解放軍超級艦載雷達即將亮相

(圖/中新社)

媒體報導,解放軍出現一種新型雷達技術,其探測距離可達驚人的4500公里,完全可把關島納入探測範圍,這是個什麼樣的雷達?這麼遠的探測距離如何克服地球曲率的?

最重要是其發射功率超過30兆瓦(MW),以美國部署在佛州的AN/FPS-85雷達爲例,總體積達3個足球場,輸出功率爲32兆瓦,其所產生的電磁脈衝信號足以損壞附近任何軍艦的電子設備。解放軍是怎麼把這麼巨大的雷達塞進1艘軍艦裡面?

當然,解放軍不可能把3個足球場的雷達塞進1艘軍艦裡面,想要做到這個,首先必須在現有主動相位陣列雷達的基礎之上,把雷達最主要的T/R元件小型化與輕量化。

在不大幅增加負載的情形之下,接着把雷達波射向電離層,利用電離層後向散射(朝向入射波反射)的特性,這纔可能使得雷達探測距離達到4500公里。否則,再怎麼厲害的主動相位陣列雷達例如勃克級驅逐艦,其探測距離也只能達到600公里而已。

根據《南華早報》報導,中國目前正在研製的新型艦載主動相位陣列雷達,(每個陣面)是由多達數萬個T/R(發送/接收)元件所構成,使得該雷達最大探測距離達到了驚人的4500公里,同時還可以跟蹤多個目標。

T/R元件是主動相位陣列雷達的核心,傳統每個雷達陣面都有數百、數千、甚至上萬個T/R元件。無論是艦載和機載雷達系統,對於T/R元件的體積和能耗的要求極爲苛刻,因此,T/R元件的小型化與輕量化是必須的。

除了小型化與輕量化,T/R元件最大麻煩就是散熱問題。傳統陣面中有數千個T/R元件,熱功率可達數千瓦,更何況新型主動相位陣列雷達陣面T/R元件高達數萬個,散熱問題成爲主動相位陣列雷達設計成敗的關鍵,唯有把T/R元件小型化與輕量化,才能解決這個問題。

新型主動相位陣列雷達T/R元件借鏡5G手機降低能耗的技術,卻可以把整體主動相位陣列雷達供電網路負載穩定在恆定的235千瓦左右(最高負載不明確),當然不可能是30兆瓦;再加上超級電容的出現,可以降低大負載電力所產生的電磁脈衝衝擊,不會傷及周邊「無辜」。

有一個名詞值得大家關注:天波雷達(Skywave Over-the-horizon Radar),或可簡稱OTH Radar。天波雷達工作頻率在高頻(HF),介於5到30MHz之間,利用雷達波入射電離層,而電離層產生後向(也就是入射波方向)散射與反射特性,藉以搜索地平線以下遠距離目標(800到4500公里)。目前世界上有美國、俄羅斯、澳大利亞、中國等國家擁有天波雷達。

OTH雷達的覆蓋面積大,如果雷達波發射扇區爲60度,覆蓋面積大於400萬平方公里,相當於地表的1%面積,需要12架E-3A預警機纔夠;如今1部OTH雷達就能搞定,而且還是艦載型天波雷達。

OTH雷達不受地球曲率的限制,可從電離層至地(海)表面全高度探測飛機、導彈及艦船等運動目標,是探測低空目標的有效手段。然而,信號頻寬受到電離層色散、不均勻、外部干擾以及各向異性的傳播介質,天波雷達的距離分辨率較差,但對於早期預警的幫助極大。

目前,中國已經建成兩座大型地面天波超視距雷達,第一部設在東南沿海,主要覆蓋西南太平洋,包括關島和澳大利亞。第二座設在內蒙古,主要針對日本與南北韓。

如今傳出解放軍可能部署在軍艦之上,等於說以後美軍航母編隊無論從哪個方向進入中國領海1000公里警戒區之前,就會被捕捉。

哪款軍艦可能成爲天波雷達的載體呢?即使這款雷達實現了小型化與輕量化,其體積對於目前最大的055型驅逐艦也不算小。考慮到驅逐艦防空、反導、反艦等任務,未來天波雷達將必然是航母編隊的重心,我們甚至可以預期,這型艦的體量不會太小。

大陸網路傳出第二批055大驅、以及057型大驅正在建造,我們無從得知;也許解放軍正着手建造更大型的驅逐艦,以容納天波雷達系統。如果OTH雷達真的上艦,前面所說的缺陷例如分辨率不足,就必須得到解決。(作者爲臺灣國際戰略學會研究員,法國博士)