我国055大驱上最耀眼的珍珠,八面相控阵雷达,作用性超过122垂发

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从054A到052C、052D,中国海军“下饺子”般的建造速度让军迷们大呼过瘾。而055型万吨大驱的问世,真正让中国海军的驱逐舰站在了世界顶尖水平上。一万余吨的排水量,112单元的大直径通用垂发系统,可以容纳两架直-20的双机库,新型130毫米舰炮等都称得上是前所未有的先进设计,但真正让055型驱逐舰成为“蓝星最强”的还要说舰载综合射频系统上最耀眼的八颗珍珠。

所谓舰载综合射频系统,就是将现有平台上为数众多的天线整合为几个分布式宽带多功能孔径,采用模块化的射频传感器系统,结合先进的控制与管理调度软件,同时实现雷达、电子战与通信、导航、识别等多种射频功能,完成资源共享。通俗的讲,就是共用天线。而在055上,综合射频系统最为核心的部件就是两型共八面相控阵雷达。

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类比于美国的“宙斯盾”系统,军迷们亲切地将052C/D上的防空系统称为“中华神盾”。而055舰位于舰桥上的四面S波段346B型有源相控阵雷达,正是052D上346A“海之星”雷达的最新改型。而位于桅杆上方的小盾则是新型X波段有源相控阵雷达。

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众所周知,雷达的原理在于通过接受被侦测物体反射的由雷达发出的电磁波从而获取其位置、速度信息的。而雷达的波段正是由雷达所发出的电磁波的频率划分的。频率越高,波长越小,理论上分辨率越高,探测效果越好。然而,由于电磁波在空气中的能量损失,短波雷达的探测距离往往不如衍射效应更强的长波雷达。与此同时,长波还有抗干扰、反隐身的效果,据传在科索沃战争中被南联盟军队击落的F-117隐身轰炸机就是首先被米波雷达探测到的。

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因此,一般军舰都会将不同波段的雷达搭配使用,长波雷达一般负责对空警戒和补盲,而短波雷达则负责对目标的精确探测。例如052D型驱逐舰在舯部就装有一部517B型VHF对空警戒雷达,对空探测距离高达300公里,可以有效应对中国海军面临的反隐身需求和西太平洋复杂恶劣的天气状况。其主力探测装备——346A型有源相控阵雷达则位于S波段。美国、欧洲的主力防空舰在装备S/C波段雷达的同时一般也都装备了L波段雷达作为后备。

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当今军舰上主流的对空搜索雷达主要集中在S波段、C波段和X波段,其波长依次减小。波长和天线孔径大小呈正相关关系,所以我们可以看到,055型驱逐舰上的X波段雷达相比S波段雷达小了好几号。而C波段介于S和X之间,频率大约为4-8GHz,波长为0.0375-0.075m,这也就决定了C波段雷达在探测距离和精度上能够取得平衡。欧洲“地平线”级这样的“万金油”驱逐舰就选用了C波段的雷达。

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不得不提的是,雷达安装位置对于探测距离的影响也非常大。由于地球曲率的影响,雷达对低空搜索的范围是有限的。雷达布放位置越高,其有效探测距离越长。对于军舰而言,最好的方式当然是将雷达放置在桅杆顶端。比如英国的45级驱逐舰就在桅杆顶端安装了一面S波段相控阵雷达。由于平面相控阵天线的扫描范围限制,其探测范围约为±60°,这样覆盖360°需要三块天线,考虑到舰艇运动的影响,一般需要四块天线才能保证全向空域覆盖。相比于宙斯盾和中华神盾的四面盾,45型的一面旋转天线显然独木难支。然而这面天线的巨大重量已经极大地破坏了舰体的重心,极大地影响了适航性。

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然而把天线装高的努力并没有停止,考虑到天线增益效应,短波雷达的体积重量都相对较小,因此更有安装到高处的潜力。比如德国萨克森级护卫舰,就在桅杆顶端安装了四面X波段小盾,低空补盲效果明显。但其高空探测距离就难以恭维了。

那可不可以将这两种方案结合起来呢?当然是可以的,055型的主要探测手段就是X波段雷达和S波段雷达的完美结合。这其中,包括电磁兼容性问题、供电问题、调度控制问题等一系列复杂技术问题需要解决。在主力相控阵雷达的选型上,还有一段公案值得一说。

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当时我国对空雷达的竞争主要在中国航天科工二院的C波段雷达和中国电子科技集团公司第十四研究所所的S波段雷达之间展开。红旗9系统的成功,标志着航天二院掌握了C波段无源相控阵雷达的相关技术。由于红旗9防空系统成为052C的主力防空导弹,它所采用的C波段火控雷达装备052型驱逐舰才是顺利成章的事。更为重要的是,C波段雷达兼顾了精度和探测能力,系统构造也相对简单。同时,S波段雷达在技术上不成熟,能否在稳定性和可靠性上满足军方要求也是一个问题。但从结果上来看,十四所的S波段有源相控阵雷达最终胜出,这个方案不仅技术指标上更先进,同时改进潜力也更大,为中国的跨越式发展、赶超世界先进水平奠定了基础,节省了时间。

在拥有了X和S双波段雷达之后,055型万吨级驱逐舰对空探测和搜索能力得到了极大地加强,可以独立承担起打击编队的舰队防空任务,无需通用驱逐舰或者大型护卫舰护航补盲。配合舰上112单元的垂直发射系统,可以真正撑起一张密不透风的防空网,成为海军舰队走向大洋的最大倚仗。

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