[科普中國]-超視距雷達憑什么繞過地平線？它有多厲害？

超視距雷達，不是指超過人眼視力范圍的雷達，而是超過直線觀測范圍的雷達。它在作用上有獨特之處，某種程度上還是很厲害的。

先說它“超”在哪。對于普通人來說，遠方的地平線也許是一道美麗的風景，但對于傳統(tǒng)雷達而言，這道地平線是其成為“千里眼”的重大阻礙。受地球曲率的影響，地面雷達對遠距離低空目標的探測始終是個難題。根據(jù)“欲窮千里目，更上一層樓”的原理，人們把雷達搬到了高高的山頂，甚至讓飛機把雷達背上了天。但這總歸是要費些力氣。而超視距雷達，可以克服地球曲率影響，探測到對地平線以下的目標，探測距離很容易達到數(shù)千千米。

它憑什么繞過地平線？主要是它使用的波段特殊。大多數(shù)雷達主要工作在微波波段，微波是個指哪打哪的“鋼鐵直男”。而超視距雷達用的是能夠“轉(zhuǎn)彎”的電磁波，從原理上又可以分為兩類。

一類是天波，屬于短波波段，依靠大氣層中電離層對短波的反射作用來將雷達波反射至遠方，目標回波也會被電離層反射至雷達接收機。電離層不夠穩(wěn)定，因此天波超視距雷達需要實時監(jiān)測電離層狀態(tài)，以選擇合適的發(fā)射頻率。

▲ 天波超視距雷達工作示意圖

另一類是地波，使用長波波段，雷達波可以貼著地表沿曲線傳播。但長波雷達有個硬傷，分辨力不足，很難探測到飛行器大小的目標，所以主要用來探測艦船。

在實際運用中，天波超視距雷達發(fā)展最早，也更為成熟。早在上世紀50年代，美蘇等國就開始了相關(guān)研究。美國在1961年使用“麥德雷”（MADRE）超視距雷達成功探測到3000千米處的飛機。1971年蘇聯(lián)部署在切爾諾貝利附近的“杜加”超視距雷達，發(fā)射的短波脈沖信號幾乎傳遍歐洲，被無線電愛好者們稱作“俄國啄木鳥”。目前，美國、俄羅斯、英國、法國、澳大利亞等國都部署了用于戰(zhàn)略預(yù)警的超視距雷達網(wǎng)。

▲ 蘇聯(lián)“杜加”超視距雷達的天線陣列

最后說說相對于傳統(tǒng)雷達，現(xiàn)在的超視距雷達主要有哪些優(yōu)勢。

探測距離遠、覆蓋范圍廣。超視距雷達采用大功率發(fā)射機，收發(fā)分置的天線陣列，其探測距離一般能達到900~3000千米，探測角度可達60度。它能夠發(fā)現(xiàn)尚處于助推段的彈道導(dǎo)彈，可將洲際導(dǎo)彈的預(yù)警時間提高到30分鐘，對亞音速目標的預(yù)警時間也能達到3小時，對超音速目標的預(yù)警時間可達1~1.5小時。

▲美國AN/FPS-118超視距雷達覆蓋范圍示意圖

具備反隱身能力。目前的隱身設(shè)計針對的主要是傳統(tǒng)微波雷達，但在短波面前，吸波涂料、材料都是無效的。而且經(jīng)過電離層反射“從天而降”的雷達波，讓專注于鼻錐方向的外形隱身設(shè)計失去意義。

對反輻射武器免疫。天線的尺寸和收發(fā)電磁波的波長具有相關(guān)性，而短波的波長在10~100米，所以天波超視距雷達的天線都十分龐大。反過來，想打這種雷達的反輻射導(dǎo)彈，導(dǎo)引頭的天線也得到這個數(shù)量級，導(dǎo)彈上自然是容納不下。所以目前還沒有能夠攻擊超視距雷達的反輻射導(dǎo)彈。

▲ 美國AN/TPS-71超視距雷達，探測距離可達900~3000千米，天線陣跨度2580米。反輻射導(dǎo)彈甭說導(dǎo)引，就算是能炸準，沒有幾百枚，也炸不出效果。

當然，超視距雷達的天線一般是固定的，不用反輻射導(dǎo)引頭，用GPS或慣性制導(dǎo)也可以。但這個天線陣占地面積很大，經(jīng)常比一條機場跑道還長。攻擊跑道，用反跑道炸彈或子母彈在中間攔腰截斷幾處即可。但超視距雷達的天線陣由數(shù)百個“鐵架子”組成，就算炸壞幾十個還能用。因此摧毀超視距雷達，難度頗大。

綜合效費比高。雖說超視距雷達系統(tǒng)規(guī)模龐大，保障要求不低，但作為戰(zhàn)略級預(yù)警體系的一環(huán)，其運行成本相對于組建天基預(yù)警衛(wèi)星星座，或者用預(yù)警機部隊常年監(jiān)視邊境，都要低得多。

馬巖：軍事科普活躍作者，畢業(yè)于解放軍理工大學(xué)，有多年部隊信息化部門任職經(jīng)歷，擅于普及電子戰(zhàn)相關(guān)知識。近年來累計發(fā)表科普作品20余萬字，負責少年兒童出版社第六版《十萬個為什么》叢書的雷達與電子戰(zhàn)部分。

出品：科普中國

監(jiān)制：光明網(wǎng)科普事業(yè)部 《兵器知識》雜志社

作者：馬 巖

策劃：金 赫