临近空间高超声速目标预警探测系统研究

4 临近空间高超声速飞行器预警探测系统发展现状

临近空间高超声速目标探测技术，主要用于实现对临近空间高超声速飞行器的搜索、截获、跟踪和识别等功能，完成对其全方位监视预警和威胁评估，并在必要时引导防空武器实施有效拦截。

目前各国均没有专门针对临空高超声速目标的预警探测体系，美俄等国借助已有的战略预警系统，开展高速威胁目标的预警探测网建设。

美国一直十分重视预警系统的建设，已建成以空军防空力量为主体，空天一体，陆海空三军联合的预警系统。防空预警系统主要由北方预警系统（主要负责对来袭轰炸机和巡航导弹的预警，可对来袭轰炸机提供3小时的预警时间）、联合监视系统（主要负责国土防空预警、反恐预警和空中管制）、超视距雷达系统（与空中预警机配合，实现提前发现和为境外拦截提供空中目标情报信息，同时可与大型相控阵雷达协同，执行战略预警任务）和空基预警系统四部分组成。

反导预警系统可对全球范围内的中远程和洲际弹道导弹实施早期预警，具体工作流程如下：首先红外预警卫星发现来袭目标，并将目标跟踪报告上报至C2BMC和战略司令部，C2BMC系统根据目标报告制定作战计划，同时将卫星获取的目标跟踪信息发送至FBX-T，并且指定机载激光器尽可能地进行初始段首次拦截。前置部署的X波段雷达（FBX-T）自主搜索或接收红外预警卫星的指示，对助推段的弹道导弹进行识别跟踪，同时评估助推段拦截效果，若拦截不成功，FBX-T雷达将跟踪报告上报至C2BMC系统。C2BMC系统将FBX-T的跟踪报告发送至GMD火控系统（GMD Fire Control，GFC），并且根据“宙斯盾”的部署情况，将目标信息传送给“宙斯盾”系统。“宙斯盾”反馈目标信息至C2BMC，C2BMC将“宙斯盾”的跟踪信息发送至GFC，GFC将引导信息发送UEWR。UEWR对雷达视距内的助推末端和中段飞行的弹道导弹进行探测和连续跟踪，对弹道导弹目标进行定轨、落点预报以及粗识别，然后将目标信息传送给GFC系统，GFC发送引导信息给SBX。海基多功能雷达（SBX）在远程预警雷达识别信息的引导下对导弹进行截获、跟踪和精确测轨，并将跟踪报告反馈给GFC，GFC向发射指挥装备（Command Launch Equipment，CLE）发送作战武器任务计划，CLE发送作战任务数据包到地基拦截弹通信系统，地基拦截弹发射同时将发射参数报告上传至GFC系统，GBI飞行中的位置数据直接由弹上GPS下传至在飞拦截弹通信系统（IFICs），GFC通过在飞拦截弹通信系统数据终端（IFICS Data Terminal，IDT）将在飞目标更新数据（In-Flight Target Update，IFTUs）发送至地基拦截弹。同时，海基多功能雷达不断对目标群进行识别和跟踪，同时不断对拦截弹进行修正，在拦截弹到达其传感器处理范围后其红外导引头识别处理，然后进行第二次拦截，SBX对拦截效果进行评估，并且将评估报告发送至GFC。若地基拦截弹拦截失败，且当目标飞行在“宙斯盾”AN/SPY-1雷达探测范围外时，SBX将直接作为“宙斯盾”拦截系统的火控和制导雷达使用，将引导标准-3拦截弹的导引头搜索目标，当目标进入拦截弹传感器处理范围后其红外导引头进行识别处理，然后根据识别信息，控制引导标准3（SM-3）拦截弹进行第三次拦截，并实时评估拦截效果。若仍不成功，“宙斯盾”系统可通过上行数据链路将雷达获取的目标信息传送至末端高层拦击系统，为其他作战雷达提供信息，同时上报C2BMC系统。

AN/FPS -115雷达和AN/FPS -132雷达

美国战略反导系统图

为了应对不断发展的高空高速巡航导弹和高超声速无人机，美国将对现有的防空预警系统和反导预警系统进行发展和改进，一方面加强一体化防空反导系统建设，另一方面将反导预警系统的作战对象从弹道导弹扩大到高空高超声速目标。例如研制陆基防空反导雷达（3DELRR）替代目前的TPS-75等防空雷达。

3DELRR概念图及原理样机

俄罗斯（前苏联）也在弹道导弹探测领域开展了长期研究，并研制和部署了“鸡笼”、达里亚尔、伏尔加和瓦伦聂日等多套远程预警相控阵雷达，能够实现对莫斯科周边地区的弹道导弹预警。近几年，俄罗斯研制了新型的Nebo-M反导雷达设施系统，该雷达系统具备多量程、可编程、多波段特点，能够在强干扰背景下探测小型空气动力目标和超音速目标。由于临近空间高速飞行器通常具有部分弹道飞行器的目标特性，因此上述探测体系的搭建，使得国外在相关探测体系构架方面积累了大量的研究成果和实际运行经验，为临空高超声速目标探测体系建设奠定了基础。