中段反导话雷达X波段反导跟踪火控雷达

中段反导话雷达X波段反导跟踪火控雷达
中新社北京一月十一日电中国十一日在境内进行了一次陆基中段反导拦截技术试验，试验达到了预期目的。

中国外交部表示，这一试验是防御性的，不针对任何国家。

本国此次反导实验，开创我国中段反导之先河，成为地球上除了美国之外唯一一个成功完成中段反导实验的国家。

这不仅仅标志了我国国家导弹防御系统发展有了一个良好的开端，更预示着我国将会在拥有种类齐全的战术战略弹道导弹打击体系之后，具备反战术战略导弹打击的能力，可谓是剑盾皆紧握在手，打防两不耽误。

中国已经装备了种类齐全，射程涵盖全面的战略战术弹道导弹打击体系
中国中段反导，抢了美国人独领风骚的风头。

美国当然不会善罢甘休。

于是，美国在2010年2月1日也进行了一次大气层外中层反导实验。

但是，此次试验非常可耻的失败了。

根据媒体初步报道，美国此次反导实验的主要原因是“海基X波段雷达”并未如先前预计地一样正常工作。

那么这个雷达在美国反导体系中处于什么位置？研制X波段反导跟踪雷达需要攻克什么技术难关？我国在相应领域又有何进展？龙腾今儿个首次不写航空发动机、不写隐身，就谈谈反导跟踪火控雷达。

中段反导作战过程示意图，遗憾的是，我国还未装备图中的红外预警卫星
弹道导弹防御系统是一个包含了众多传感器、指挥、控制、通信以及拦截武器等系统在内的庞大而复杂的系统，跟踪制导雷达则是系统中的核心探测器，它集目标截获、跟踪、成像、识别、拦截弹制导以及拦截效果评估等功能于一身，很大程度上决定了系统防御拦截的成败。

对目标的探测和截获是跟踪制导雷达实现其它所有功能的前提和基础，一旦雷达无法及时捕获到目标，那么其它一切都是空谈。

这和反导系统拦截导弹的工作流程是分不开的。

美国是当今世界上公认的弹道导弹防御技术和实际系统发展得最为先进和成熟的国家，代表了目前导弹防御系统及其相关技术的最高水平和主要发展方向，下面就以美国导弹防御系统(MD)为参考，对弹道导弹防御过程进行描述。

美国反导雷达部署情况，此地图是以美国为核心描述的，因此看起来比较别扭
当敌方的弹道导弹发射几秒钟后，天基红外卫星探测器(DSP预警卫星或SBIRS系统)便可以探测到其尾焰，并进行持续地、周期性地观测，向作战管理和指挥、控制、通信系统发送来袭导弹的信息，由作战管理指挥控制系统向整个弹道导弹防御系统发出弹道导弹攻击警报。

作战管理指挥控制系统根据接收到的导弹信息，引导预警雷达建立搜索警戒线探测来袭导弹，并开始拟定交战方案。

当来袭导弹的主动段结束时，作战管理指挥控制系统根据多颗卫星的探测信息对导弹的弹道进行估计和预报，一方面提供给预警雷达帮助其确定来袭方位，一方面可直接提供给地基或者海基X波段雷达作为其搜索引导信息。

当来袭导弹进入早期预警雷达的探测范围内时，预警雷达捕获目标导弹并进行跟踪，将航迹信息发送给作战管理指挥控制系统。

依据地基预警雷达的跟踪信息，作战管理指挥控制系统可对导弹弹道进行更加精确的预报来引导X波段跟踪火控雷达。

X波段跟踪火控雷达根据接收到的引导信息(来自天基红外卫星或早期预警雷达)在一个较小的空间范围内对目标实施截获，然后进行跟踪、成像、识别等处理，对确定的真目标指挥陆基拦截弹发射拦截。

在拦截弹飞行过程中，X波段跟踪火控雷达雷达通过飞行中的拦截弹通信系统向拦截弹提供高分辨率的目标跟踪信息，并对拦截弹的拦截结果进行评估，如果拦截失败则发射另一枚进行二次拦截。

美国公布的中段反导示意图，图中的X-Band Radar就是本文中的X波段反导跟踪火控雷达
从整个防御作战过程不难看出，X波段跟踪火控雷达是防御系统中广义上的火控雷达，是拦截弹能对来袭导弹进行成功拦截的决定性因素。

为了实现最佳的拦截效果，跟踪制导雷达需要完成诸如跟踪、成像、识别、评估等多项功能，而所有这些处理都是以截获目标为前提的。

跟踪制导雷达对目标的探测截获过程实际上是导弹防御过程中两类主要探测设备的交接班过程。

弹道导弹防御系统中的探测设备可以分为两类:一类是预警探测系统，另一类是精确跟踪制导系统。

这两类探测系统在整个防御过程中的处理在时间上基本是串行的，同时又是紧密相关的，互为补充。

预警探测系统可以较早地发现和跟踪来袭导弹，但其探测精度不足以直接对拦截弹进行制导;而精确跟踪制导系统虽然能够提供高精度的制导信息，但却无法在早期截获目标，同时缺乏自行搜索目标的能力。

因此，一般防御系统的作战模式是，先由预警探测系统对目标实施探测和跟踪，然后将跟踪的目标信息提供给精确跟踪制导系统，由其完成最终的拦截制导，这就等同于目标跟踪任务在上述两类系统之间的交接班，而这个交接班就是通过跟踪制导系统对引导目标的探测截获实现的。

如果说雷达等探测器对目标的跟踪过程是一个闭合回路的话，那么上述交接班过程就是将前后两个探测系统的闭环进行交联，实现信息的传递和角色的过渡，从这个意义上来说，跟踪制导雷达的探测在整个防御系统中起着承上启下的关键作用。

海基X波段跟踪火控雷达如此重要，怪不得一旦出现问题就会导致整个反导实验的失败。

正在发射的美国陆基中段拦截弹
相比于常规的防空作战，X波段反导跟踪火控雷达在进行目标探测时都具有非常明显的特点。

第一，目标运动速度快是弹道导弹目标的突出特点：在经过主动段助推火箭巨大推力的加速之后，弹道导弹在大气层外以及再入时的飞行速度可以达到几千米每秒，这样就使得跟踪制导雷达探测时，所面临目标在径向和切向上都是高速运动的，这就对雷达搜索策略形成了挑战。

弹道导弹飞行速度极高，图为美国三叉戟弹道导弹发射出水
第二，为了提高导弹的突防成功率，在改进诱饵和干扰措施的同时，各国都在弹头的隐身设计上投入大量的精力，使得弹头的雷达散射截面积越来越小。

目前对于X波段的跟踪火控雷达来说，弹头的雷达散射截面积最小己经达到0.001-0.0001平方米的量级，这个雷达反射截面积比以隐身著称的F22隐身战斗机还要小上百甚至上千倍。

这大大降低了跟踪制导雷达的有效作用距离，雷达必须采取措施来提高探测能力。

弹道导弹一般采用多弹头突防技术，图为多个弹头攻击不同目标的壮观场景
第三，导弹突防方最容易采取的突防方式之一就是饱和攻击。

弹道导弹通常在发动机关机之后的几十秒内，完成多弹头的分导，同时分离出来的还有数目众多的各种无源诱饵、有源干扰机以及发射碎片等实物，它们与弹头伴随飞行，在空间形成一个密集的目标群，给雷达的探测和跟踪带来困难。

第四，弹道导弹的飞行距离较远，尤其是战略弹道导弹，可以达到几千乃至上万公里，为了在其飞行中段或者再入段初期实施拦截，跟踪制导雷达必须在目标位于几百到几千公里之外的时候便可对其实施有效探测。

如美国用于远程导弹防御的海基X波段跟踪火控雷达作用距离最大可达4000公里，防御战术弹道导弹的AN/SPY-1雷达最大作用距离也大于300公里。

巨大的美国X波段反导跟踪火控雷达，巨大的天线提供了惊人的探测距离
第五，跟踪制导雷达的主要任务是精确跟踪、识别和制导，为了实现这一目的，雷达的测量精度要求很高，因此其波束宽度通常设计得很窄，以满足角度测量精度和分辨率的要求。

据报道，美国MD系统中的GBR雷达，其半功率波束宽度只有0.14°。

如此窄的波束，将对雷达捕获目标时的搜索空域波位编排和搜索策略带来直接的影响。

第六，用于防御飞机目标的防空制导雷达，由于作用距离小，单个波束驻留时间短，且波束宽度相对较大，加之目标运动速度慢，因此在无引导条件下，往往也可以进行大空域搜索。

但是弹道导弹防御跟踪制导雷达的作用距离远，驻留时间长，波束宽度小，导致搜索帧周期很长，而目标的运动速度又很大，因此进行大空域搜索是不可行的，必须由其它探测器提供目标的引导信息。

引导信息不仅告知目标的存在，而且描述了目标可能存在的位置，是跟踪制导雷达提高探测性能的参考依据和重要保障。

正是由于有了引导信息的指引，弹道导弹跟踪制导雷达可以将目标的搜索截获空域限制在一个较小的窗口范围内，这样才能保证雷达的搜索数据率。

上图是三种不同的预警雷达对于跟踪雷达的引导方式对比示意图
综合上述目标特性，X波段反导跟踪火控雷达一般是大功率孔径的主动相控阵电扫描雷达。

美国的GBR，也就是陆基/海基X波段反导跟踪火控雷达就采用
了类似的典型设计。

海基X波段雷达系统由两部分组成，第一部分是一部巨型X 波段雷达，重2000吨，由雷神公司制造。

它是目前世界上最大、最先进的相控阵雷达，包括数千个由发射/接收模块驱动的天线。

发射/接收模块是多功能微波集成电路，可以发射、接收和放大信号。

海基X波段雷达能够搜寻、捕获、跟踪来袭导弹，并对拦截效果进行评估。

它的分辨率高达15厘米，因此能够区分敌方导弹的真弹头与诱饵装置，识别敌方导弹实施的反反导措施。

第二部分是承载X波段雷达的巨型海上钻井平台。

其距离水面有几十米，平台主甲板宽70多米，长120多米，大小超过一个足球场，雷达连同平台的排水量达到5万吨，相当于一艘航母排水量，该系统共耗资9亿美元。

目前X波段反导跟踪火控雷达在阿拉斯加的巴罗部署了两部，夏威夷部署了1部，而且还要在欧洲部署，形成对俄罗斯的合围和逼近态势。

美国X波段反导跟踪火控雷达正在吊装天线，其天线是巨大的主动相控阵阵列
美国一次次实验，美国雷达部署一阵阵紧逼。

经济刚刚复苏的俄罗斯虽然拥有战略预警雷达和空间监视雷达，但是暂且实在没余力搞国家导弹防御系统了，no money,no good。

欧洲自然还是一副乐于看到昔日霸主今日二流的俄罗斯在美国的威逼之下收缩防御。

印度倒是跳的很欢，声称自己已经具备了中段反导能力，但是就是不实验。

真正用实际行动震惊世界的只有一个国家，那就是我们的祖国。

1月11日，中国的中段反导实验于无声处起惊雷。

内心的狂心慢慢平息之后，大家自然开始推测中国反导系统的系统构成和部署情况。

其中拦截弹毋庸置疑的打了一个开门红，那么我国的反导跟踪火控雷达是否已经成功部署又部署在什么地方呢？
美国媒体引用的谷歌地球照片，怀疑这是个反导雷达阵地，不过龙腾没找到雷达在哪
去年11月11日美国媒体就根据谷歌地球上的卫星照片推测中国在西部边境部署了“弹道导弹预警雷达”。

今日在网络上也出现了谷歌地球上搜集到的中国反导预警雷达的照片。

照片中，可以清晰看到相控阵雷达的阵面，并且对比不同时间的图片可以发现其阵面是可以旋转的。

一般情况下，弹道导弹预警雷达需要对国家周边空天进行搜索探测，需要采用多个固定阵面全向布置以实现环视预警。

而反导跟踪火控雷达并不进行环视扫描，其一般根据预警雷达的搜索结果进行小范围的高精度探测跟踪，因此采用单面相控阵阵列机械扫描方式。

美国的海基X波段反导跟踪火控雷达就采用了类似设计。

因而，可以简单推测，图中的雷达并不是所谓的“弹道导弹预警雷达”而就是反导跟踪火控雷达。

根据反导实验的相关信息推测，中国反导跟踪火控雷达就部署在西北纵深地区。

根据其部署位置来看，我国的反导系统基本上就是针对印度和欧洲方向。

网络上流传的雷达照片，对比下图，可以发现这个相控阵天线不是固定的
本国对于反导系统的研究一直处于低调状态，但是反导实验的成功说明了相关研究的硕果颇丰。

南京电子技术研究所、航天科工集团二院、北京航空航天大学、国防科技大学、空军工程大学等科研院所在反导跟踪火控雷达搜索算法方面取得了多个进展。

在雷达仿真方面，国内出版的《电子系统建模仿真与评估》和《雷达电子战系统数学仿真与评估》做了大量的理论研究。

在硬件方面，相控阵尤其是主动相控阵技术已经被我国攻克。

052C驱逐舰上装备的舰载主动相控阵雷达，前一阵传出试飞成功的机载有源相控阵火控雷达，国庆六十周年飞过天安门上空的空警2000的主动相控阵平面阵列和空警200装备的平衡木式主动相控阵天线以及在我国各类防务展览上层出不穷的陆基机动式相控阵预警搜索雷达都宣告着中国在有源相控阵雷达领域的重大进展。

其中，机载有源相控阵火控雷达就是X波段的，和反导跟踪雷达基本是一个波段，也就是说在X波段有源相控阵雷达器件方面，我国已无关键性瓶颈。

此时，研制大型X波段反导跟踪火控雷达更多是在算法和工程方面的问题。

在雷达算法方面取得突破以后，剩下的仅仅就是大型相控阵雷达的设计工程建造问题。

反导实验的成功无疑证明了我国反导跟踪火控雷达的存在和设计的成功。

希望中国再接再厉，继续建设反导跟踪火控系统，实现祖国反导火控系统的全方位部署。