趙曉宏+龔鈺哲

近70多年來(lái)，各國(guó)一直選用雷達(dá)作為地基對(duì)空監(jiān)視傳感器。雷達(dá)能夠全天侯、全天時(shí)地探測(cè)數(shù)百千米范圍內(nèi)的空中目標(biāo)。但是地基對(duì)空監(jiān)視雷達(dá)有2個(gè)弱點(diǎn)：一是它們能被電子對(duì)抗設(shè)備（ECMs）或反雷達(dá)導(dǎo)彈（ARMs）干擾、削弱或摧毀；二是雷達(dá)發(fā)射射頻（RF）信號(hào)會(huì)暴露其地理位置，進(jìn)而遭到打擊。與之相比，無(wú)源雷達(dá)不需發(fā)射信號(hào)也能探測(cè)空中目標(biāo)，因此可能增強(qiáng)其生存能力。

無(wú)源雷達(dá)最為與眾不同的特點(diǎn)是，其自身不產(chǎn)生射頻信號(hào)，而是利用空中已經(jīng)存在的電磁能。在現(xiàn)代社會(huì)，調(diào)頻（FM）廣播、手機(jī)通信以及電視信號(hào)等都會(huì)產(chǎn)生大量的電磁能。大部分無(wú)源雷達(dá)的作用范圍是30兆赫至3千赫，這個(gè)頻譜范圍包括地面數(shù)字電視廣播（DVB-T，包括30～300兆赫以及300兆赫～3千赫次頻段），調(diào)頻廣播（88～108兆赫），數(shù)字廣播（DAB，174～240兆赫）以及L波段（1～2千赫）信號(hào)，這些都是無(wú)源雷達(dá)研制者熱衷使用的波段范圍。無(wú)源雷達(dá)監(jiān)測(cè)這些頻譜，偵察從目標(biāo)反射的調(diào)頻信號(hào)或DAB/DVB-T信號(hào)。通過(guò)1個(gè)或幾個(gè)接收器，無(wú)源雷達(dá)能夠監(jiān)測(cè)指定空域或360°偵察空中目標(biāo)。無(wú)源雷達(dá)不是一個(gè)新概念。1935年，蘇格蘭物理學(xué)家羅伯特·華特森·沃特在英格蘭中部北安普敦郡達(dá)文特里鎮(zhèn)附近進(jìn)行過(guò)一次開創(chuàng)性的試驗(yàn)，利用BBC短波（1.8～30兆赫）無(wú)線電發(fā)送器偵察到1架英國(guó)空軍（RAF）的“黑福德”重型轟炸機(jī)，驗(yàn)證了無(wú)源雷達(dá)的可行性。在試驗(yàn)中，沃特將2個(gè)接收天線分別部署在距BBC發(fā)送器10千米的位置，通過(guò)探測(cè)飛機(jī)對(duì)無(wú)線電波的干擾，沃特和他的同事偵察到了“黑福德”轟炸機(jī)。重要的是，這次試驗(yàn)證實(shí)了雷達(dá)具備探測(cè)飛行器的能力，且促使二戰(zhàn)期間所有主要交戰(zhàn)國(guó)都開始開發(fā)這項(xiàng)技術(shù)。當(dāng)前，盡管地基防空偵察廣泛采用傳統(tǒng)雷達(dá)，但無(wú)源雷達(dá)技術(shù)仍然在不斷發(fā)展。

ERA公司研發(fā)的無(wú)源雷達(dá)

捷克是研究地基對(duì)空監(jiān)視無(wú)源雷達(dá)的領(lǐng)跑者，從20世紀(jì)60年代就開始開發(fā)無(wú)源雷達(dá)。

2013年5月，該公司發(fā)布了“寂靜衛(wèi)士”無(wú)源耦合定位（PCL）系統(tǒng)。2014年4月，“寂靜衛(wèi)士”部署至波希米亞西部，以支援當(dāng)?shù)亟菘塑婈?duì)。ERA公司目前正在對(duì)“寂靜衛(wèi)士”無(wú)源雷達(dá)樣機(jī)進(jìn)行最后的試驗(yàn)和作戰(zhàn)評(píng)估，并正在就生產(chǎn)合同與捷克軍隊(duì)進(jìn)行蹉商，計(jì)劃于2015年向捷克軍隊(duì)正式交付該雷達(dá)。

“寂靜衛(wèi)士”無(wú)源雷達(dá)集成在桅桿頂部。該雷達(dá)利用1個(gè)環(huán)形陣列天線來(lái)探測(cè)從各個(gè)方向反饋回來(lái)的無(wú)線電波?！凹澎o衛(wèi)士”的作用距離是150千米，可以與其他防空裝備共享輸出信號(hào)，比如遵循ASTERIX（歐洲空管多用途結(jié)構(gòu)化雷達(dá)監(jiān)視信息交換標(biāo)準(zhǔn)）以及北約AWCIES（空域指揮控制系統(tǒng)通用信息交換標(biāo)準(zhǔn)）通信協(xié)議的指揮控制中心。在2014年“聯(lián)合遠(yuǎn)景”演習(xí)中，ERA公司將向北約成員國(guó)演示“寂靜衛(wèi)士”雷達(dá)。屆時(shí)，北約將試驗(yàn)盟軍實(shí)現(xiàn)信息與情報(bào)系統(tǒng)互操作的可能性。

空客防務(wù)與航天公司研發(fā)的無(wú)源雷達(dá)

歐洲空客防務(wù)與航天公司透露，已經(jīng)研制出一種無(wú)源雷達(dá)樣機(jī)。該雷達(dá)主要由該公司自主投資，已得到了一些歐洲國(guó)家軍隊(duì)的支持。該雷達(dá)樣機(jī)已經(jīng)進(jìn)行了數(shù)次戰(zhàn)地試驗(yàn)，且正在改進(jìn)之中?？湛头绖?wù)與航天公司認(rèn)為該雷達(dá)將于“2017年達(dá)到全尺寸產(chǎn)品階段”。

2014年5月，英國(guó)民航局授予該公司一項(xiàng)可行性研究項(xiàng)目以鑒定這項(xiàng)技術(shù)是否能夠應(yīng)用于空中交通管理。

據(jù)該公司稱，該雷達(dá)能夠提供一項(xiàng)前所未有的性能，即在世界上首次綜合利用調(diào)頻電臺(tái)DAB和DVB-T的實(shí)時(shí)信號(hào)。當(dāng)接收調(diào)頻電臺(tái)信號(hào)反射時(shí)，該雷達(dá)的探測(cè)范圍高達(dá)200千米；而使用DAB或DVB-T信號(hào)能夠探測(cè)到40千米范圍內(nèi)的小型飛行器。該公司的設(shè)計(jì)中還包括1個(gè)任務(wù)規(guī)劃工具，從而確定雷達(dá)部署的最佳地理位置，使其能夠更好地利用空中的甚高頻（VHF）信號(hào)。該雷達(dá)的整體結(jié)構(gòu)是一根天線，固定在13米高的桅桿上，整套系統(tǒng)能夠安裝車輛上。

空客防務(wù)與航天公司在2012年7月發(fā)布了這種無(wú)源雷達(dá)，并透露已為德國(guó)聯(lián)邦軍事技術(shù)與采購(gòu)辦公室提供了1套演示系統(tǒng)，且已經(jīng)在德國(guó)南部的斯圖加特機(jī)場(chǎng)鑒定了雷達(dá)的對(duì)空監(jiān)視能力。

空客防務(wù)與航天公司自從2006年開始研制該雷達(dá)，最初試驗(yàn)了雷達(dá)探測(cè)到調(diào)頻廣播信號(hào)干擾的能力。進(jìn)一步研究后，該公司在2011年將該雷達(dá)的探測(cè)范圍拓展至DAB和DVB-T信號(hào)。該雷達(dá)每0.5秒進(jìn)行1次圖像刷新，它能夠探測(cè)到12000米高空中的飛行目標(biāo)。當(dāng)利用調(diào)頻廣播信號(hào)探測(cè)從飛行物體反饋回來(lái)的信號(hào)時(shí)，該雷達(dá)能夠提供約500米精度的定位；但使用DAB和DVB-T的反饋信號(hào)時(shí)，定位精度可提升至10米。

空客防務(wù)與航天公司認(rèn)為，該雷達(dá)能夠在防空中發(fā)揮“填補(bǔ)空白”的作用。在軍方或者民事空中交管部門的傳統(tǒng)雷達(dá)作用距離之外，或者環(huán)保法規(guī)禁止部署傳統(tǒng)雷達(dá)以避免電磁污染時(shí)，無(wú)源雷達(dá)的部署能夠提供區(qū)域?qū)毡O(jiān)視。

英德拉公司研發(fā)的無(wú)源雷達(dá)

西班牙的英德拉系統(tǒng)公司也在大力研究和開發(fā)無(wú)源雷達(dá)，目前正在實(shí)施無(wú)源陣列逆合成孔徑雷達(dá)自適應(yīng)處理（APIS）項(xiàng)目。英德拉公司雷達(dá)的先進(jìn)之處在于，采用逆合成孔徑雷達(dá)（ISAR）技術(shù)產(chǎn)生移動(dòng)目標(biāo)的高精細(xì)雷達(dá)圖像，其清晰度足以用于目標(biāo)識(shí)別。這使雷達(dá)操作員能夠區(qū)分民航客機(jī)、軍用飛機(jī)、無(wú)人機(jī)以及導(dǎo)彈，從而極大地提高了目標(biāo)分辨能力。英德拉公司的APIS無(wú)源雷達(dá)通過(guò)探測(cè)到民用電視信號(hào)受到的干擾，以辨識(shí)空中目標(biāo)。該公司聲稱ISAR雷達(dá)的應(yīng)用使APIS成為世界上第1部高分辨無(wú)源雷達(dá)。

在歐洲防御局（EDA）的支持下，英德拉公司已經(jīng)完成了該雷達(dá)的研發(fā)和性能演示，并在2013年為EDA演示了這些功能。作為APIS項(xiàng)目主承包商，英德拉公司還獲得了意大利的電信全國(guó)高校聯(lián)盟（CNIT）、Vitrociset電信和電子公司、西班牙阿爾卡拉大學(xué)、塞浦路斯大學(xué)以及匈牙利科學(xué)院的技術(shù)支持。

Selex公司研發(fā)的無(wú)源雷達(dá)

意大利的Selex ES公司正在穩(wěn)步推進(jìn)AULOS無(wú)源雷達(dá)的研究工作。該雷達(dá)采用FM和DAB/DVB-T信號(hào)以跟蹤低可觀測(cè)性空中目標(biāo)，以及在幾百千米范圍內(nèi)的低飛目標(biāo)。該公司聲稱，AULOS雷達(dá)能同時(shí)探測(cè)和跟蹤數(shù)個(gè)雷達(dá)反射面小的目標(biāo)，并確定這些目標(biāo)的位置和高度。endprint

Selex ES公司開發(fā)了2種型號(hào)的AULOS雷達(dá)—AULOS-2D和AULOS-3D，前者設(shè)計(jì)為固定型，監(jiān)控范圍可覆蓋90°扇面空域，利用FM信號(hào)探測(cè)空中目標(biāo)，并提供目標(biāo)距離與方位信息；而AULOS-3D則能夠提供目標(biāo)高度。Selex ES公司在2013年巴黎航展上展示了AULOS雷達(dá)。由于其設(shè)計(jì)減少了電磁輻射而帶來(lái)了環(huán)境利益，該雷達(dá)獲得了由意大利工業(yè)研究協(xié)會(huì)授予的奧斯卡梅西獎(jiǎng)。

泰利斯公司研發(fā)的無(wú)源雷達(dá)

法國(guó)的泰利斯公司近20多年來(lái)一直致力于無(wú)源雷達(dá)的研制，側(cè)重研究利用FM信號(hào)進(jìn)行目標(biāo)偵察的技術(shù)。該公司無(wú)源雷達(dá)生產(chǎn)部門經(jīng)理呂克·約里波瓦透露，泰利斯工程師們?cè)?005年前后也對(duì)DVB-T信號(hào)的使用進(jìn)行了試驗(yàn)，近年來(lái)更是綜合利用FM和DVB-T信號(hào)以獲得三維信息。約里波瓦說(shuō)：“泰利斯公司研制的雷達(dá)樣機(jī)已經(jīng)在世界不同地點(diǎn)進(jìn)行了20次的無(wú)源雷達(dá)技術(shù)演示試驗(yàn)?！?/p>

這一技術(shù)由該公司與法國(guó)的武器裝備總署（DGA）軍事采購(gòu)部和歐盟共同投資。泰利斯公司在這個(gè)領(lǐng)域研發(fā)的產(chǎn)品還包括在2010年7月14日巴黎國(guó)慶日慶典上用于空中偵察的國(guó)土警報(bào)器（HA-100）。該公司稱，量產(chǎn)型HA-100雷達(dá)將會(huì)在幾個(gè)月后推出，它可能利用FM信號(hào)，也可能利用DVB-T信號(hào)，或者是兩者都用。

其他公司無(wú)源雷達(dá)的研發(fā)現(xiàn)狀

美國(guó)開發(fā)的無(wú)源雷達(dá)有洛克希德·馬丁公司的“沉默哨兵”雷達(dá)。“沉默哨兵”雷達(dá)于1998年發(fā)布，已經(jīng)進(jìn)行了一系列的試驗(yàn)，已驗(yàn)證了其對(duì)固定翼作戰(zhàn)飛機(jī)和直升機(jī)的偵察能力?！俺聊诒崩走_(dá)能夠安裝在固定陣地或集成在車輛上以快速部署。它利用FM信號(hào)反饋來(lái)探測(cè)空中目標(biāo)。該公司強(qiáng)調(diào)，利用FM信號(hào)反饋和VHF信號(hào)反饋的最重要的特點(diǎn)之一就是，這些信號(hào)不會(huì)像其它頻率信號(hào)那樣容易受到影響和削弱。此外，VHF信號(hào)在白天和黑夜都很容易被探測(cè)到?！俺聊诒敝辽傩枰?個(gè)廣播信號(hào)源來(lái)確定目標(biāo)位置。無(wú)源雷達(dá)的探測(cè)范圍大約為220千米，根據(jù)不同配置的天線，能夠監(jiān)控60°方位或360°全方向，其監(jiān)控高低角為50°?！俺聊诒崩走_(dá)每8秒就更新一次覆蓋范圍，且擁有足夠的處理能力來(lái)同時(shí)跟蹤200多個(gè)目標(biāo)。

英國(guó)的BAE系統(tǒng)公司正在與英格蘭南部的Roke Manor研究中心合作研發(fā)“手機(jī)雷達(dá)”（Celldar）系統(tǒng)。與上述無(wú)源雷達(dá)采用FM信號(hào)、DAB信號(hào)以及DVB-T信號(hào)不同，“手機(jī)雷達(dá)”的原理是探測(cè)民用GSM數(shù)字手機(jī)通信網(wǎng)信號(hào)的干擾，工作頻段為380兆赫～1.9千赫。“手機(jī)雷達(dá)”的樣機(jī)于1999年完工，據(jù)報(bào)道2002年BAE系統(tǒng)公司加入了該項(xiàng)目。此后再未有關(guān)于該項(xiàng)目的進(jìn)展或“手機(jī)雷達(dá)”性能細(xì)節(jié)的消息披露。

南非也在推動(dòng)無(wú)源雷達(dá)的研制。根據(jù)2013年9月的消息，Paralax電子公司與CSIR防御電子公司和開普敦大學(xué)已經(jīng)研制出了一部無(wú)源雷達(dá)樣機(jī)。目前已對(duì)位于南非西開普省的三個(gè)接收器進(jìn)行了試驗(yàn)，驗(yàn)證了雷達(dá)在150千米范圍內(nèi)探測(cè)民航飛機(jī)的能力。

無(wú)源雷達(dá)能否替代傳統(tǒng)雷達(dá)？

無(wú)源雷達(dá)具有許多優(yōu)點(diǎn)，尤其是反輻射導(dǎo)彈（ARM）對(duì)其干擾和攻擊所產(chǎn)生影響較小，然而，這種技術(shù)是否能夠在未來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)雷達(dá)進(jìn)行地面對(duì)空監(jiān)視呢？

ERA公司的商業(yè)總裁安德杰·克洛斯特認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用之一包括用于“填補(bǔ)空白”技術(shù)的運(yùn)用，比如能夠監(jiān)視現(xiàn)役傳統(tǒng)雷達(dá)無(wú)法覆蓋的空域范圍。例如，一個(gè)國(guó)家可能在其領(lǐng)土范圍內(nèi)安裝多個(gè)對(duì)空監(jiān)視雷達(dá)，為其提供平原或丘陵地區(qū)的防空偵察能力，但是由于諸如RF信號(hào)無(wú)法穿透巖石等原因，山地條件下傳統(tǒng)雷達(dá)的偵察能力有限。此時(shí)，可將無(wú)源雷達(dá)部署到峽谷中，防止作戰(zhàn)飛機(jī)低空飛行的方式避開傳統(tǒng)雷達(dá)的監(jiān)視。無(wú)源雷達(dá)還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，它們不需要自己產(chǎn)生RF信號(hào)，因此與傳統(tǒng)雷達(dá)相比經(jīng)濟(jì)成本較低。

同樣，空客防務(wù)與航天公司也認(rèn)為，無(wú)源雷達(dá)可以應(yīng)用于“通過(guò)填補(bǔ)（傳統(tǒng)）雷達(dá)能力空白而增強(qiáng)對(duì)空監(jiān)視能力，比如，在山地或居民區(qū)附近，無(wú)源雷達(dá)可能會(huì)顯得極為重要，因?yàn)樗梢员苊獍l(fā)射RF信號(hào)以減少電磁污染”，還有就是無(wú)源雷達(dá)“是一種為重要基礎(chǔ)設(shè)施、軍事設(shè)施以及大型活動(dòng)提供防護(hù)的效費(fèi)比高的方式”。但是，泰利斯公司認(rèn)為，“無(wú)源雷達(dá)不會(huì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)雷達(dá)”，“無(wú)源雷達(dá)更適合在93～185千米距離內(nèi)提供低空或超低空偵察能力?！?/p>

無(wú)源雷達(dá)不可能在短期內(nèi)代替?zhèn)鹘y(tǒng)地基對(duì)空監(jiān)視雷達(dá)的原因之一可能是因?yàn)槠淠繕?biāo)分辨率仍然較低。空客防務(wù)與航天公司的無(wú)源雷達(dá)在探測(cè)小型飛機(jī)的時(shí)候有20米的誤差。在提供“填補(bǔ)空白”能力時(shí)，這個(gè)誤差是可以接受的；但是不足以為防空導(dǎo)彈提供火控信息。盡管如此，無(wú)源雷達(dá)仍然具有發(fā)展前景—以低成本、高可靠性的方法來(lái)增強(qiáng)現(xiàn)有地基對(duì)空監(jiān)視雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)。endprint