型和轻型无人机的系 统,设计为在敌方武器保护范围内作战(守候) 的同时欺骗敌方雷达.EL 几一8295 系列可以长时间 工作,并在其它有人/无人平台执行任务的时候将虚 假目标注入敌方雷达.IIf

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