除了干扰大之外,高频段还有一个弱点在于其波长太长,对于小物体来说电磁波的反射效应很小,按现在的说法就是雷达截面积很小,或者说对于高频雷达是”隐身”的。但是大不列颠空战依赖的就是这些雷达。并且它们的确完成了赋予的任务。

  当然工作在这个波段还是有些好处的,由于高空电离层可以反射高频波段的信号,使得这些信号可以超视距传播,因此这个波段对超视距雷达是有足够的吸引力的。

  既然历史原因让不太高的高频窃取了高频波段的名称,那么更高的频率就只好使用其它名字了,所以高频之上的另一个频段用了甚高频(VHF)。其中英文缩写的 VH 是 Very High 的意思,其频率范围是 30M 到 300M,其波长范围是 1 米到 10 米,因此这个波段又称为米波波段。事实上这个波段的雷达载 20 世纪 30 年代就有了,由此可见技术发展的速度。使用这个波段的好处是天线尺寸比高频段要小一个量级——这样才能把雷达安装到空间比较局促的平台上,如舰船等。同时这个波段的波长决定了大多数飞机是无法隐身的。这可能是让早已淘汰的波段起死回生的一个契机。不过这个波段的问题和高频波段一样,大量的通信和广播也使用这个频段,所以干扰也是很大的。

  再往上跑我们就来到超高频波段了(UHF),UH 是 Ultra High 的缩写——大家可以看出这个命名是多么无奈了吧。此波段的频率是 300M 到 1G,波长从 0.3 米到 1 米,这个波段一般也称为分米波波段,二战早期的机载反潜雷达就是工作在这个频段上的,可见在 20 年不到的时间里雷达频段一下子跳了 3 个台阶。而同时更高工作频率的厘米波雷达也在研制当中,并在二战后期投入实用。从这个频段开始雷达终于可以避开干扰较大的”低”频了,由于这个频段的频率范围宽所以不同设备之间的工作通道可以比较轻松的相互避开。同时由于频段范围宽,再用波长长度如分米、厘米、毫米等方式就比较粗糙了。所以分米波和厘米波根据各自的特点和用途在 1G 以上的频率细分为几个用字母表达的波段,这就是在兵器知识中经常听到的 C 波段、X 波段等等波段了。

  具体的 L 波段频率范围是 1GHz 到 2GHz,波长从 30cm 到 15cm,L 的意思表示远距离,这个波段常用于远程对空警戒雷达、太空雷达以及作用距离在 200 英里以上的空中交通管制雷达。

  S 波段的频率范围是 2GHz 到 4GHz,波长从 15cm 到 7.5cm。S 的意思是短(Short)指波长短——命名的混乱之一。波长短可以比较容易做到窄波束,用于机场终端监视雷达可以得到很好的角分辨力和精度。这个频段也可以做远程监视雷达用,不过受雨的影响很大。然而气象雷达需要这个特性,所以气象雷达也多工作在这个频段上。

  C 波段频率范围是 4G 到 8G,波长从 7.5cm 到 3.75cm 之间,C 是英文 compromise 的缩写,即妥协、折中的意思。和什么折中呢?这里指的是 S 波段和 X 波段(8G-12.5G)两个波段的折中。而 X 波段的 X 则表示这个曾经是一个保密频段(二战期间)。这里我们再次看到命名的随意和混乱。X 波段的用途很广,军用和民用雷达都经常使用这个频段,由于频率很高其天线尺寸可以做得很小,警用雷达测速就是一个例子——小到大多数人都没有留意。

  Ku、K、Ka 波段指 12.5-40G 的频段。其中 K 是德文 Kurz,意思也是短(Short)……,这个波段早期是二战期间发展起来的厘米波雷达,频率是 24G。不过这个频率十分接近水蒸气的谐振波长,也就是辐射出去的能量要被水蒸气吸收掉不少——微波炉的加热原理。因此为了避开这个谐振频率,把 K 段分成 Ku(小于谐振频率的波段)和 Ka(大于谐振频率的波段)两个波段。其中 Ku 是 12-18GHz,Ka 是 24-40GHz。这个频段主要用于高分辨的测量,由于还存在大气衰减因素。其作用距离通常比较短。

电子战序幕

  雷达技术最看热闹的 也许就是干扰和反干扰了,或者用时髦一点的词——电子战。电子战是一个统称,具体的内容包括电子支援措施(ESM),电子对抗措施(ECM)和电子反对抗措施(ECCM)。在这里我们看到中文表达的一个好处了,电子反对抗措施 ECCM 英文全称是 Electronic Counter-Counter Measures——反反措施,听着都觉得别扭。不过人家是电子战的祖宗。针对雷达的电子战最早是从二战开始,据本人不可靠的知识,和这个扯得上关系的应该是著名的“比斯开湾十字架”。

U 艇舰桥上的比斯开湾十字架

  话说,二战时最出彩的海军恐怕要算德国的潜艇部队了,U 艇、狼群战术是令约翰牛肝颤的词儿,一度曾掐断了新旧两大陆的水上交通,几乎让日不落帝国倾家荡产,连当裤子的当铺也找不到——为增加反潜力量,丘吉尔打算用两块海外殖民地换美国破旧的驱逐舰,就这条件也差点的通不过美国国会的支持。哎,扯远了。

  潜艇怕什么?深水炸弹?你得知道我再哪你才能扔啊。只要潜到水下,基本上潜艇就对当时所有的探测手段免疫。那时候的声纳技术也不过关,水面舰艇单凭声纳和潜艇捉迷藏还指不定谁捉谁呢。不过那时候的潜艇有一个麻烦,就是一段时间后必须浮出水面充电、透气——实际上现在的常规潜艇也一样。这就是消灭他们的机会了。不过这些潜艇的艇长都不是傻瓜,总是在黑夜上浮。夜幕和厚厚的水层一样起到很好的隐蔽作用。因此雷达上场了,对于雷达来说没有黑夜白天之分。水面舰艇最早装了雷达,不过一来速度不快,一个晚上也巡逻不了多大的地方,二来雷达安装高度不够,海面也会反射雷达信号——这个术语称为杂波,海面杂波,所以反潜效果不好。飞机就正好解决了这两个问题,不过雷达上飞机可不是一件容易的事情。40 年前后能用的雷达多是米波雷达,光天线就快赶上小型战斗机的机翼了,只有大型飞机勉强装的上。装上后还不能自己旋转,要飞机自己做圆周运动来模仿雷达旋转,这让我想起一个笑话,一哥们装灯泡,不够高,就站在另一个哥们的肩膀上,把灯泡插进灯座后,对下面的哥们喊——你转啊,转啊!别笑,早期反潜机上的雷达的确是这么工作的。而且实际操作起来可以让更多人抓狂。