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奔驰C级论坛 >  原来,你知道的“萨德”信息一半都是错的

发表于 2017-06-03 09:59    IP属地:未知


根据美国专家的计算,TPY-2雷达对RCS为0.45平方米的目标的探测距离可以达到3000公里。这个数值显然略高


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发表于 2017-06-03 10:09    IP属地:未知

  为此,笔者专门咨询了中电科的一位知名雷达专家。这位专家认为,上述公式中各个变量中噪声系数和系统损失取值过低。噪声系数选为1.4(即1.2dB),系统损失总共才8dB,不太合理。其中,噪声系数应至少增加1dB,系统损失更应增加至少3dB(主要是远距离下X波段大气衰减很大)。即使不考虑由于大气衰减引起的额外系统损失,仅按噪声系数2.5dB计算,他的团队得到的结果是,对RCS为1平米的目标探测距离约1800公里,对0.01平米目标的探测距离大约为570公里。这位专家强调,即便如此,其中带入的噪声系数和系统损失值仍然是根据“料敌从宽”的原则取得比较小的数值,实际中的系统损失可能更大,最终的实际探测距离可能更低。
  总的来看,中国专家的计算值还是比较接近韩国媒体公布的数据的,但是要比美国专家估计的数据(870)更小,按照雷达方程计算,美国专家的算法对1平米目标探测距离应该是2700公里多一些。
  这位专家称,他的团队根据天线尺寸算出的水平波束宽度0.37度,俯仰方向为0.84度,如果按照20个驻留脉冲、100ms驻留时间来算,覆盖120平方度空域大约30余秒。
  根据计算我们看到,上面谈到的数百英里和600公里的参数明显是与雷达的终端模式匹配的,应该针对的是反射面积0.01平米甚至更大一些的但是符合再入弹头特征的目标。从这个角度看,600公里这个数值以及中国专家的计算还是比较可信的。

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发表于 2017-06-03 10:17    IP属地:未知

  现在再来看看“大于1000公里”、1500公里和1732公里的距离的说法。大于1000公里是美国陆军部的出版物对前沿部署型TPY-2探测距离的明确说法,这个数值过于笼统,但由此来判断,1500公里、1732公里的说法,也应该是其前沿部署型雷达的探测距离。美国陆军部和NAS报告中使用的雷达和目标参数属于机密。但这可以理解为针对的是较大的、处于上升段的目标,这个阶段的目标大致是多大呢?2003年美国物理学会助推段研究报告引用的超出地平线,进入TPY-2雷达探测范围的固体燃料导弹的雷达截面为0.094平方米(液体燃料导弹为0.45平方米)。如果根据这个两个数值计算,按照美国专家的算法其探测距离为1523公里和2253;如果按照中国专家的算法为998公里和1476公里,显然,中国专家的算法分别与大于1000公里和1500公里的报道接近。

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发表于 2017-06-03 10:19    IP属地:未知


2003年美国物理学会助推段研究报告给出的液体燃料导弹(左)和固体燃料导弹(右)的第一和第二级的S波段雷达散射截面积特性


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发表于 2017-06-03 10:20    IP属地:未知

  而1732公里这个数值,相对于870公里探测距离的主要差异是由于较长的波束驻留时间导致的,驻留时间增加10倍得到1732公里的探测距离,这是探测距离增加1.78倍的重要因素。也就是说,探测距离的增加,是以单位时间内跟踪目标数量降低为原有的十分之一,或者说对每个目标的检测时间增加十倍为代价的。俄罗斯苏-35雷达的最远探测距离达到400公里,实际上也是在某种模式下延长波束驻留时间、恶化搜索速度和数据更新率得到的。

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发表于 2017-06-03 11:13    IP属地:未知

  那么韩国媒体1800-2000公里以及O'Reilly少将大于2900公里的说法又是怎么来的呢?并非是进一步增加目标RCS得到的,因为在2000公里的探测距离上,目标高度至少要达到235公里,在这个高度的导弹目标基本上只有最后一级甚至只有弹头了,其RCS只会更小。这样的话,延长探测距离就只有进一步增加波束驻留时间了。这可能是终端模式和前沿部署模式的一个重大不同点。

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发表于 2017-06-03 11:14    IP属地:未知

  在终端模式中,目标以单独的弹头或整个导弹(头体不分离的型号)向其瞄准点俯冲,它们的RCS可能相对较低。在这种模式下,作为“萨德”系统的火控雷达,该雷达可能必须“同时”处理数十个上百个或者更多的目标。此外,雷达还将需要对新目标进行搜索。另外,进行火力控制需要更高的数据更新率,这就要求波束驻留时间更短。
  在前沿部署的模式中,雷达主要集中于在飞行的早期和较远距离上上跟踪较小数量的远程导弹,数据更新率不要求那么高,需要更大的探测距离和更高的分辨率,这样可能就需要更长的驻留时间。这样,即便探测相同的目标,前沿部署模式的探测距离也要比终端模式的探测距离更大。这很可能是利用不同的脉冲重复频率得到的。这可能也是两种不同部署模式之间的最大区别之一。由此来看2000公里,甚至2900公里的探测距离,很可能是对0.1到0.45平米的目标,以更长的波束驻留时间获得的。

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发表于 2017-06-03 11:17    IP属地:未知

关于萨德之眼的一些传言
  通过我们上面的计算和分析,基本对TPY-2雷达的一些原理和性能有了基本的认识,这也为我们澄清一些关于TPY-2雷达的流言奠定了基础。那么,流传于中国网络上的那些关于萨德之眼的流言,到底是真是假呢?
  1:中国上空的目标将一览无遗
  这是一个广为流传的说法。但是这种说法忽视了一个重要的因素,那就是地球曲率的因素。这就要求必须目标上升到一定高度才能被雷达探测到。发现距离D与目标高度ht和雷达距离地面高度hr符合以下关系:


4.12这个系数是考虑大气折射后的系数


  为了方便计算,我们假设h为0。那么对于2000公里外的目标,其飞行高度必须达到235.6公里,对于2900公里外的目标,其飞行高度必须达到495.5公里以上,在这个距离上不要说看不到飞机,就连很多近程弹道导弹弹道顶点都飞不了那么高。如果按照飞机的飞行高度2万米来算,最远只能在582.7公里外才能探测到。很显然,根据上面的计算,在中国上空的航空目标基本看不到。对于“在东北发射的导弹”,也需要目标上升到200公里高度以上才能发现。对于不同距离目标的高度,读者可自行计算。
  除了高度因素以外,还有一个重要因素在于X波段雷达实际上并不适合进行大范围快速搜索。因为其波束宽度过窄,并不利于搜索。

X波段雷达由于波束过窄,不适合大范围搜索,TPY-2雷达很难独立地快速发现助推段导弹,它必须在卫星或其他传感器的配合下才能有效工作


  实际上,根据《“萨德”反导系统雷达前沿部署操作手册》前沿部署的TPY-2雷达主要有三种搜索模式(计划)。第一种是自主搜索计划。这种搜索模式会给出某种特定的搜索区域,例如10度x20度。但是正如前面计算的,由于其波束驻留时间较长,加之波束较窄,所以搜索较慢。第二种是聚焦搜索计划,主要针对助推段目标。一般是在天基红外系统获得导弹发射信息后,通过指挥控制系统为TPY-2雷达进行目标指示。由于天基红外系统获得的目标的坐标和速度信息不太准确,所以TPY-2雷达还是需要在一个较小的范围内进行“聚焦搜索”。第三种搜索是精确引导搜索计划,通常针对非助推段目标。例如,当“宙斯盾”等其他前沿传感器获得了目标的信息,可通过指挥系统向TPY-2雷达提供精确的目标指示,后者能够很快对目标进行截获跟踪和识别。
  亦驰君认为,AN/TPY-2雷达进行前沿部署时,最主要的搜索模式将是聚焦搜索,天基红外系统可以快速发现导弹发射,而TPY-2雷达则可以精确跟踪。由于其搜索能力较差,因此其自主搜索模式主要进行配合,因此在进行前沿部署时,该雷达很可能不会像普通的情报雷达那样长期开机从左到右从上到下地、“不停地对中国空域扫描”,而只在关键时期对重点空域进行扫描。


TPY-2雷达的阵地部署示意图


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发表于 2017-06-03 11:18    IP属地:未知

  2:TPY-2雷达对RCS为100平米的目标探测距离为2300公里,对RCS为1的目标探测距离为1700公里
  这是一个目前出现较多的数据,看上去更准确更专业,因为给出了对应的RCS,而且对RCS为1的目标探测距离为1700公里的说法与我们上面的计算颇为吻合。但是细看也有矛盾之处。首先,这两个探测距离和RCS的关系不符合雷达方程。如果以RCS 为1平方米目标探测距离为1700公里计算,不考虑传输距离增加引起的大气衰减损失增大,那么对RCS为100平方米的目标的探测距离应该是5376公里左右。当然,实际中大气衰减对X波段雷达影响很大,若按0.015dB/km算X波段衰减,2000km就衰减30dB,距离只有原来的18%。但是对于空间目标而言,相当大的距离是在大气层外的,所以即便考虑到大气衰减导致的系统损失,也可以认为其对RCS为100平米的目标,探测距离应该大于2300公里。
  第二,雷达通常不用RCS为100平米这样的指标。雷达探测距离通常是以典型目标来计算的,例如防空雷达的典型目标的RCS通常是5平米或者3平米,按照这个数值给出最大探测距离的较多。很少会给出100平方米的目标的探测距离。100平米通常是大型、非隐身战略轰炸机的RCS。在2300公里的距离上,目标飞行高度应该在311公里左右,在这个高度通常是RCS不到1的洲际导弹的弹头,哪里有100平米的目标可供探测?

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发表于 2017-06-03 11:19    IP属地:未知

  3:前沿部署模式和终端部署模式的探测距离之所以相差很多,是因为两者探测的目标不同,前者探测导弹的弹体,而后者探测导弹的弹头
  这个说法只能说是部分的正确。确实前沿部署模式可能探测到对方反射面积较大的弹体或者上面级,但是前沿部署模式探测远的原因不仅限于此。
  正如我们上面的分析谈到,TPY-2以前沿模式部署式对数据率的要求要远比中段模式对数据率的要求更低。这样的话,雷达可以延长波束的驻留时间,可以多接收几个驻留脉冲,然后进行运算,这样便可大大延长探测距离。打个可能不太恰当的比方,这好比一个人向着目标方向多盯一会,这自然可能会看的更清楚一样。一些具备逆合成孔径模式的雷达,例如SBX,其波束驻留时间达到了秒级,可以清晰对目标成像。因此,不排除TPY-2雷达处于前沿部署模式时具备逆合成孔径工作模式的可能,那么其波束驻留时间可能会像说所的达到1秒。而处于终端模式时,波束驻留时间更短,以满足数据重复率的要求。


部署在日本的一处TPY-2雷达的卫星照片。目前日本已经部署两部该雷达


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