「转载」盾和蛋之间的那点事（三）——综述篇（下）

接上篇《盾和蛋之间的那点事（二）——综述篇（中）》（原文链接：http://bbs.tiexue.net/post_11275016_1.html），继续对盾与蛋的那些相关常识进行介绍——

搜索、跟踪与火控

前面曾介绍过当前主流舰载相控阵雷达主要工作于S、C和X三个波段，这里总结一下三者各自不同的优势所在。舰载雷达用于防空作战时无非就三大作用：搜索、跟踪与火控。搜索顾名思义就是发现目标的存在，是防空作战的前提条件；跟踪则是中段引导的必要条件，意思就是发现目标后还要持续追踪目标的机动轨迹；火控就是为半主动弹提供的末段照射，让半主动弹可以发动最后的一击。当相控阵用于搜索时三个波段之间的关系如下：S＞C＞X；当用于跟踪时关系如下：C＞S＞X，当用于火控时就只剩X了。搜索要求相控阵探测距离远、波束覆盖范围大，因此S波段最为胜任，C波段其次，X波段最次；当用于跟踪时，C波段凭借其在距离和精度之间的平衡是最为胜任的，S波段其次，X波段因探测距离的硬伤而垫底；当用于火控时，X波段独领风骚，没有之一。可见，相控阵的三大波段各有各的优势，谁也不可能替代谁，将来仍将维持三足鼎立的局面，不过以上只是相对而言的，实际情况还要考虑四面阵/旋转阵的区别、主动弹/半主动弹的区别、雷达不同型号的性能区别等，这些都将在今后逐一加以综合性分析，此处只是简述而不代表绝对。另外，对于舰载相控阵雷达来说，多功能是其必然的发展趋势，但是再先进的相控阵雷达也不可能做到样样精通，在搜索、跟踪、火控三者中，相控阵雷达只能有选择的发挥其中某一者的长项，具体如何取舍要看相关国家的定位与考量了。如果说哪个波段具备做到样样精通的潜能，那就是X波段，但X波段相控阵也有问题，那就是用于远程搜索与警戒时不给力，而且受成本和供电的制约很难做大，这一点与陆基X波段相控阵雷达是有区别的。真正能做到搜索、跟踪、火控全能的，只有双波段雷达，这是为何中美不惜成本也要发展双波段雷达的重要原因。

052D的主动弹无需火控，因此只配备四面大阵，主搜索、跟踪

054A背靠背的顶板：S波段主搜索，C波段主跟踪

中国海军舰艇普遍配备的SR-64用于对低空目标的搜索和跟踪

秋月级FCS-3：大阵主搜索、跟踪，小阵主火控

德荷丹的小盾舰：APAR主跟踪、火控，SMART-L主搜索

22350的C波段四面阵如果配上主动弹还是很有前途的，超过地平线级

DDG-1000在放弃S波段相控阵后搜索、跟踪能力都会打折扣

三坐标和相控阵

有很多人搞不明白054A上的顶板是不是相控阵雷达，准确来说，顶板是三坐标雷达，不是相控阵雷达。何为三坐标雷达？简单来说，三坐标雷达就是在高低方向上实现了电子扫描，但在水平方向上仍是传统的机械扫描，因此充其量只能算半个相控阵。引用前面的比喻，如果说相控阵雷达是由无数个小灯泡组成的一支大探照灯，那么三坐标雷达就是由N个日光灯管排成的一支大探照灯，这些灯管左右移动不便，但可以方便的上下转移光束。显然，三坐标雷达相比相控阵雷达的技术水平要低的多，三坐标雷达一般用于远程搜索与警戒，而相控阵雷达则近乎全能，可以做到搜索、跟踪、火控样样都精，而且相控阵雷达无论是探测距离、探测精度、抗干扰能力、反隐身能力、多目标对抗能力等各项性能都全面胜过三坐标雷达，但三坐标雷达也不会被淘汰，它的优势在于性价比高、成熟可靠，而且探测距离也有保证，今后在远程搜索/警戒雷达方面还有很大的发展前景。所以说054A的顶板是三坐标雷达而不是相控阵雷达，054A也不算小盾舰，类似的三坐标雷达还有美国的SPS-48、欧洲的SMART系列和MW.08、苏俄的顶对/顶舵/顶网等，装备了从航母到驱逐舰再到二线舰艇在内的众多型号，尤其是其高性价比的优势使得三坐标雷达可以作为相控阵雷达的一个备用选择，今后仍将会受到海军大国的推祟。此外，三坐标雷达与二坐标雷达的区别在于二坐标雷达仅能提供方位和距离信息，而三坐标雷达则多提供了一维高度信息，二坐标雷达目前已处于淘汰的边缘，我国112/113舰当年在舰艉设置的一部518型远程警戒雷达就是二坐标雷达，现已拆除。最后再补充一点常识，三坐标雷达和二坐标雷达在很多情况下也称作3D雷达和2D雷达。

如果你看到这种由一堆“金属管”组成的平板雷达，那很可能就是三坐标雷达

再来一张相控阵雷达的裸图作为对比

我国驱护舰大量配备的顶板雷达就是一种典型的三坐标雷达

欧洲小盾舰必备的SMART-L三坐标远程警戒雷达

超日王很掉价的三坐标主雷达

112舰的二坐标远程警戒雷达，如今已拆除

加尔各答的二坐标警戒雷达，又给了我一个鄙视它的理由

旋转阵和三坐标

前文介绍了三坐标雷达和相控阵雷达的区别，那么三坐标雷达和旋转阵又有什么区别呢？仅从外观和工作方式上看两者似乎区别不大，都是一部不停旋转的平板雷达，但实际上两者还是有很大区别的，区别就如同前文讲的一个是由灯管组成的，一个是由灯泡组成的。旋转阵虽然也是靠不停旋转以实现水平方向的全向覆盖，但旋转阵是有水平电扫的能力的，虽然旋转体制让这种水平电扫受到很大限制（这也是旋转阵相比四面固定阵最大的劣势），但相比三坐标雷达还是有优势的，比如在同样的转数下旋转阵的数据更新率就比三坐标雷达要高。另外，由于旋转阵的雷达体制要优于三坐标雷达，因此旋转阵可以实现比三坐标雷达更强的性能和更多的功能。从性能上讲，旋转阵的精度、抗干扰能力、多目标对抗能力等都要强于三坐标雷达；从功能上讲，三坐标雷达一般只用于远程搜索和警戒，而旋转阵的功能就多了，举个例子，旋转阵可以暂时停止旋转，将阵面对准高威胁方向，这叫“凝视模式”，2艘45型采取这种战术就能实现在高威胁环境下的全向覆盖，这种功能三坐标雷达是绝无可能办到的。总结来说，性能再次的旋转阵也比三坐标雷达先进，反之，再豪华的三坐标雷达也比旋转阵要便宜。这是因为两者的区别不只是取决于雷达本身，还包括信号处理、数据传送、电源、计算乃至终端显示在内的整个后端系统。未来旋转阵将继续走仅次于四面阵的高端路线，而三坐标雷达则会走高性价比路线，在二线舰艇上继续大放光彩，两者之间不存在冲突，只是要看设计人员是如何取舍了。

054A的顶板和高波的OPS-24：分别代表三坐标和旋转阵

国产381型雷达据称也采用了相控阵体制（配备改装前的167舰）

顶个球的可能是三坐标也可能是旋转阵

何为盾？

前文已对相控阵的相关常识进行了简介，那么现在再提一个概念——什么是盾？这个问题如果放在上个世纪那么就只有一个答案——宙斯盾，而新世纪以来新下水的各种神盾舰可谓是层出不穷，因此有必要对神盾舰和神盾舰上搭载的各种盾下一个定义。首先，以三坐标雷达为主雷达的军舰都不算神盾舰，比如054A、052B、什瓦利克、KDX-2、基德级、斯普鲁恩斯、现代级、无畏级、光荣级等型号都不算神盾舰，必须要配备有相控阵雷达。那么有相控阵雷达的就一定是神盾舰吗？也不一定，必须主雷达是相控阵雷达，低空补盲雷达或远程警戒雷达这种补充性质的雷达即使是采取了相控阵体制，也不能说明这就是神盾舰。此外，有了相控阵雷达后还要与防空弹结合形成有效的中远程防空能力后才能算神盾舰，这方面的反面典型就是日本高波级和村雨级，虽然配备了OPS-24有源相控阵雷达，但却只具备有限的点防空能力，因此也没有人将它们看作神盾舰。最后最重要的一点在于，光有相控阵雷达还不够，整个舰上系统必须要具备射频管理、信号处理、数据传输、敌我识别、火力控制等一整套指挥控制能力，从而实现最优的防空效能，从这一点讲，那些外贸型护卫舰虽然很多也顶了个相控阵，但在看不见的软件上缩了水，也就不配称作神盾舰。综上所述，当前有资格称作神盾舰的有：以中华神盾和宙斯盾为代表的大盾舰，和以45型/地平线级、F-124/七省/F-361、秋月级、加尔各答、22350、DDG-1000等为代表的小盾舰。另外还有一些防空舰可以看作是准神盾舰，如051C、彼得大帝号等，这些准神盾舰也会在今后一一加以分析。

052D和宙斯盾：典型的四面板砖

小板砖也是盾

天空哨兵：有盾的外形却没有盾的内涵

顶个球的盾

DDG-1000：被阉割的盾

有源和无源

何为有源相控阵和无源相控阵？引用前面的比喻，传统的机械扫描雷达就是一个普通的探照灯，而相控阵雷达则是由成千上万个小灯泡组成的探照灯，这无数个小灯泡可以听你指挥任意分配光束指向，从而实现比机械扫描雷达更强大的性能。那么相控阵雷达的这无数个小灯泡可以用两种方法实现，第一种方法是在一个大的探照灯前放置无数个小反光镜，从而实现任意分配无数支小光束的能力；第二种方法就是直接上成千上万支小灯泡，组成一个大探照灯。无源相控阵对应前者，而有源相控阵则对应后者。显然后者相比前者是更有优势的，具体体现如下：一、有源相控阵发射/接收信号射频损耗小，因此同样条件下探测距离比无源相控阵更远（无源阵要经过反光镜转一道手，损耗能不大么？）；二、有源相控阵的可靠性比无源相控阵更高（有源阵无数个小灯泡坏一部分还能用，无源阵就一支大探照灯，坏了那就是真坏了）；三、有源相控阵可以灵活变换波束从而不易被敌方电子侦察系统截获（有源阵的无数小灯泡的光束指向性和分配能力显然比无源阵的一支大探照灯要好的多）；四、有源相控阵相比无源相控阵可以大幅度缩小体积重量，适于安装在中轻型舰艇上（大致相当于液晶显示器和CRT显示器的区别）；五、有源相控阵更有利于采用先进的数字波束形成技术和信号处理技术，从而实现比无源相控阵更强的抗干扰能力、反隐身能力和目标分辨力（有源阵的无数个小灯泡的资源配置能力和使用灵活性显然比无源阵的一支大探照灯要高的多）。总的来说，有源相控阵的优势比无源相控阵要大的多，也是舰载相控阵雷达的未来发展方向。当然了，有源阵体制上有优势但不代表具体型号也有优势，以中华神盾的346/346A和宙斯盾的SPY-1相比，由于346/346A的性能指标至今仍是个谜，因此两者无从比较，也谈不上谁优谁劣，但中华神盾从体制上比宙斯盾先进一代这一点是可以肯定的，不然美国也没必要再搞有源的AMDR了。可以这么理解，有源相控阵相比无源相控阵的优势主要体现在功能上，而从性能角度讲有源相控阵对无源相控阵的优势并不是绝对的，无源阵的性能也可以不输于有源阵甚至更强大，就好比诺基亚的信号强度可以不输于苹果，但苹果手机最终却可以将诺基亚踩在脚下。一旦有源相控阵将其功能优势完全发挥出来，无源相控阵就再无叫板的资格，有源阵的发展潜力远不是无源阵可以相提并论的！

有源相控阵

无源相控阵

伯克3最终也要采用有源相控阵雷达

本篇至此告一段落，敬请期待下一篇《盾和蛋之间的那点事（四）——深入篇（一）》，谢谢关注！

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