新體制雷達:不用站得高也能看得遠

新体制雷达:不用站得高也能看得远

1月8日,2018年度國家科學技術獎勵大會在人民大會堂隆重召開。來自哈爾濱工業大學的劉永坦院士和中國人民解放軍陸軍工程大學的錢七虎院士榮獲2018年度國家最高科學技術獎。其中,劉永坦院士獲獎的原因是他帶領團隊研製的“新體制雷達與系統試驗”取得重大突破,並建成了我國第一個新體制雷達站,為築起“海防長城”做出了重要貢獻,也使我國成為世界上繼美國、俄羅斯之後少數幾個掌握該技術的國家之一。那麼,什麼是新體制雷達,這種雷達又有何不凡之處?

新体制雷达:不用站得高也能看得远

不一樣的探測雷達

雷達被稱為現代戰爭的“千里眼”,對戰爭的勝負起著關鍵性作用。然而,由於受地球曲率影響,傳統岸基探測雷達存在所謂的“盲區”,最多隻能探測到幾十公里遠的水面艦艇和超低空飛行的戰鬥機。

為了突破這一限制,很多國家研製出了預警機,把雷達安裝在飛機上進行探測。雖然解決了探測距離近的問題,但成本居高不下,也無法做到全天候不間斷地探測。

另外,隨著國防技術的飛速發展,以及對200海里專屬經濟區充分開發和有效保護的重要性日益凸顯,不少國家競相投入鉅額資金研製新型雷達,力圖使“千里眼”練就一雙“火眼金睛”。

此外,傳統的雷達屬於微波雷達,微波是直線傳播,所以登高才能望遠。“欲窮千里目,更上一層樓”,要想看到遠距離海面上的目標,通常要把雷達安裝在海岸線附近的高山上,以架設在1000米高山上的雷達為例,其最遠也只能看到100公里的海域。

另一種辦法是把雷達安裝在艦船上,雖然雷達可以隨艦船機動,但桅杆再高畢竟也有限,這種方法最多隻能看到幾十公里遠的目標。

既然微波雷達只能站得高才能看得遠,那是否可以避開微波,通過另外一種電磁波,不用站得高也能看得遠呢?這就是文章開頭提高的新體制雷達。

新體制雷達被稱為“21世紀的雷達”。在當今世界各國研製的上千種雷達系統中,新體制雷達不僅代表著現代雷達的一個發展趨勢,而且對航天、航海、漁業、沿海石油開發、海洋氣候預報、海岸經濟區發展等領域都有重要作用。

可進行全天候探測

新體制是一個很寬泛的概念,比較有代表性的就是高頻地波超視距雷達。

這種雷達的工作原理與傳統雷達相差很大,這種雷達的電磁波並不在大氣中傳播,而是利用高頻短波與海浪相互作用的影響,電磁波以繞射方式沿海面傳播,可以探測到海面以及低空和掠海飛行的目標。

作為一種探測低空目標的技術,新體制雷達的探測距離可達到數百公里,可以彌補天波超視距雷達(對高空目標進行探測的雷達,在理想條件下可實現對數千公里遠的目標進行探測)的對海上目標探測的盲區。

這種雷達由於傳播穩定、工作波較長,因而對現有的隱身技術不敏感,具有抗隱身、抗反輻射導彈的能力。加上該雷達的造價比預警機便宜,且具有覆蓋範圍大、全天候以及低成本等優勢,因此是一種效費比很高的探測設備。

不過,新體制雷也有自身的侷限性。雖然這種雷達先進,但也存在缺點,新體制雷達主要用於對海探測,因其工作原理要靠高頻短波與海浪相互作用,是無法實現對陸上目標進行遠距離探測的,因此,如今很多國家都在海岸線附近部署有多種類型的雷達,以便實現互補。

以美國為例,近年來美國海軍為了加強對他國艦船和飛機的監視能力,在阿拉斯加州、夏威夷和關島等地區的海岸線附近同時部署了新體制雷達和大型米波雷達,前者可以對大範圍的海上低空區域實施探測,後者能對高空隱身目標實施探測,兩種雷達互相配合,可以組成強大的探測網。

此外,海面會有很多信號干擾,艦船目標在海面航行時,當雷達波探測、照射它時,艦船會產生回波,海面也會產生相應的回波,這種回波在雷達裡有個術語,叫“海雜波”,雷達接收系統在收到“海雜波”和目標回波時,它是一起收到的。要想在很強的“海雜波”裡把雷達目標分辨檢測出來,這是新體制雷達的一個難點,是需要重點解決的問題。

大大提高覆蓋範圍

在新體制雷達裝備前,任何國家都無法做到對相關海空進行監視,而裝備這種雷達後,可以實現100%海空全時覆蓋。同時,還能對數百公里外的海上艦船、空中的隱身戰鬥機和非隱身戰鬥機進行實時探測。

在用作岸基雷達時,新體制雷達作為一種價格相對低廉的雷達系統,如果部署在沿海,作為不間斷監視領海和200海里專屬經濟區的重要產品,再配合探測距離上千公里的天波雷達,就能做到探測高空、低空和水面目標的能力,形成無縫的雷達探測網絡。加上其整體結構簡單,成本相對較低,可以通過多輛機動車輛各自運載一組發射天線的形式,將新體制雷達做成機動雷達進行快速部署。

雖然,相對於傳統的天波超視距雷達,新體制雷達作用距離相對近一些,但在夠用的情況下有效地統籌了精度、距離、成本之間的關係,能夠真正做到海疆被實時監控,成為地面上的“預警機”,而在工作不間斷和成本方面也要明顯優於預警機。

眾所周知,我國有著廣闊的海岸線,如果未來在沿海附近部署一定的新體制雷達,就可以實現第一時間對不明艦船進行探測,因為這種雷達的屬性,無論是隱身戰鬥機還是非隱身戰鬥機都無法逃脫探測,這就削弱了隱身戰鬥機的優勢,把主動權牢牢掌握在自己手裡。

監製/許斌


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