中国雷达布局情况怎么样 能否达到监视美军的一
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  文章来源:九九五军事新闻网


 整整一个月前,超期服役两年多的“天宫一号”坠落南太平洋完美谢幕,这是中国载人航天史上一个重要的时刻。

  “天宫一号”的坠落可以说牵动了全世界的目光,不仅我国,欧美俄的航天强国也动用各种技术手段实时跟踪,从事后各方公布的数据来看,中国公开的信息与国外基本上相同,这表明的我们的航天测控水平达到了国际先进水平。“天宫一号”的坠落作为一个重大事件,我国在使用常规航天测量手段的同时,必然也动员了其它各类手段。这其中必然就包括去年首度公开曝光的P波段远程预警雷达,今天北国防务就来说说这个问题。

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  △去年首度曝光的我国P波段远程预警雷达,这种战略预警雷达除了探测来袭导弹,由于具有超长的探测距离,往往也兼负卫星追踪任务

  在“天宫一号”坠落前不久,P波段远程预警雷达的研制单位、中国电科14所所长胡明春在接受媒体采访时首度披露了该型雷达的一些细节,他表示,“远程预警相控阵雷达作为反导体系的核心装备,主要负责搜索截获来袭弹道导弹目标,发布导弹来袭告警,为反导武器系统提供预测弹道、为核反击和国家民防提供落点预报,同时兼顾空间目标监视与空中目标探测任务,是反导预警体系中的‘千里眼’,可御敌于千里之外。”

  显然,国产战略预警雷达在反导、核反击预警这些主职之外,平时还可以辅助进行一些航天活动。美俄的战略预警雷达,也同样会有类似“兼职”。

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  △上为7010相控阵远程预警雷达,天线安装在1800米的山背上;下为110机械追踪雷达的天线罩与碟型天线

  我国的战略预警雷达起步非常早,早在上世纪60年代,我国就启动了640工程进行反导系统的研究。其中,640-4工程分成110机械扫描雷达与111相控阵预警雷达(后来改称为7010工程)两种,后者在1970年也是由中国电科14所负责研发。

  7010雷达在干好主业的同时,“兼职”就做的相当不错。1975年9月,7010雷达仅用1/4阵列就探测到太空目标;1979年,美国“天空实验室”太空站坠落,该雷达成功追踪最后阶段并预测出坠落地点;1983年,也成功追踪到苏联发射后失联的“宇宙1402号”核动力卫星。

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  △中国已有陆上及海上的卫星测控雷达来协助发展太空计划,这些雷达采用厘米级的微波以提高追踪的精确度,适合追踪轨道已知(自己发射)的太空目标,但不适合搜索轨道不明的太空目标

  那么雷达探测太空目标就那么“简单”么?其实这说来简单,做起来却困难。今天,我们也来做个回顾。

 

  简单部分是:太空轨道没有云雾遮蔽、没有地形杂波,雷达波打到目标可以得到干净的回波;难的部分在于绕地轨道离地从数百公里到数万公里不等,而太空目标有大如载人太空站,也有小如脱落的一块蒙皮,后者的雷达反射面积不到一平方米,从数千公里外反射的回波就非常微弱。7010工程的雷达总设计师,中国工程院院士张光义就曾在央视专访中说到:“距离推远10倍,你的发射机功率(如果别的不动)就要增加一万倍,那就很难实现,所以就不得不把天线变大”

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  △图为麻省理工在郊外建造的“米尔石”雷达

  世界上第一座探测到人造卫星的雷达是美国麻省理工学院的林肯实验室在上世纪50年代中期建造的“米尔石”机械扫描雷达。该雷达是为了验证弹道导弹预警雷达所需技术而建,与当时的防空预警雷达同样采用UHF波段(440MHz)以取得较高的大气穿透率,相关电子零件也较为成熟。1957年,苏联发射史上第一颗人造卫星斯普特尼克1号,全球各地都以被动方式接收到它发射的电波,只有“米尔石”雷达以主动方式探测到它的反射波。

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  △BMEWS雷达的主体是三部FPS-50雷达(左),抛物面天线前方的建筑物含有6对27厘米直径的调速管发射器,每部可发射2.5MW的425MHz电波;右方是FPS-49追踪雷达,一般被巨大的球形雷达罩所覆盖

  斯普特尼克1号的震撼让美国朝野同意加速太空竞赛以及预警系统的发展。称为BMEWS的弹道导弹早期预警系统在格陵兰、英国与阿拉斯加各建立一座雷达基地以对飞越北极圈的洲际弹道导弹提供24分钟的预警时间。后来,美国又在这些基地安装以米尔石雷达为技术基础的FPS-49机械追踪雷达,可针对低回波或远距离目标进行更大角度追踪。

  另一方面,美国空军剑桥实验室的科学家也联合各地民间与官方的观星资源组成一个卫星观测网络:太空追踪计划,利用IBM大型计算机来纪录与追踪卫星的轨迹。海军则与国防部高级研究计划局合作发展昵称为“篱笆”的大型地面雷达来追踪轨道极高的卫星。1958年,北美防空指挥部担忧日益增多的卫星会触发BMEWS雷达误报为弹道导弹,于是下令发展“卫星追踪计算机”来掌握已知卫星的轨道,最后这些资源都整合到太空探测与追踪系统(SPADATS)来对太空目标的追踪数据进行集中的管理与分析,BMEWS雷达每日探测到的低轨道卫星数据也成为其中的一部分。SPADATS网络在冷战期间持续改良,于1976年改称为太空监视网络(SSN)。

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  △FPS-85雷达为了降低开发风险,将发射天线(左)与接收天线(右)分开

  随着美苏太空竞赛加剧,低轨道除了卫星外还充斥各种太空碎片,利用机械扫描雷达逐一追踪与辨识已无法满足需求,美国空军为此在南部佛州建设了世上第一具大型相控阵雷达FPS-85。该雷达能以电子方式扫描水平120度,垂直约23度,可涵盖540~3600千米的卫星轨道。透过电子扫描同时追踪200个目标,FPS-85成为SPADATS最主要的太空探测器,但由于建造过程遇到古巴危机,美国改写软件使其也能对古巴导弹基地提供预警。

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  △“铺路爪”系列雷达服役多年来一直改良,最新版的FPS-132可支持国家反导系统的拦截,卡塔尔在2013年也以11亿美金采购一套请点击此处输入图片描述

  随着潜射弹道导弹的出现,苏联发动核打击的地点不限于本土或古巴,也包含两大洋,使美国陷入腹背受敌的窘境。为提供本土360度的弹道预警,美国启动“铺路爪”计划建造更多大型相控阵雷达。“铺路爪”雷达通常有2面天线(英国基地有3面),每面天线能扫描120度,共涵盖水平240度的空间,因此美国除了在本土新建4个“铺路爪”雷达基地外,也将3座BMEWS基地的雷达换成“铺路爪”的放大版(这3座通常沿用BMEWS的名称而不称为“铺路爪”)。

  “铺路爪”雷达的发射单元由FPS-85的真空管升级为晶体管型式,提高了可靠性,但由于发射单元较少(1792对5184)加上天线较小(22.1米对58米),其灵敏度仅有FPS-85的1/10,并不像FPS-85可在远距离探测到微小的太空垃圾。不过美国在1993年启动SSPARS固态相控阵雷达系统技术后,已将这些雷达的电子零件进一步升级,探测能力应该有所增加。

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  △网上信息显示,我国的战略预警雷达部署规模正在不断扩大

  我国的P波段远程预警雷达,顾名思义就是工作在P波段,我国定义的P波段为230~1000MHz,差不多就是西方的UHF波段,因此其频率应与“铺路爪”系列相近。其外型及尺寸也与“铺路爪”系列相近,应采用了类似的固态相控阵技术。据网络消息,我国已经部署了多部此类雷达,除了预警周边的导弹/火箭发射外,很可能也跟美国FPS-85雷达一样有监视低轨道卫星的任务。不过,相较于“铺路爪”系列有2-3面雷达可涵盖240-360度,我国预警雷达仅有单面120度,如果要覆盖全国土,数量上似乎要更多。
 

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