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标  题: [转载] 重新评估雷达:多目标威胁的战术空防 
发信站: 紫 丁 香 (Sat Oct  9 21:27:41 1999), 站内信件

【 以下文字转载自 Green 讨论区 】
【 原文由 dragon 所发表 】
重新评估雷达:多目标威胁的战术空防
不断增长境外作战的需要和新的富于挑战性威胁的出现结合在一起,正要求空防组织重
新评估他们的传感器。雷达在历史上已经被归类为“可运输的设备”,然而他们却经常
被牢牢地固定在有形的支架上度过他们的工作寿命。对于可以被例行重新部署的,经常
是空中调配的装备需求正迫使这一方法不得不进行更改。与此同时,威胁正在日益扩散
,包括更多数量的无人驾驶飞行器、巡航导弹和弹道导弹以及隐身飞机。这种状况导致
了用户对于改善对抗小型、快速目标的性能的要求,这些目标可能在地面杂波中飞行或
是突然出现在地平线上。一种使用固态设计的有源相控阵将会带来许多需要的改进,同
时还将有助于削减经费。
尽管北大西洋公约组织( NATO)依然以传统的第五条款委托事项(同盟国领土的防御)
作为主要的存在的理由,他们还是面临着新的需求。这些需求包括那些要利用其政治领
导地位来向地区外危机管理军事行动提供军事力量的任务,在那些地区不能机械地照搬
现在的那些部署在欧洲境内的固定的地面设备。至少有五个可部署的空中作战中心已经
在联盟国内运行,而且将在下个世纪投入使用的新型空中指挥和控制系统(ACCS)也将
是可部署型的。
在全联盟防空事务高级咨询团体NATO空防委员会的支持下,已经在土耳其的开赛利空军
基地组织了首次联合试验,用俄罗斯Ilyushin IL-76型运输机进行NATO机动空防雷达的
静态加载试验。该试验将成为联合维和军事行动中潜在的协同作战进行准备的首次实战
演习。
NATO计划最多购买16部新型双功能(既是静态的也是可部署的)战术空防雷达(TADRs)。该
雷达可以满足机动性的要求,同时也能进行在500~750km距离的扩展空防(EAD)监视,
以及在1200~1500km距离上的战区弹道导弹防御(TBMD)监视。预计雷达的征购,涉及
一种单一的设计(至多两种),将由NATO ACCS管理署(NACMA)处理。NATO维护和补给署(N
AMSA)将可能负责提供终生支援。
雷达所要求的性能将可能包括用于弹道导弹检测的自适应跟踪能力、辅助识别的高距离
分辨率(在1m以内)、对发射点和弹着点的精确预测以及防御武器的控制。可重构的软
件将允许进行EAD空域搜索,包括视平线下的巡航导弹的检测。技术特性将可能包括具有
电子方位和仰角波束控制能力的有源控阵、600MHz带宽上的捷变工作和高抗干扰能力的
自适应波束形成。
高度的天线冷却将避免雷达出现一种独特的红外信号特征,从而降低了被高空(机载或天
基)传感器检测到的可能性。商业最新(COTS)产品的广泛使用在提高可支持能力的同时也
会有助于减少经费,并且工作站的设计将会受到极大的重视。对可部署能力的需求要求
整部雷达(包括操作和支援掩体在内)必须可以被空运,利用一架C-130或类似的空运飞机
,或者悬挂在CH-47直升机机身下方进行运输,同时也可以通过陆路或海路运输。一个七
人小组或人数更少的小组按作战标准部署完成所花费的时间不会超过一小时。用户可进
行跨国部署和局部地区机动。由于这种操作将会是例行操作,所以雷达的整体设计,尤
其是它的机动性能程序包,将必须最优化以适用于崎岖战场作战。
图1 阿莱里亚公司的RAT-31SL雷达是一种E/F波段(2~4GHz)远程3D空防雷达。
NATO征购计划的时间选择允许联盟获得技术和操作概念上的益处,这种技术和操作概念
源自于德国空军的RELV计划(扩展空防用雷达,注:此处为德语缩写)。事实上,国家
防御征购署(BWB)是唯一有充分的资金可用于这一领域内的新发展的机构。RELV计划的
竞争者包括阿莱里亚公司(Alenia)、英国航空航天防御系统有限公司(BAeDSL——原
来的西门子Plessey公司)、汤姆逊-CSF公司、洛克希德·马丁公司和诺斯罗普·格鲁曼
公司。BWB可能将于今年年底从这些公司中挑选至多四家公司来进行概念发展研究。
阿莱里亚Difesa公司和马可尼电子系统公司打算组成联合体(调整许可证的工作依然悬
而未决),这可能会大大地影响到他们对RELV计划和其他计划的提供能力。阿莱里亚公
司的雷达系统分部在E/F波段(从前被称为S波段)空防雷达上居于领先地位,公司还能
提供D波段(从前的L波段)设备。马可尼公司雷达系统分部的最强项则是D波段产品。
阿莱里亚公司称自己是类别1E/F波段三坐标(3D)雷达的首要供应商,特别是带有平面
控阵的机动式RAT-31SL雷达。该公司还向欧洲、中南美洲(含巴西)、中东地区和亚太
地区提供RAT-31S的更新型,其中欧洲用户包括奥地利和意大利,这两个国家分别有6部
或14部样品作为各自国家空防系统的组成部分。
阿莱里亚公司把RAT-31S作为构成自动操作空防系统整体的必不可少的单元,在战术应用
系统中还包括该公司研制的MRCS-403型机动指挥和控制中心。雷达系统由一个天线组、
一个发射机室、一个接收机和信号处理室以及主要电源组成。
天线组的搬运可以采用拖车或可拆卸的行走装置,当使用C-130飞机进行部署时后者是较
佳的方法。RAT-31S/C是一种机动性更高的改型,其天线旋转速率更快、脉冲-重复频率
更高,并且是圆形极化。
马可尼公司已经向若干国家出售了自己的S743D Martello堆积波束D波段雷达,并且和西
班牙Indra公司合作进一步发展该设计,而研制成的S763-LANZA雷达,现已被西班牙空军
采用。
BAeDSL公司看到对于能够探测1500km距离的战场弹道导弹的TADR雷达的需求正慢慢地浮
现出来。该公司计划在暂时命名为“Commander-S”的系统设计与有源相控阵技术相结合
,这种系统极大受益于MESAR(多功能电子扫描自适应雷达)技术-论证规划,该规划的
MESAR2阶段开始于1995年并将持续到2000年以后。BAeDSL公司和防御评估和研究署(DE
RA)还与其他的一些政府机构及英美的一些公司有合作关系,MESAR的有源阵列E/F波段
技术进行BMD(弹道导弹防御)试验。
图2 典型的操作员工作室(见左图),右图描绘的是该雷达的典型覆盖范围。
作为构成BAeDSL公司的Sampson和Spectar海军雷达基地的传感器将在位于赫布里底的DE
RA所属试验靶场和新墨西哥城的白沙导弹靶场进行试验。在后一个试验场进行的测试预
计于1999年中开始,根据BAeDSL公司官员介绍,测试将包括雷达对抗“欧美武器库中占
主体的现役弹道导弹”的作战。试验有可能被扩展,对抗目标将会包括巡航导弹和其他
的吸气式目标。
图3 以BAeDSL公司的“Commander-S”设计为基础的有源控阵列MESAR 2型雷达将被部署
在它的监视警戒网中用来进行导弹检测,并且将自动引发和保持目标跟踪。
图4 已获验证的包含于“Commander-S”系统(见最上图)的有源相控阵非常适于对抗各
种未来的空中威胁。其特点包括提供有效抗噪声干扰能力的数字式自适应波束形成(见
中图),以及多个同时工作模式(见最下图)。
根据BAeDSL公司介绍,MESAR2雷达在非旋转BMD任务中以及最终的“Commander-S”系统
中,将采用监视警戒网来检测出现在地平线上方的导弹。随后,雷达将自动引发和维持
目标跟踪。此外,公司有关人员介绍说,雷达还能够使用宽带波形来产生高距离分辨率
的目标成象以协助识别。
BAeDSL公司声称,当该雷达用作早期预警传感器时,其跟踪质量足以用来保证发射点和
弹着点的评估,而当其用作火控雷达时则足以保证对中段导弹的制导。公司介绍说,在
软件控制下工作时,雷达可配置成以旋转模式工作执行远程空防(LORAD)/扩展空防(EAD
)任务,保障对于包括巡航导弹和无人驾驶空中飞行器(UAV)在内的吸气式目标的探测
和跟踪。在BMD和EAD作战任务中都使用数字自适应波束形成来保证对副瓣和护卫式干扰
的高抗扰能力。
雷达使用了最小损耗最大可用的RF(射频)功率,以保障对多目标跟踪和避免虚警的遗
漏。空气冷却手段将确保元件的低应力级,同时(根据BAeDSL公司介绍)能比液冷方法
更好地减少阵列的红外信号特征。
同时,BAeDSL公司现在的TADR产品是AR327指挥员系统;12部该系统均已出售,其中的8
部在1997年年初就已交付。其中6部出售给英国皇家空军,6部出售给三位未透露身份的
用户(分别来自中东、远东的地区和“美洲大陆”某地区)。AR327雷达与一个雷达管理
机厢(包括一个用于雷达控制和指挥及控制的空防工作站)及一个显示和工作间机厢(
包括另一种形式的两个工作站)一起构成一个指挥报告所。
公司介绍说,加入BAeDSL公司的多功能工作机厢(MROC)后,雷达结构变为可部署的控
制和报告中心(CRC),并带有用于整个空防指挥、控制和通讯的多重工作站。
BAeDSL公司的首要竞争对手是汤姆逊-CSF Airsys公司,该公司最近刚交付了它的固态、
可运输式3D E/F波段空防雷达Master家族中的首部雷达,公司相信开始的此项计划有望
在未来的十年内每年会有20部左右的预销售量。尽管该公司拒绝透露首位用户的身份,
但是IDR相信首部该系统——Master A多功能雷达(监视功能加仰角和方位角电子扫描的
跟踪功能)出售给了新加坡,并且新加坡支持了雷达的研制。雷达的工厂验收测试于五
月初开始。
Master雷达家族包括Master T战术雷达(测量距离:440km,对小型飞机的距离:360km
);Master M扩程早期预警雷达(测量距离470km,对小型飞机的距离:460km);Master
 A先进多功能雷达(测量距离:监视距离为300km,跟踪距离为370km)。根据Airsys公
司介绍,公司约有10个系列的Master家族雷达。
Master雷达家族包括Master T战术雷达(测量距离:440km,对小型飞机的距离:360km)
;Master M扩程早期预警雷达(测量距离470km,对小型飞机的距离:460km);Master A
先进多功能雷达(测量距离:监视距离为300km,跟踪距离370km)。根据Airsys公司介绍
,该公司约有10个系列的Master家族雷达。
图5 汤普逊公司的固态便携式3D S波段空防Master家族雷达,包括(从上至下)Master
 T战术雷达; Master M扩程早期预警雷达;Master A先进的多功能雷达。
Airsys公司正试图把他的测量距离为140km的Flair可运输式补盲固态S波段雷达推荐给科
威特的C4I计划,为此Airsys公司将“有可能和一家美国第一流的承包公司联合投标承
包整个过程的一部分”。 汤姆逊-CSF公司还计划推荐较小型的Flair雷达,该雷达是一
种距离小于Master系列的E/F波段TADR雷达。Airsys公司声称,根据最初与新加坡签定的
合同,该公司将在明年开始交付Master雷达,我们相信这是一份交付两部Master A系统
的合同。
该公司正打算准备增加战区导弹防御(TMD)的能力来扩展Master A系统的性能。一位A
irsys公司的高级官员说:“我们正就购买具有TMD功能的Master A系统的有关事宜与两
位用户进行磋商,并且很有希望在1998年底获得一份合同。他补充说该系统所使用的特
定的TMD信号处理算法将由汤姆逊-CSF公司的子公司Signaal公司提供,此家公司正在研
究具有TMD能力的SMART-L 3D海军D波段雷达。
Signaal公司同时也计划研制SMART-L雷达的TADR版本,最初针对的是匈牙利对三部空防
雷达的需求。今年年初,汤姆逊-CSF公司官员称其Dutch子公司已经获得了进行该项目的
暂定许可。SMART-L雷达的陆基、可运输式版本预计将保持其海军系统的400km的测距和
对抗隐身飞机以及弹道导弹目标的高性能。
在匈牙利市场,SMART-L雷达将面临阿莱里亚公司(E/F波段RAT-31S型雷达)、洛克希德
·马丁公司(DAN/TPS-117型雷达)、Indra公司(S763-LANZA型雷达)以及提供E/F波段
Master雷达参与竞争的Signaal公司母公司的竞争。根据最近Airsys公司管理主任Franc
ois Lureau所述,地基SMART-L雷达有可能提供给那些宁可使用D波段型雷达也不愿使用
在较高频率的E/F波段上工作的雷达的用户。
图6 波兰的TRD-1211雷达由三个主单元和一个机动能源站组成。
陆基SMART-L雷达将成为自从Signaal公司于1990年被汤姆逊-CSF公司接管以来,首部被
允许研制的陆基空防雷达。当时由于和Airsys公司的E/F波段雷达计划抵触的原因,汤姆
逊-CSF公司终止了研究海军SMART-S E/F波段雷达(称为VANGUARD)机动、陆基版本的S
ignaal计划。
另一种典型的D波段可运输式空防雷达是波兰通讯研究所(Prazemyslowy Instytut Tel
ekomunikacji,PIT)研制的TRD-1211(也被称为N-12)型雷达。这种平均功率为7kW的系
统使用平面阵列天线来形成余割平方发射波束和八个接收堆集波束。PIT介绍说,该系统
安装在ISO标准的集装箱(包括至少三个空防工作站)内,检测距离为350km。
Daimler-Bens航空航天公司(Dasa)的防御和民用系统商业部已经为德国陆军制造了七
部TRM-S中程3D TADR系统,这些系统能够产生军中现役的机动近程空防(SHORAD)系统
的目标信息。TRM-S系统,也被称为LüR系统,使用平面阵列天线,是作为区域(面)和点
防御雷达而设计的。
根据Dasa公司的介绍,TRM-S系统既可用作单机空中监视也可用作或和其他雷达以及C2系
统结合成空防警戒网中的截获雷达。目前Dasa公司正在研究C波段多功能有源阵列雷达系
统,包括研究C波段有源发射/接收组件和设计可编程信号处理的处理单元。这家德国公
司还与南非的Reunert技术系统(Reutech)公司组成研究小组,研制ESR 360L机动3D D
波段空防雷达,并且和Dasa公司在空中交通管制领域以及(开始于1996年10月)军用雷
达领域有着长期的合作关系。
图7 Type 101的AR327型指挥仪系统
图8 ESR360L 3D战术空防雷达
洛克希德·马丁公司海洋、雷达和传感器系统分部已经向总共17个国家供应了125部以上
的固态雷达。其中,包括AN/TPS-59雷达用户美国海运公司(USMC)和埃及(后者还采用
了TPS-59M/34改型雷达,该机型有一个安装在卡车上的更小的阵列);比利时采用的是
GE 592雷达;英国国防部采用了Type 92型雷达;AN/FPS-117(E)1型雷达、可运输式AN/
FPS-117(E)1T型雷达和AN/TPS-117型机动雷达在内的系列雷达也在供应范围之内。USMC
公司正在改进它的TPS-59以达到(V)3标准,并结合反TBM特征加强军队HAWK地对空导弹系
统的有效性。
Sensis公司正在开发一种软件和建立一种新的模拟处理前端。1994年该公司在较早的AN
/TPS-59(V)1雷达型中安装了Model 2000多次扫描相关器来论证战区弹道导弹(TBMs)的
自动检测和跟踪;预测发射点和弹着点的位置;并且向HAWK导弹连提供适当的数据。19
96年八月加强型雷达在WSMR完成了一系列的试验,其中包括成功的目标作战管理和摧毁
试验,目标为同时发射的多TBM导弹目标以及TBM和巡航导弹混合目标。
改进计划的现有阶段将于明年九月改造11部TPS-59(V)3雷达,涉及到雷达系统结构的全
面重新设计,这将使得传感器能分辨十分之一米的雷达截面积的目标(而且无须更换天线
)并且把测量距离扩展了三分之一。(V)3雷达对抗TBM的探测距离可达740km以上,高度达
到305km,方位角360°,仰角达到60°。该雷达可以预测50~700km距离范围内的TBM的
发射点和弹着点,圆概率误差在3~5km以内。
(V)3雷达可以同时显示导弹防御和常规作战模式,COTS技术的采用允许系统尺寸减半而
成为一个S-280拖车。雷达的运输可以由一辆2.5吨的卡车,或悬挂在CH-46一样的小型直
升机下面并且可在无准备的场所运作4小时。
1998年中期,美国空军空中作战指挥部正式引进冰岛空防系统参与服役。岛上的四部FP
S-117(提供对格陵兰-冰岛-英国雷达能覆盖的地带的监视)系统通过新型的双冗余光纤
网络链接到两种设备,一个自动控制和报告中心,一部软件支持设备。此系统还包括先
进的数字数据链和音频通讯系统。冰岛空防系统可与北美的几个空中作战中心以及挪威
的空防地面环境直接连接。雷声系统公司,该项价值一亿四百万美元的计划的首要承包
商,使用Ada高级指令语言为此项计划写了长达900000多行的软件。
TPS-117雷达的最新用户是澳大利亚防御部队,根据价值一亿美元的合同(包括初始的五
年支援),防御部队在八月订购了四套设备用以装备它的战术空防雷达系统(TADRS)。
传感器可以经由空运、铁路运输、海路运输和公路运输完成重新部署,其中包括了通过
全轮驱动运输车进行的战术跨国部署。这些设备将取代皇家澳大利亚空军(RAAF)在新南
威尔士的威廉姆顿和达尔文地区使用的旧设备。
图9 洛克希德·马丁公司提供不同结构的AN/TPS-117固态雷达,其中包括部署简易而快
速的简洁改型雷达。
洛克希德·马丁公司和澳大利亚的Tenix防御系统公司以及RLM系统公司组成联合公司共
同提供雷达。RLM系统公司将负责满足RAAF独特工作需要的用户接口的软件工程。首部设
备预计在2000年12月前交付用以评估。
图10 诺斯罗普·格鲁曼公司的AN/TPS-70远程3D E/F波段雷达
图11 美国空军采用诺斯罗普·格鲁曼公司的AN/TPS-75雷达作为偶发性作战行动中世界
范围内部署所用的标准空防雷达。该公司研制了一种更新的程序包,并已经在TPS-63雷
达中使用,能够在TPS-75雷达上增加一个固态发射机和一个数字信号处理器。
RAAF配置的电子反对抗措施(ECCM)特性包含有波束-波束频率捷变跨越14%的带宽最高超
过多达100多个频率点;随机脉冲重复频率;以及通过选择每个波束中的最小干扰频率来
实现自动干扰回避。其它的起作用的方面有频谱分析;烧穿(此处笔形波束能被聚焦在
干扰机方向上);低峰值功率;以及使用了一些电子雷达诱饵(ERDs)。洛克希德·马
丁公司称ERDs使雷达可以全时工作,甚至在被反辐射导弹攻击时。
Tenix防御系统公司授予澳大利亚Redflex系统公司一份价值五百五十万(约三百三十万美
元)澳元的合同用以研制和供应TADS用的安全音频和数据转换系统。该转换系统将向多种
密码设备、无线电和电话设备提供接口。串行数据,包括雷达信息,都是通过电话业务
的多路传输传送到遥控站。操作员将能够使用触敏屏板(touch-screen panels)来控制所
有的系统通讯设备。
洛克希德·马丁公司可以供应单机厢安装,构成为指挥所(CP)或是指挥和汇报所(CR
P)来辅助雷达头的工作。CP设备可以用两辆或三辆卡车及一个六人小组进行部署。整个
TPS-117雷达的展开时间为80分钟,其后5分钟就可全面开展工作(根据制造商所述)。
CP组态中的雷达需用五架CH-47D直升机吊装成两架C-130飞机装载而在CRP组态中则要求
增加一架额外的Chinook飞行。
诺斯罗普·格鲁曼公司已经向全世界大约40个国家交付了850多部空防雷达。该公司为其
现有的战术空防雷达系列研制了更新的程序包,包括固态发射机和数字式信号处理器。
利用该公司的发射/接收组件领域的专门技术可以以新的方式重组电子传感器和系统扇形
防区,例如将这种T/R组件装在F-22飞机的AN/APG-77雷达中,就可获得一种新型的具有
有源天线阵列的E/F波段雷达设计。
摩洛哥皇家空军最近把它的八部AN/TPS-63型D波段两坐标雷达改进为TPS-63SS型雷达,
从而使检测距离扩展了250%并且极大加强了雷达的可靠性、可维护性和可保障能力。其
它的潜在用户包括最大量的TPS-63型雷达的使用者埃及和USMC。
类似的固态更新型雷达适用于美国空军的AN/TPS-70和AN/TPS-75雷达。后者可以结合诺
斯罗普·格鲁曼公司的导弹跟踪系统(MTS),该系统可以配备任何种类的有源或无源空
防传感器并已经在若干国家内工作。MTS可以提供TBM的实时跟踪,提供发射点和弹着点
数据。此外,公司还研制了一种“探测前跟踪”设备用以补充MTS的功能。
新型的E/F波段雷达设计将比现有雷达具有更高的分辨率,尽管天线尺寸较小,而设计的
重点将放在低生命周期费用上。根据诺斯罗普·格鲁曼公司的空防计划主管唐纳德·C·
威尔海姆的介绍,该公司正在“积极地寻找可以进行互惠贸易的国际战略伙伴”。他补
充说Logicon公司和Inter-National研究所的诺斯罗普·格鲁曼公司的现代目标检测系统
能为用户的防区提供战区形象化、战斗作战管理、数据链和其它集成联合作战中心方面
的额外通信信道。

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         ------没有比人更高的山,
                   没有比脚更长的路。

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