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详解“萨德”反导系统中的AN/TPY-2雷达

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萨德系统

THAAD“萨德”反导系统是美国弹道导弹防御系统中的主力,其X波段AN/TPY-2火控雷达探测距离远、精度高,可前沿部署,用于探测上升段未出大气层的中程弹道导弹。美国试图将该雷达部署于世界各地以对他国弹道导弹发射进行监视。目前美国已经在日本、以色列和土耳其等地部署了该雷达。鉴于2016年初朝鲜连续进行核试验和火箭发射,美韩多次协商欲将该雷达部署于韩国,再次引发广泛关注。2016年7月8日,美国和韩国正式宣布将在韩国部署“萨德”反导系统,引发韩国国内巨大争议以及本地区国家强烈不满。在2月28日韩国乐天集团与韩国国防部签署“萨德”换地协议后,直接将这事推向高潮。而事件目前的最新进展则为,距乐天集团同意交出“萨德”用地刚过一周,韩国国防部和驻韩美军3月7日确认,“萨德”反导系统部分装备已经运抵韩国,后续双方将尽快完成部署,速度快到可能在4月份就开始投入使用。

THAAD系统简介

“萨德”系统全名为“末段高空区域防御系统”(THAAD),是目前惟一能在大气层内和大气层外拦截弹道导弹的陆基高空远程反导系统,总承包商为洛克希德·马丁公司。THAAD系统于1989年提出计划,并开始一系列验证试验;2000年转入工程研制阶段,第一套系统于2008年部署。

THAAD系统是美国新导弹防御计划的重要组成部分,主要针对高空导弹进行拦截,采用卫星、红外、雷达三位一体的综合预警方式。该系统由拦截弹、车载式发射架、地面雷达,以及战斗管理与指挥、控制、通信、情报系统等组成。

THAAD系统的拦截高度达到40~150千米,这一高度段是射程3500千米以内弹道导弹的飞行中段,是3500千米以上洲际弹道导弹的飞行末段。因此,它与陆基中段拦截系统配合,可以拦截洲际弹道导弹的末段,也可以与“爱国者”等低层防御中的“末段拦截系统”配合,拦截中短程导弹的飞行中段,在美国导弹防御系统中起到了承上启下的作用。

AN/TPY-2雷达

AN/TPY-2高分辨率X波段固态有源相控阵多功能雷达是美国THAAD系统的火控雷达,是THAAD系统的重要组成部分,为拦截大气层内外3500千米内中程弹道导弹而研制,是美军一体化弹道导弹防御体系中的重要传感器。AN/TPY-2是陆基移动弹道导弹预警雷达,可远程截获、精密跟踪和精确识别各类弹道导弹,主要负责弹道导弹目标的探测与跟踪、威胁分类和弹道导弹的落点估算,并实时引导拦截弹飞行及拦截后毁伤效果评估。

AN/TPY-2雷达探测距离远、分辨率高,具备公路机动能力,雷达还可用大型运输机空运,战术战略机动性好,其战时生存能力高于固定部署的雷达。AN/TPY-2有两种部署模式,既可单独部署成为早期弹道导弹预警雷达(前置部署模式),也可和THAAD系统的发射车、拦截弹、火控和通信单元一同部署,充当导弹防御系统的火控雷达(末端部署模式)。

萨德雷达

性能参数:AN/TPY-2雷达由天线、电力系统、冷却系统和主动力系统等4个部分组成,雷达天线面积为9.2平方米,发射/接收阵元数为25334个,阵元峰值功率可达16瓦,雷达平均功率约60~80 千瓦。该雷达的探测距离最远可达2300 千米 (100 平方米雷达反射截面积目标),对1平方米雷达反射截面积的目标探测距离达1700 千米,具体性能参数如下表所示。高分辨率和超远的探测距离使AN/TPY-2雷达成为世界上最大、性能最强的陆基移动弹道导弹预警雷达。

AN/TPY-2雷达具有多种搜索方式,有3种同时接收波束(1、3、7个波束)的配置方式,也可使用3、7个波束搜索模式,该模式可在顺序发射多个脉冲后同时接收多个波束。还可选择在波束内发射3个不同频率的脉冲对雷达RCS进行去相关,增强检测能力。由于该雷达采用波长较短的X波段和巨大的雷达阵面,雷达波束非常窄,其分辨率非常高,对弹头具有跟踪和识别能力,能识别假弹头,能将目标从诱饵或弹体碎片中识别出来。

AN/TPY-2雷达具有多种先进的抗干扰措施。AN/TPY-2雷达具有远距离同时宽波束扫描、窄波束跟踪的能力;可利用时间分割技术,对多批目标实施搜索、捕获和识别,能将天线孔径上离散分布的发射机(T模块)辐射功率在空间高效合成,轻而易举地获得其他任何体制雷达难以得到的超大功率孔径积,具有孔径上少量阵元失效仍可有效工作的故障软化性能。自适应预流推进算法(SAPR)可按来袭目标不同威胁度,合理搜索和跟踪目标,适应多变而复杂的电磁环境。

萨德系统配套雷达

AN/TPY-2雷达具有高功率输出和优越的波束/波形捷变性能,有很好的抗干扰性能。先进的多功能AN/TPY-2不仅能完整地获得高速度、多批次、小RCS目标的标量几何参数而感知目标,而且具有在严酷信息战的环境中,实时精确探测目标群中每个目标的距离、角域及其速度、加速度、目标回波幅度、相位起伏和极化信息等标量和矢量参数,对目标分类、识别、编目和成像而认知目标,完成由“亮点”到“图像”的飞跃。

研制及部署情况:美国雷声公司网站2007年7月11日报道, 美国导弹防御局授予其一份价值3.04亿美元的合同,为弹道导弹防御系统(BMDS)的AN/TPY-2雷达开发跟踪与识别能力。按照合同,雷声公司负责雷达软件的研发与试验、各种工程任务、维修与保障、基础设施更新以及任务规划部署。雷声公司还负责AN/TPY-2雷达的全寿期工程保障支持。该工作将在雷声公司导弹防御中心进行。

AN/TPY-2雷达研制历经了3个阶段,分别是演示与验证型号阶段(DEM/VAL)、用户操作评估系统型号阶段(UOES)、工程制造型号阶段(EMD),3个阶段的雷达在天线面积、发射/接收阵元数量等方面存在差别。目前服役的AN/TPY-2雷达为工程制造型号的批量生产型。

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