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中国建造的40米巨型雷达,在战时将会发挥无可替代的作用。
这座巨型雷达的全称是陆基P波段远程预警雷达,其探测距离可达数千公里,是雷达家族中的“巨无霸”。
这座雷达的性能有多优秀?为什么说它在战时将会发挥无可替代的作用?
1
距离和精度——雷达波段的选择
“陆基P波段远程预警雷达”,在这一个很长的专业名词中,“陆基”和“远程”读者朋友们应该比较好理解。
“陆基”是说这座巨型雷达是在陆地上部署的一座雷达,有别于美国的海基远程预警雷达。
(中国陆基P波段远程预警雷达)
“远程”就是字面意思,说明这座雷达的探测距离非常远。
“P波段”指的是这座雷达的工作波段,换成我们更熟悉的一个名词叫做“米波”。
什么是雷达的工作波段?雷达的基本工作原理是发射机发出雷达波,雷达波在照射到目标以后,被目标反射回来,雷达的接收机接收到反射的雷达波,就能发现目标。
在这一个过程中,雷达波起到非常重要的作用,这是雷达用来探测目标的介质,所以不同特点的雷达波带来的探测效果也就不一样。
雷达波本质上是一种电磁波,而电磁波是有很多不同的波段的。所以使用不同波段的电磁波作为雷达波,雷达的性能特点也就不一样。
(不同波长的电磁波)
常用于雷达的工作波段有X波段(波长2.5cm-3.75cm),C波段(波长3.75cm-7.5cm),S波段(波长7.5cm-15cm),L波段(波长15cm-30cm),P波段(波长30cm-cm)。
因为波长的不同,这些雷达波在探测能力上也有所不同。X波段波长最短,探测精度最高但是探测距离比较短。
而P波段波长最长,探测精度最低,但是探测距离非常远。
X波段雷达就像一把比较短但是刻度分划更精细的尺子,可以量得很精确,但是尺子不够长。
P波段雷达就像是长度很长的皮尺,尺子很长,但是上面的刻度划分就不那么精细。
为什么中国这座巨型雷达要使用精度不高的P波段雷达呢?这就要从“预警”这一个特点说起。
2
监视洲际弹道导弹的哨兵
远程预警雷达,是“空中核反击”和国家级反导系统的重要组成部分。
它最核心的作用就是,在几千公里以外发现敌人发射的洲际弹道导弹,并且做出预警。
(洲际弹道导弹是远程预警雷达主要预警目标)
远程预警雷达最早是为了实现“空中核反击”的战略要求,就是说在敌方发射的核导弹还没落地的时候,己方的核导弹就要发射出去。
这种做法是为了提高己方核力量的生存性,避免在敌人突然发起核突击的时候,己方的核力量被摧毁在地面上。
在这种情况下,用来发现敌方来袭的核导弹,给己方提出预警的雷达,就对于探测距离提出了非常高的要求。
因为洲际弹道导弹的速度非常快,只有在很远的距离上就发现来袭的洲际弹道导弹,才能为己方争取足够的预警时间。
(洲际弹道导弹飞行速度相当快)
而远程预警雷达只需要发现来袭导弹并且发出预警就行,并不需要对来袭导弹进行精确定位,所以在探测精度上要求倒不是很高。
后来随着反导技术的进步,用来拦截洲际弹道导弹的国家级反导系统,也需要远程预警雷达来为反导系统进行预警。
反导系统对来袭导弹进行拦截,是存在一个反应时间的,而洲际弹道导弹的飞行速度非常快,留给反导系统的时间不多。
所以要提高反导系统的拦截能力,除了尽可能缩短反导系统的反应时间外,就要在更远的距离上发现来袭导弹,这一点上和“空中核反击”的要求差不多。
(反导系统需要远程预警雷达提供预警)
这种情况下,远程预警雷达自然就成为了反导系统的重要组成部分。
远程预警雷达发展到这里,就分出了两种技术路线,分别是美国的X波段远程预警雷达和中国的P波段远程预警雷达。
这两种雷达都能实现几千公里的探测距离,但是因为选择的雷达波工作波段差别很大,在各自的技术特点上也有很大差别。
中国和美国不同雷达波段的选择是出于什么考虑呢?
3
X波段——独立作战,价格昂贵
美国有两种远程预警雷达,其中陆基的“铺路爪”雷达工作波段也是在P波段,而我们要讲的X波段远程预警雷达,是美国的海基预警雷达。
(美国海基X波段预警雷达)
美国海基X波段预警雷达是一个布置在海上平台的巨型雷达,工作波段为X波段,雷达全重大约吨。
在前面的文章中,我们简单介绍了X波段雷达的工作特点:它的精度很高,但是探测距离比较短。
X波段雷达探测距离比较短的原因是,由于X波段雷达波波长短,在大气层中传播的时候衰减比较严重,这导致X波段雷达的传播距离受到很大限制。
此外,因为电磁波的一些物理原理,X波段雷达的视场也比较小。
(地球上的大气层会对让X波段雷达波产生衰减)
视场简单理解就是雷达看到的范围大小,视场比较小说明雷达只能看到天空中比较小的一块区域,要对整个天空进行扫描搜索就要转动雷达。
为了解决这两个X波段雷达需要面对的问题,美国人的做法很简单也很花钱:增大雷达阵面的面积。
增大阵面面积以后,X波段雷达的发射功率就会增大,这样即使雷达波衰减严重,但只要功率足够大,总能获得足够强度的雷达反射信号,这就是大力出奇迹。
而且增大阵面面积还能在一定程度上扩宽X波段雷达的视场,让X波段雷达能够探测更大范围的天空。
(海基X波段雷达巨大的雷达阵面)
当然,这样做的代价就是非常昂贵的造价,毕竟这是X波段的相控阵雷达,增大阵面面积意味着建造成本的飙升。
这座海基预警雷达的造价接近9亿美元,而且这是二十多年前的造价,可以说造价非常高昂。
美国人为什么大费周章地要使用X波段来作为远程预警雷达的工作波段?这是因为海基预警雷达需要独立完成任务。
4
P波段——协同作战,价格适中
美国海基预警雷达最大的问题在于,在执行反导任务的时候,它没法得到其他反导雷达的支援。
和陆基远程预警雷达身后有一整套的反导雷达不同,海基远程预警雷达只能依靠自己。
驱逐舰上面装备的相控阵雷达只有几百公里的探测距离,不能够满足拦截洲际弹道导弹的需求。
(驱逐舰上的雷达难以满足拦截洲际弹道导弹的需求)
所以美国的海军远程预警雷达除了预警任务以外,还要完成对于远程预警雷达来说有些超纲的精确定位任务,所以就只能选择X波段雷达。
这也就是为什么我们中国的陆基远程预警雷达选择P波段的原因了,因为我们的预警雷达是部署在陆地上的,背后还有一整套的反导系统雷达。
所以中国远程预警雷达只需要对来袭导弹发出预警,并且将来袭导弹的大致方位标定出来就行。
有了P波段远程预警雷达提供的目标大致位置,用来精确定位来袭导弹目标位置的X波段雷达就可以使用“凝视”模式。
“凝视”模式是相控阵雷达特有的能力,它通过控制雷达波发射的方向,用视场减小的代价来提高探测距离。
由于P波段远程预警雷达已经给出了目标的大致位置,X波段雷达就可以不用在意视场问题,直接使用“凝视”模式将目标锁定。
(背靠完整的反导系统,中国远程预警雷达选择使用P波段)
将精确定位的任务交给其他雷达以后,中国的远程预警雷达就可以在工作波段上选择P波段,从而提高探测距离并且降低造价。
从一些相关的论文粗略估计,中国P波段远程预警雷达对于洲际弹道导弹的探测距离在公里以上。
如果考虑中国在雷达算法领域的成果,中国有可能能够优化P波段雷达探测精度的问题,从而将探测距离进一步扩展。
这里说的探测距离是指有效探测距离,是雷达在一定探测精度下的探测距离,所以优化雷达探测精度能够带来有效探测距离的提升。
5
远程预警雷达可以用不上,但必须要有
可能有的读者朋友会问:核战争打不起来的,为什么要建造这么大一个雷达呢?
正所谓“生于忧患,死于安乐”,虽然现在爆发核战争的概率很低,但概率很低并不代表不会发生。
作为一个有核国家,如何应对核战争是事关国家安全的大事,就算核战争爆发的概率再低,也要考虑如何应对核战争并且做好准备。
(核力量是国家安全的基石)
不怕一万就怕万一,如果我们没有做好准备,那一旦爆发核战争,没有相应准备的我们就会面临非常艰难的处境。
所以远程预警雷达可能在它服役的一生中都不会真正发挥作用,但我们必须要有几座远程预警雷达时刻盯防,才能确保国家的安全稳定。
我们希望这种应对核战争的武器永远不要用上,但当今世界局势复杂多变,核战争爆发概率悄然上升。
在世界上许多热点地区,局部战争频发,而一些有核国家采取的行动也越来越激进。
(当前世界局势愈发复杂紧张)
再加上近些年来一些拥核大国逐渐衰落,核武器的威慑力已经下降了很多。
核战争爆发概率很低的一个重要原因在于,核武器的威慑力让各个拥核国家之间不敢轻举妄动,在恐怖的威力下维持了脆弱的平衡。
但倘若核武器的威慑力不再,那么这种脆弱的平衡很容易就会被打破,从而很大程度地降低核武器的使用门槛。
当前世界局势的变化已经出现一些这样的苗头,核武器威慑力的下降很有可能会出现。
所以到那个时候,核战争的爆发概率将会提升,核战争将会成为更为现实的威胁。
而且抛开应对核战争这一本职工作,远程预警雷达在和平时期也起着非常重要的作用。
(远程预警雷达对于监视外军飞机也能发挥作用)
依托远程预警雷达超远的探测范围,远程预警雷达可以对外军飞机飞行、弹道导弹发射进行长时间的监控,从中分析出许多关键的情报。
所以建设P波段远程预警雷达,对于中国的国防建设来说非常重要,我们也不仅仅只是建造了这么一座远程预警雷达。
根据公开资料所做的不完全统计,中国建造的远程预警雷达超过了5座,而且都是高度40米的巨型雷达。
这些雷达“巨无霸”就像哨兵一样,24小时紧盯着几千公里外的天空,时刻保卫着中国的国家安全。