超视距雷达

超视距雷达
背景资料：超视距雷达(OTH)，也称为超地平线雷达。

它利用电磁波在电离层与地面之间的反射或电磁波在地球表面的绕射来探测目标。

OTH雷达一般工作在短波波段，工作频率为3～30MHz。

这种雷达最重要的优点是不受地球曲率的限制，从电离层（高度80～360km）到地（海）表面全高度地探测空中（飞机、导弹）和海面目标（各种舰船）。

该雷达探测距离远（800～3500km）、覆盖面积大（单部雷达60°方位扇区可达560万平方千米），具有天然抗低空突防、抗隐身飞行器、抗反辐射导弹等优点。

它主要用于战略预警及远程战术警
戒情报雷达系统，能以最经济的手段，最高的效费比实现对境外远程目标的早期预警，使国土防空（海）的预警时间提高到小时量级。

目前，世界上拥有先进雷达技术的国家，如美国、俄罗斯、澳大利亚、英国、法国、日本等，都先后研制和部署了OTH雷达系统。

美国空军对东海岸超视距雷达AN/FPS-118的验证过程中，该雷达不仅能发现3335.4千米(1800海里)以外的巡航导弹，而且能在大部分时间跟踪它们。

这些巡航导弹的RCS(雷达散射截面积)小于B-2轰炸机，但高于F-117A隐身战斗机。

该超视距雷达还能跟踪波多黎各岛上空飞行的长度只有4.3m的私人飞机。

超视距雷达能探测远距离的舰船。

ROTHR的试验结果表明，该雷达系统在一个特定的区域里对目标的探测和跟踪能力超过了海军的规定指标，它成功地跟踪了某一海域的25艘舰船中的24艘，而且对另一艘也能勉强跟踪。

苏联从1976年就研制出了OTH雷达，主要作用是作为第二层战略预警系统(预警卫星为第一层战略预警系统)。

苏联超视距雷达的工作频率为4～30MHz(一说为5～22MHz)，其发射波形为大功率脉冲串，脉冲重复频率为10.5Hz，脉冲宽度小于2ms，发射功率为20～40mW。

据称，苏联的OTH雷达可能采用了多站技术。

俄罗斯的新OTH—B系统采用了天波—地波联合工作体制。

苏联的OTH雷达。

隐身飞机是采取整形技术，使用雷达吸波材料以及电子战等手段来获得隐身效果的，它是现代雷达的另一大威胁。

但是，超视距雷达具有反隐身飞机的潜力。

由于超视距雷达工作在高频，它的波长为10～60m，这个波长同大部分飞机的外形尺寸或主要结构的尺寸接近或略长一些。

根据电磁波的散射理论和有关实验证明：此时目标的外形及其细节对雷达散射截面(RCS)的影响不大。

这样，整形隐身的效果会大大降低。

另外，目前的雷达吸波材料只适用于微波范围，对调频无效。

特别是由于超视距雷达的电波自上而下照射目标，这样隐身目标的RCS仍然较大。

例如，B—2轰炸机在机头方向的RCS可能小于0.1m2，而从上方或下方照射时，它的RCS高达几平方米。

犹如金字塔般的美国OTH雷达
金字塔+巨石阵，仿佛两大奇观在这里碰撞，这分别是美国OTH雷
达的发射与接收天线阵列。

美国OTH雷达阵地及控制中心。

OTH雷达融合了现代相控阵雷达技术、双/多基地雷达技术、连续波雷达技术、短波电离层探测技术等。

目前，美国、俄罗斯等国都在不断改进原有设备，并加强新技术
的开发和研究，这充分说明了OTH雷达在其防御体系中的重要地位。

从国外超视距雷达的发展状况来看，要监视一个庞大的海域和空域，超视距雷达系统不失为一种行之有效且费用相对较低的手段。

美国OTH雷达控制中心，这本是冷战时期所建造，由于前苏联的解体，原来针对美国的远程轰炸机和洲际导弹的威胁明显减少，且研制和维护超视距雷达的费用极其昂贵，所以，近年来美国国防部对其部署的超视距系统作了一系列调整：其东部系统已几乎处于“休眠”状态，西部系统在装备几个月后就处于“保持运行环境，防止设备部件损坏，一旦需要可立即启用”的“热储存状态”，而其它部分的系统则被取消。

澳大利亚的OTH雷达的发射天线阵澳大利亚的OTH雷达的接收天线阵
天波雷达最大的特点就是其庞大的发射及接收天线阵，发射天线长达近千米，接收天线更是长达几千米。

这在卫星照片上极为显眼，为了保证安全，一般部署在内地。

俄罗斯的OTH雷达的发射天线阵
俄罗斯的OTH雷达的接收天线阵
超视距雷达一般分为3种，即天波超视距雷达、地波超视距雷达和微波超视距雷达。

天波超视距雷达是利用空间电离层对短波的反射构成的；地波超视距雷达是利用短波中更低的频段沿地面有较好的绕射作用，使电波沿曲线传播构成的。

由于接收和数据处理的兼容性，有时天波和地波雷达以不同的天线置于同一海边。

这两种雷达，它们都有前向散射和后向散射两种工作方式，由于军事使用上不容许把接收阵地设在超视距雷达的前方，因此主要是用后向散射。

微波超视距雷达是利用大气对微波传播有时构成的超折射现象而构成的，在温暖海洋的表面有较多的低空空域探测机会。

由于前向散射雷达的不足，当前主要装备的天波雷达以后向散射为主（OTH-B）。

美国的三面式OTH雷达的接收天线阵
美国的三面式OTH雷达的探测范围。

文献记载，对于方位覆盖角为120°，地面距离覆盖域为1000～4000km的超视距雷达，它所能覆盖的总面积达到1600万平方千米。

而且，从海面到空中可全高度探测。

但是超视距雷达的一个技术难点是大量杂乱无章信号的过滤、分析和处理，这需要强大的计算机系统，但随着目前计算机性能的大幅提升，这在上世纪6、70年代困扰研制者的难题不复存在。