近日,對岸的「神盾艦」有了新進展。臺媒發布的由網友拍攝的照片顯示,用於武器試驗的臺海軍「高雄」號登陸艦艦體中部靠前位置增設了一個大型的用於安裝雷達的塔型建築,艦首部分疑似增設了垂髮射系統,艦橋上也增設了較小型的多面塔形建築。對於「神盾艦」來說,最核心的裝備之一當屬其相控陣雷達,今天我們就聊聊臺灣幾種盾的相控陣雷達。
當年展出的天弓-1系統的長白雷達和照射雷達。
看空天認為,臺軍為神盾艦研製大型相控陣雷達並無技術上的瓶頸(前提是能從美國得到它想要的核心電子器件),關鍵是能達到什麼水平。畢竟,臺灣方面很早就研製了基於長白相控陣雷達的「天弓」系列防空飛彈。研製長白的時候,臺灣軍工科技,或者說軍工整合能力在亞洲可以說數一數二。「天弓一」是亞洲第一款裝備大型相控陣雷達的中遠程防空飛彈。那時候,海峽這頭,我們還在折騰「紅二」,使用了「假相控陣」技術(和E-3預警機雷達有點相似的一維相掃)的「紅二」終極改進型甚至比天弓一服役還晚些,至於「紅酒」,那更是十年後的事了。
「長白」雷達號稱源自美軍「宙斯盾」系統使用的SPY-1雷達,另外一種說法是來自洛克希德·馬丁公司的ADAR-HP雷達項目。無論源自哪種雷達,當時都以為臺灣方面了不得,一下子把神盾給搬過來了,但實則並非如此。美國人向臺灣傳授長白雷達的技術,其實是有想法的。暫且不說給臺灣的技術是猴版的技術(功率、抗幹擾、頻率帶寬全降),單就頻段的選擇,就給臺灣挖了大坑。當然,彎彎是不會承認這一點的。
放眼世界,當時的陸基防空系統的火控、照射、制導雷達基本沒有一部使用S波段的。美國的「愛國者」防空系統的MPQ-53雷達使用的是C波段(中心波長5釐米),毛子的S-300P系列的照射制導雷達使用的是X波段(中心波長3釐米)。這一點長白是開創了先河的,但這並不是因為臺中科院聰明。
很多地基和空基的搜索雷達、目標指示雷達都用S波段,但陸基防空系統的火控雷達很少用S波段。因為精度不容易達到要求。用過火控雷達需要滿足幾個條件,首先是數據更新率要快,很多機械掃描雷達一分鐘轉個10圈左右,這樣是不能滿足要求的。其次是測速要準。第三是測角要準。陸基S波段雷達就卡在測角這個問題上了。
高的角度精度要求雷達波束要非常窄,俗稱針狀波束或者筆型波束,通常都在2度以內。而雷達波束寬度和波長有關,其他條件相同。波長越長,波束越寬。這樣就給S波段用於火控和制導帶來問題。當然,這個問題並非無法解決。畢竟艦載神盾大多用的是S波段。最直接的解決辦法就是增大天線孔徑,也就是天線面積。所以SPY-1的邊長將近4米。當然,SPY-1把天線面積做那麼大,也有增大輻射功率的考慮。
這麼大的天線對於數千噸上萬噸的艦艇不是大問題,但是搬到地面就是大問題。因為陸基防空系統要講究機動性,那麼大的天線,整輛車的機動性就太感人了。臺灣方面最早為「天弓」飛彈設計的制導雷達也是機動式的四面陣天線,顯然遭遇技術瓶頸,最終被拋棄。
後來呈現在公眾面前的「長白」雷達採用半掛拖車方案,相控陣天線陣面整體斜向上安裝於在長12米、寬3米、高4米的拖車車廂側壁上,天線陣面為4.5米X3.0米。但最終部署的是固定在加固的工事內的。
這樣就導致了兩個問題,第一個問題不能全向攻擊。只有一個陣面,由不能旋轉改變酵素,理論上搜索覆蓋角度120度,而火控覆蓋角度理論上可以達到90度。巡航飛彈啥的進行下航路規劃就能從側面和背面命中。第二個問題機動性太差就等著挨炸了。臺軍修建了加固的工事也只是尋求下心理安慰了。
最終部署的固定陣地的長白雷達,很容易被炸。
不過,據說臺灣「中科院」按照「愛國者」的抗反輻射誘餌研製了長白雷達的誘餌天線。專門誘導反輻射飛彈。後來又研製了機動誘餌車,其發射波形和雷達配合,在雷達與誘餌之間形成一個信號中心,虛擬出一個「雷達」來,使測角精確度低、解析度不足的被動導引頭控制反輻射飛彈命中兩輛誘餌車與雷達之間的空地。這樣, 誘餌車就不會被反輻射飛彈消耗光。不過,固定部署的長白陣地根本用不著反輻射飛彈打,電視或紅外製導的KD-63彈一發入魂了。
也正是基於這個原因,其他國家極少用S波段做陸基的火控雷達。當然,也有用它做搜索雷達的,比如說毛子的S-300防空系統的旅團級別指揮車配置的「大鳥」相控陣搜索雷達就是S波段。不過俄國人做成了雙面反射陣,天線可摺疊可旋轉,儘管仍然比較重,但仍然可以伴隨機動。
當然,後來美國人吧宙斯盾搬到陸上,搞了所謂的岸基宙斯盾系統,原封不動的使用了宙斯盾的SPY-1雷達也是S波段的。同樣,美國的岸基宙斯盾系統也是固定式的,相當於把艦上那一套給複製了一下,這也是基於降低成本的要求。