謝力波，嚴 靈，沈建森

(海軍航空工程學(xué)院青島校區(qū)，山東 青島 266041)

俄羅斯艦載雷達的現(xiàn)狀與發(fā)展策略概述

謝力波，嚴 靈，沈建森

(海軍航空工程學(xué)院青島校區(qū)，山東 青島 266041)

分析了俄羅斯海軍當(dāng)前的艦載雷達裝備水平和技術(shù)現(xiàn)狀以及其主要性能特點，著重分析了現(xiàn)代艦載雷達的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)要求，并研究了俄羅斯未來艦載雷達的發(fā)展策略。

艦載雷達；水面態(tài)勢；目標指示；相控陣列；現(xiàn)代化改裝

0 引 言

當(dāng)前，俄羅斯海軍正在建造新型的護衛(wèi)艦或護航艦，以及新型的柴電潛艇、核潛艇，并在改裝現(xiàn)代化的核潛艇。要配備新一代艦隊，就需要新的無線電定位設(shè)備，即雷達，并要求含高科技電子單元，多功能高度集成化，使用寬頻帶信號和多信號處理通道設(shè)計。

1 艦載雷達的現(xiàn)代化需求

對于艦艇和潛艇，雷達設(shè)備的一項重要功能就是探明水面態(tài)勢。在當(dāng)代新形式下，要完成此功能就需要雷達設(shè)備具有大的作用距離、更高的快速反應(yīng)能力和很強的抗干擾性能。

在所需求的雷達設(shè)備上要實現(xiàn)快速反應(yīng)功能，唯有通過改裝成相控陣或者主動相控陣雷達來完成。這對于俄羅斯和所有外國海軍都是必然的趨勢。此外，該雷達還應(yīng)該能夠提供目標指示數(shù)據(jù)給導(dǎo)彈或魚雷武器。要完成此類任務(wù)，雷達就應(yīng)該通過多通道信號處理系統(tǒng)來組建，也就是需要有：

(1) 強大勢能的主動探測通道；

(2) 寬波段(毫米波到分米波)，作用距離達300～350 km的被動探測通道；

(3) 作用距離達300 km的與航空載體的通信通道；

(4) 與己方作戰(zhàn)組內(nèi)各艦船的通信通道；

(5) 具有接收來自太空設(shè)備信號的通道。

這些功能可以和雷達設(shè)備共同作用以探明水面態(tài)勢，這對于裝備現(xiàn)代化導(dǎo)彈及魚雷設(shè)備的中、小型艦艇尤為重要。

這樣，通過對艦載雷達的現(xiàn)代化需求的分析，可以得到以下結(jié)論：

(1) 雷達需要建造成多功能的，能解決探明海上和空中態(tài)勢的各類問題，并解算出提供給導(dǎo)彈或魚雷的目標指示數(shù)據(jù)；

(2) 主動通道應(yīng)使用復(fù)雜的相位調(diào)制信號，含時域和頻域的多變量參數(shù)，以最大程度地保證抗干擾能力；

(3) 被動通道具有寬波段接收能力，能通過發(fā)射源的瞬時變換參數(shù)甚至一個脈沖來實現(xiàn)信號捕獲；

(4) 在雷達結(jié)構(gòu)中應(yīng)該包含接收來自空中、太空、岸上和艦船上信號的通道；

(5) 雷達組成應(yīng)包含參與解決艦艇或潛艇的部分作戰(zhàn)任務(wù)的功能模塊；

(6) 先進的雷達應(yīng)該是建立在艦載作戰(zhàn)綜合信息系統(tǒng)上的相控陣雷達。

2 艦艇雷達

2.1 現(xiàn)狀及技術(shù)要求

當(dāng)今世界上各國海軍包括俄羅斯海軍艦隊發(fā)展的一個基本趨勢就是要建造中小型護衛(wèi)艦或瀕海戰(zhàn)斗艦，使其擁有大的航程以及裝備現(xiàn)代化的導(dǎo)彈、魚雷武器裝備。這就需要實現(xiàn)最大化的信息保障，包括掌握單個艦船在統(tǒng)一信息空間中的海上行動。艦載雷達及其他通信系統(tǒng)可以共同完成此類任務(wù)。

中小型艦艇的雷達綜合設(shè)備應(yīng)該能夠探明水面和空中態(tài)勢，并實現(xiàn)各艦船之間的通信以及接收來自航空載體的目標信息，還應(yīng)該包括能與任務(wù)相結(jié)合的主動和被動通道，以及B30N-B30P系統(tǒng)(俄海軍內(nèi)部艦船管理系統(tǒng))，使用通用雷達天線工作在毫米波至分米波的寬波段范圍內(nèi)，同時無線裝備還能與空中和太空載體進行通訊。

在主動通道應(yīng)能實現(xiàn)復(fù)雜的準連續(xù)輻射相位調(diào)制信號，以保證足夠的作用距離，使在現(xiàn)有導(dǎo)航波導(dǎo)雷達條件下達到200～250 km。被動通道應(yīng)能測量每一個脈沖段的所有發(fā)射參數(shù)(重復(fù)段除外)，并能對多達數(shù)千個雷達發(fā)射源進行分類，這些雷達參數(shù)存貯在數(shù)值計算機的存儲器中。

與航空載體的通訊距離可達300 km，由此應(yīng)該能夠在300～400 km內(nèi)接收目標數(shù)據(jù)?？梢姡瑏碜灾鲃?、被動通道的綜合信息具有自主性，無需其他信號源的信息，即可為戰(zhàn)術(shù)反艦導(dǎo)彈和魚雷提供多通道目標指示信號，而來自空中或太空的信息可對護衛(wèi)艦上的戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)反艦導(dǎo)彈進行目標指示。

現(xiàn)今，俄羅斯“花崗巖電子”公司在俄多方聯(lián)合研制的基礎(chǔ)上生產(chǎn)了出口型艦載雷達ЗЦ-25Э，見圖1。該產(chǎn)品雖然有諸多參數(shù)限制，但能基本滿足出口需求，可以為艦船探明水面態(tài)勢并給導(dǎo)彈、魚雷武器系統(tǒng)提供目標指示數(shù)據(jù)，已成批出口到印度、越南、阿爾及利亞，裝配在多型艦艇上(11356、1241.8、25、15、17、1234等型號)。此外，該雷達系統(tǒng)著力解決了部分元器件老化問題，提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

圖1 俄羅斯艦載雷達ЗЦ-25Э模型

2.2 艦載雷達的發(fā)展前景

現(xiàn)代艦載雷達具有以下主要發(fā)展方向或戰(zhàn)術(shù)技術(shù)要求：

(1) 建立多功能綜合化(一體化)系統(tǒng)；

(2) 提高發(fā)現(xiàn)海上和空中目標后的快速反應(yīng)能力；

(3) 提高抗干擾性能；

(4) 提高在遠海水平面(弧形地平線)的發(fā)現(xiàn)能力(依靠“stealth”技術(shù))；

(5) 使用相控陣列使天線系統(tǒng)最大程度地集成化；

(6) 使用真空元器件替換固體器件；

(7) 使用數(shù)字化超高頻信號模塊。

圖2為俄羅斯新型瀕海護衛(wèi)艦上的新式雷達。

圖2 俄羅斯新型瀕海護衛(wèi)艦上的新式雷達

此外，在俄羅斯新型艦載雷達的設(shè)計上，“花崗巖電子”公司還創(chuàng)先引進引導(dǎo)數(shù)據(jù)并創(chuàng)建了基于艦船主要無線電技術(shù)的作戰(zhàn)管理信息系統(tǒng)，包括：

(1) 分析無線電定位情況的綜合系統(tǒng)；

(2) 與各艦船相互作用的綜合系統(tǒng)；

(3) 無線電技術(shù)偵察系統(tǒng)；

(4) 無線電技術(shù)對抗系統(tǒng)；

(5) 航空外置觀測信息接收系統(tǒng)；

(6) 太空設(shè)備信息接收系統(tǒng)；

(7) 截取目標指示數(shù)據(jù)的主動及被動通道；

(8) 對空導(dǎo)彈和火炮控制系統(tǒng)；

(9) 與岸上或太空傳輸數(shù)據(jù)進行通訊的設(shè)備。

3 潛艇雷達

3.1 潛艇雷達裝備技術(shù)需求

第四代潛艇在設(shè)計上減小了排水量，但實質(zhì)上增強了戰(zhàn)斗力。這樣，小型的柴電潛艇可能不帶魚雷，但裝備有反艦導(dǎo)彈以打擊海上和岸上的目標。而多目標核潛艇則裝備了多達4種類型的導(dǎo)彈，使用通用集裝發(fā)射箱，其垂直發(fā)射方式有效利用了潛艇內(nèi)部空間。在戰(zhàn)略核潛艇上還裝備有新型的彈道導(dǎo)彈系統(tǒng)。而為了保障航行安全并能夠在遠離基地的區(qū)域獲取目標數(shù)據(jù)，在潛艇上裝配了能夠及時探明水面和空中態(tài)勢的雷達設(shè)備和接收系統(tǒng)以接收來自空中或太空的目標指示信號。

小型潛艇雷達的安裝應(yīng)該考慮其發(fā)展的現(xiàn)代化趨勢以及“不滲透”原則。也就是，除了使用密封接口固定于堅硬殼體夾層的電纜外，不能存在其他任何影響殼體形狀的儀器或設(shè)備。為滿足這些要求，在天線裝置中就需要合理布局傳輸裝置和接收陣列，此外在組線中要敷設(shè)光纖或超高頻的電線以接收或傳輸弱電信號。俄羅斯為多目標核潛艇建造的雷達КРМ-66Э就是一個典型實例。其主、被動聯(lián)合通道可以準確發(fā)現(xiàn)視距范圍的水面目標，而被動工作方式則要求可以接收到遠在200～300 km處的艦船或飛機場站的發(fā)射信號。

小型潛艇雷達系統(tǒng)的發(fā)展可以建立在無線電定位信息系統(tǒng)與艦船作戰(zhàn)管理系統(tǒng)的集成上。俄羅斯“花崗巖電子”公司和“阿夫樂爾”集團以及“太平洋儀器”公司正在朝這個方向進行聯(lián)合研制，將設(shè)計出統(tǒng)一的綜合信息處理系統(tǒng)并標準化輸出到通用顯示器上。

對于多目標或戰(zhàn)略性核潛艇，其雷達也可合理設(shè)計天線結(jié)構(gòu)使其符合“不滲透”原則，并參照利用艦載КРМ-66Э雷達的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)體系。由此，主動通道的輸出裝置或天線設(shè)備可以裝配150～300V的放大器以增強發(fā)射勢能，且不需冷卻。這有效減小了潛艇中子管理節(jié)點結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。

3.2 潛艇雷達的現(xiàn)代化改裝途徑

和艦艇一樣，多目標潛艇的首要任務(wù)就是將水面態(tài)勢偵查和提供目標指示數(shù)據(jù)給導(dǎo)彈和魚雷這兩者有機結(jié)合。這種結(jié)合從天線開始，也就是要建立基于相控陣技術(shù)的全頻段的天線，并安裝在統(tǒng)一的艦載作戰(zhàn)管理信息系統(tǒng)上。這就應(yīng)該最大程度地減小潛艇中的管理節(jié)點數(shù)量，實質(zhì)上就簡化了潛艇的整體結(jié)構(gòu)。在手動操作儀器上將和艦載的儀器相統(tǒng)一(規(guī)范化)，這就要求縮短無線電校正處理時間以及儀器的準備時間。這樣，負責(zé)偵查水面態(tài)勢的潛艇，在執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)時，將依靠相控陣雷達的優(yōu)勢，大大地減少潛艇的潛望狀態(tài)時間以降低暴露風(fēng)險。

在艦載雷達的設(shè)計基礎(chǔ)上，俄“花崗巖電子”公司將從以下幾個方面對潛艇雷達進行現(xiàn)代化改裝：

(1) 設(shè)計150～300 V的高效信號傳輸裝置，可以發(fā)射小占空比、寬頻帶參數(shù)時變的信號；

(2) 與“根源”公司合作設(shè)計低噪聲的寬頻放大器；

(3) 為雷達設(shè)計出專業(yè)的無線電技術(shù)多功能信號處理器；

(4) 設(shè)計超高頻數(shù)字信號處理器；

(5) 研發(fā)合成材料制成的天線；

(6) 研制超高頻信號發(fā)射器。

4 結(jié)束語

鑒于全世界海軍的發(fā)展趨勢——建造具有多目標功能并能裝載多型導(dǎo)彈、魚雷武器的中小型艦艇，俄羅斯及各國海軍迫切需要設(shè)計出多功能集成化的艦載雷達設(shè)備，也就是能聯(lián)合整個作戰(zhàn)管理信息系統(tǒng)的天線裝置并使用主、被動全頻段相控陣設(shè)備的新型的艦載雷達系統(tǒng)。

在建立多功能信息處理系統(tǒng)的過程中，最重要的就是要設(shè)計控制與計算分析的整合系統(tǒng)，制定出每個無線電設(shè)備的工作時序邏輯圖表，并保證所有艦載設(shè)備并行工作時的電磁兼容性。

對于小型潛艇，其發(fā)展前景可能是建立集成化戰(zhàn)斗管理系統(tǒng)，聯(lián)合聲納、雷達設(shè)備以及各類通信設(shè)備，以完成OHO(水面態(tài)勢觀測)任務(wù)和目標指示任務(wù)，甚至領(lǐng)航的工作。這樣的話，設(shè)備的整體體積尤其是天線部位可以實質(zhì)性地縮小。

對于未來的潛艇或核潛艇，合理的設(shè)計基于作戰(zhàn)管理系統(tǒng)并使用已有相控陣技術(shù)(艦用)的天線系統(tǒng)，減小位于整流罩下面的天線體積以及ПМУ(子管理節(jié)點)的數(shù)量，甚至可能根據(jù)需要將其從承受深水重壓的整流罩上脫離出來。

[1] Г.А.Коржавин. Состояние и стратегия развития корабельных радиолокационных средств[J]. Морской Вестник, 2012,03(41).

[2] 唐利娜,吳少鵬. 航母艦載三坐標雷達發(fā)展現(xiàn)狀及其發(fā)展特點[J]. 雷達與對抗, 2012(4).

[3] 郝金玉. 艦載雷達設(shè)計考慮因素分析[J]. 艦船科學(xué)技術(shù)，2012(11).

Status quo and development tactics of Russia′s shipborne radars

XIE Li-bo, YAN Ling, SHEN Jian-sen

(Naval Aeronautical Engineering Institute Qingdao Campus, Qingdao 266041, China)

The current equipment level, the technical status quo and the major performances and features of the shipborne radars for Russian Navy are analyzed with an emphasis on the tactical and technical requirements of modern shipborne radars. The development tactics of Russia's future shipborne radars are also studied.

shipborne radar; water surface situation; target indication; phased array; modernized refit

2014-02-15

謝力波(1980-)，男，講師，碩士，研究方向：航空反潛工程；嚴靈，女，講師，研究方向：俄語語言學(xué)；沈建森，男，講師，博士，研究方向：航空攻潛武器。

TN959.72

A

1009-0401(2014)02-0001-03