（91550部隊(duì)41分隊(duì) 大連 116023）

1 引言

美國海基X波段雷達(dá)（sea-based X band radar，SBX）是目前世界上最大的X波段相控陣?yán)走_(dá)，是美國導(dǎo)彈防御系統(tǒng)地基中段防御（GMD）計(jì)劃的重要組成部分，主要用于探測(cè)和跟蹤彈道導(dǎo)彈，并直接向美軍導(dǎo)彈防御體系中的指揮、控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)傳輸信息。同時(shí)，SBX是美國海基高空導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的組成部分，為海上宙斯盾系統(tǒng)提供目標(biāo)早期預(yù)警以及攔截效果分析［1］。本文在整合各方面資料對(duì)SBX雷達(dá)進(jìn)行介紹的基礎(chǔ)上，對(duì)SBX雷達(dá)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行分析，最后根據(jù)SBX雷達(dá)的實(shí)際應(yīng)用對(duì)其作戰(zhàn)效能進(jìn)行評(píng)估。

2 SBX雷達(dá)概述

SBX雷達(dá)全重2000t，雷達(dá)天線罩直徑72m，天線罩采用高科技合成材料和新工藝制成，可以抵御速度為208km/h時(shí)速的大風(fēng)，整個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)耗資8.15億美元。

?；鵛波段雷達(dá)安裝在一個(gè)挪威設(shè)計(jì)、俄國制造的第五代半潛雙船體鉆油平臺(tái)［2］。整個(gè)系統(tǒng)排水量達(dá)50000t，相當(dāng)于一艘中型航空母艦。平臺(tái)底部有2個(gè)平行船體，每個(gè)船體上有3根巨大支柱，共同支撐著該平臺(tái)，僅旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的重量就高達(dá)2400t。平臺(tái)上是一個(gè)白色巨型球狀雷達(dá)。從海面到雷達(dá)頂部多于80m，相當(dāng)于28層樓的高度。整個(gè)雷達(dá)平臺(tái)長約120m，寬約70m，面積超過一個(gè)足球場(chǎng)，共有65～80名工作人員。半潛式平臺(tái)的推進(jìn)器采用6臺(tái)3.6MW發(fā)電機(jī)（12缸Caterpillar柴油機(jī)），安置在左右2個(gè)艙內(nèi)。

SBX部署在阿拉斯加的阿留申群島的艾達(dá)克島，可以追蹤到在朝鮮和中國以及俄羅斯上空的導(dǎo)彈，如圖1所示，憑借動(dòng)力系統(tǒng)，該平臺(tái)能以10～13節(jié)速度航行，也可以漫游太平洋以偵測(cè)彈道導(dǎo)彈的入侵。

圖1 SBX雷達(dá)

SBX包括四個(gè)主要的子系統(tǒng)：雷達(dá)平臺(tái)、X波段雷達(dá)（XBR）、在飛攔截彈通信系統(tǒng)（IFICS）、數(shù)據(jù)終端以及陸基中段防御（GMD）通信網(wǎng)絡(luò)，還包括發(fā)電站和其他雷達(dá)系統(tǒng)配套設(shè)施。

SBX能夠發(fā)現(xiàn)、跟蹤導(dǎo)彈，監(jiān)控導(dǎo)彈的實(shí)時(shí)彈道數(shù)據(jù)，通過IFICS將數(shù)據(jù)傳達(dá)給指揮中心，由指揮中心判斷是否為來襲目標(biāo)，并指揮陸基攔截系統(tǒng)發(fā)射攔截武器。在此過程中，SBX對(duì)攔截效果進(jìn)行評(píng)估，并將評(píng)估報(bào)告?zhèn)骰刂笓]中心。從整個(gè)作戰(zhàn)過程來看，SBX雷達(dá)需要完成對(duì)來襲目標(biāo)的早期截獲、穩(wěn)定跟蹤、對(duì)誘餌和彈頭進(jìn)行分辨，提供精確的殺傷效果評(píng)估。

3 有源相控陣天線參數(shù)分析

SBX雷達(dá)采用有源相控陣列技術(shù)，以及最先進(jìn)的雷達(dá)信號(hào)處理技術(shù)，可以提供詳細(xì)的彈道導(dǎo)彈跟蹤和識(shí)別信息。

圖2 有源相控陣天線

SBX雷達(dá)工作頻率在X波段（8GHz～12GHz），通常認(rèn)為其操作中心頻率為9.5 GHz，相應(yīng)的其波長為0.0316m（1.2英尺），帶寬為1 GHz。

如圖2所示，SBX雷達(dá)天線為有源相控陣天線，呈八角形平面陣列，直徑17.8m，相應(yīng)的束寬為

天線陣列面積高達(dá)249m2，占地384 m2。擁有45056個(gè)X波段傳輸/接收（T/R）模塊。

根據(jù)評(píng)估，SBX上的T/R模塊最大功率為10W，平均功率2W。整個(gè)雷達(dá)的峰值功率將達(dá)到450kW，平均功率90kW。

據(jù)官方描述SBX的探測(cè)距離達(dá)到4800km，雖然在最大距離的RCS不能精確的確定目標(biāo)。

各方面對(duì)SBX能力的標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)為“可以在4000km的距離探測(cè)和區(qū)別一個(gè)棒球大小的物體”。一個(gè)棒球大小的金屬球體（直徑7.4cm）的雷達(dá)散射面積大概為

MDA（美國導(dǎo)彈防御總局）還聲稱在相同環(huán)境下SBX雷達(dá)可以檢測(cè)到一個(gè)高爾夫球大小的反射物體［3］。

SBX雷達(dá)上的天線T/R模塊間距比一般的相控陣?yán)走_(dá)的天線寬。SBX雷達(dá)在249 m2的有效陣列面積上有45056個(gè)模塊，平均下來每個(gè)模塊的面積為55.3 cm2，假設(shè)雷達(dá)頻率為9.5GHz，則每個(gè)模塊的間距為7.43cm，從而得到：

根據(jù)文獻(xiàn)［4］對(duì)于平面陣列：

其中θ為主光束的掃射角，n為一個(gè)整數(shù)，對(duì)于主光束來說n=0。

則平面陣列模塊間距較寬的雷達(dá)，最大掃射角θM可以簡化為

將式（3）帶入，計(jì)算得最大掃射角為

SBX雷達(dá)的T/R模塊間距（d=2.35λ）比原型地基雷達(dá)（GBR-P d=2.50λ）小。MDA聲稱GBR-P的視場(chǎng)角為25°（±12.5°）。相對(duì)GBR-P較窄的模塊間距，SBX雷達(dá)的視場(chǎng)角略微大于±12.5°。

為了彌補(bǔ)視場(chǎng)角（EFOV）比較小的缺點(diǎn)，將SBX雷達(dá)天線安裝在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，進(jìn)行機(jī)械掃描，使得陣列天線方位可以旋轉(zhuǎn)±178°，仰角 2°～90°。由于機(jī)械掃描的效率較低問題，EFOV的限制還是會(huì)影響SBX雷達(dá)檢測(cè)和識(shí)別覆蓋角度超過25°的目標(biāo)的威脅。

有源相控陣天線相關(guān)參數(shù)總結(jié)如表1。

表1 有源相控陣天線相關(guān)參數(shù)

4 SBX作戰(zhàn)性能評(píng)估

從2002年導(dǎo)彈防御局開始籌建SBX雷達(dá)，至今SBX已經(jīng)進(jìn)行了上百次試驗(yàn)［5］。SBX在建造初期被寄予厚望，但隨著測(cè)試的進(jìn)行，不斷暴露出各種問題，美國的一些軍方人士在內(nèi)的有關(guān)軍事專家不斷對(duì)其提出質(zhì)疑。表2為SBX雷達(dá)發(fā)展的主要事件時(shí)間表。

表2 SBX雷達(dá)發(fā)展歷程

值得關(guān)注的是，2006年7月5日，SBX雷達(dá)捕捉到朝鮮接連發(fā)射了7枚“大浦洞2號(hào)”導(dǎo)彈，并測(cè)算出導(dǎo)彈的相應(yīng)數(shù)據(jù)。整個(gè)過程僅用了41s，這充分顯示了其距離遠(yuǎn)、反應(yīng)迅速等作戰(zhàn)效能。

在美國國家導(dǎo)彈防御系統(tǒng)中SBX起到了至關(guān)重要的作用［6］。從作戰(zhàn)過程看，早期預(yù)警雷達(dá)由于工作頻率低（大約440MHz，對(duì)應(yīng)的波長大約0.68m）、帶寬受到限制，導(dǎo)致最小距離分辨率過大，超過5m，過低的分辨能力導(dǎo)致該型雷達(dá)僅能將目標(biāo)分為潛在威脅（彈頭、誘餌、助推級(jí)等）和非威脅（小殘骸），不能進(jìn)一步區(qū)分彈頭和誘餌［7］。雖然?；嫠苟芟到y(tǒng)中的SPY-1雷達(dá)和陸基THHAD系統(tǒng)中的TPY-2雷達(dá)能夠突前機(jī)動(dòng)部署，為遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)在距離分辨率方面提供支持［8］，但它們威力有限，僅能觀察從北朝鮮和伊朗發(fā)射的彈道導(dǎo)彈早期彈道。因此，作為唯一具備高分辨測(cè)量能力的超大型雷達(dá)，SBX在整個(gè)GMD系統(tǒng)中起到了至關(guān)重要的作用，被寄予了極大的期望。從整個(gè)攔截過程來看，SBX雷達(dá)需要完成對(duì)來襲目標(biāo)的早期截獲、穩(wěn)定跟蹤，對(duì)誘餌和彈頭進(jìn)行分辨，并提供精確的殺傷評(píng)估效果。

但目前其能力現(xiàn)狀已與雷達(dá)建設(shè)的初衷和期望相距甚遠(yuǎn)。從2004年GMD系統(tǒng)發(fā)揮作用以來，之后的9次飛行試驗(yàn)中，只成功攔截4次包含誘餌的導(dǎo)彈目標(biāo)［9］。

2007年3月的FTX-02攔截試驗(yàn)中，SBX雷達(dá)的軟件系統(tǒng)出現(xiàn)故障［10］，沒有為攔截武器提供精確的指示信息，“表現(xiàn)的并不理想”。在2010年1月的FTG-06攔截中，SBX作為唯一的一部雷達(dá)誤將飛行器助推器間歇性燃燒噴出的一塊固體燃料當(dāng)作目標(biāo)，導(dǎo)致試驗(yàn)徹底失敗［11］。2011年3月升級(jí)改造之后，SBX雷達(dá)參與了多項(xiàng)試驗(yàn)任務(wù)，但由于其不斷暴露各種問題，發(fā)展地位降至“有限試驗(yàn)輔助”。2014年6月的FTG-06b試驗(yàn)，在SBX指揮下，雖然攔截成功，但攔截評(píng)估結(jié)果沒有成功送達(dá)系統(tǒng)控制指揮中心（C2BMC）［12］。

SBX雷達(dá)探測(cè)視角窄、部署時(shí)間較長、維修保養(yǎng)時(shí)間長、成本較高、安全問題等突出問題使得其一直處于“有限測(cè)試和運(yùn)營支持”的狀態(tài)。

2017年6月，美國導(dǎo)彈防御局（MDA）決定投入上千萬美金，對(duì)SBX雷達(dá)進(jìn)行任務(wù)整合，以驗(yàn)證升級(jí)的識(shí)別能力和空間碎片緩解能力。這也標(biāo)志著該計(jì)劃的重新啟動(dòng)［13］。

5 結(jié)語

SBX雷達(dá)具備探測(cè)距離遠(yuǎn)、探測(cè)精度高、有一定的抗干擾性，并能為導(dǎo)彈防御指揮控制系統(tǒng)提供非常精確的信息等優(yōu)勢(shì)。如果能解決SBX雷達(dá)探測(cè)視角窄、部署時(shí)間較長、成本較高等問題，將使其成為美國導(dǎo)彈防御的超級(jí)助力。