26日,在全中国人民热烈庆祝第一艘国产航母下水的大喜日子,美韩却一意孤行,二话不说,三更半夜在韩部署“萨德”反导系统。于是,笔者决定撰文深刻揭批一下“萨德”系统的那部雷达。之前关于“萨德”的文章已经数不胜数不计其数不胜枚举,多如牛毛浩如烟海满坑满谷。没有关系,那些都将是这篇文章的基础。你唯一需要注意的是,这篇文章很烧脑。
各界普遍认为,“萨德”系统对中国的最大威胁,并非其拦截弹,而是那部号称“萨德之眼”的AN/TPY-2雷达。
AN/TPY-2雷达是一部X波段(波长3厘米左右,大约10GHz)的有源相控阵雷达,它有两种工作模式或者说构型,分别是终端模式(TM)和前沿部署模式(FBM)。前者通常作为“萨德”导弹连的火控雷达使用。后者主要部署在前沿,用于向远方的导弹防御系统,例如美国的“地基中段拦截”(GMD)系统提供数据。美国声称部署在韩国的TPY-2雷达将以探测距离较近的TM构型部署,而TM模式探测距离为600公里,支持在韩国部署“萨德”系统的一方说这个探测距离只覆盖朝鲜,不能深入中国大陆。而批评者指出FBM模式的雷达探测距离远得多,而且从TM模式向FBM模式转换只需要8小时或者更少。


TPY-2雷达的全貌
那么,“萨德”的雷达以不同工作模式对不同属性的目标到底能看多远?相应高度的目标需要飞多高?终端部署模式和前沿部署模式探测距离的不同,是哪些原因造成的?除了RCS、目标高度以外,影响探测距离还有那些因素,关于“萨德”雷达的一些传说是真是假,是对是错?我们将一起给出答案。

韩国人反对部署TPY-2雷达主要是担心其对周边人员形成危害,图为TPY-2雷达的危险区
关于探测距离的各种报道
美军虽然很开放,但是对于武器装备的核心参数其实捂得是很严的,包括“萨德”的AN/TPY-2雷达的探测距离。当然首先说下,谈雷达的探测距离一定要对应着雷达散射截面积(RCS),不说目标的RCS或者基本属性而大谈探测距离的意义不大。这就好比人的眼睛能够观察到物体的远近取决于物体的大小和与背景的反差一样。人能看到几十万公里外的月球,但是看不到几十米外的蚂蚁,雷达探测距离也是一个道理。
迄今为止,无论是美军还是“雷神”公司实际上都没有公开过确切的、对应着目标RCS的距离参数。那我们先看看美国官方、各种媒体靠谱的报道中提到的数据吧。由于国内媒体数据主要源自国外,所以这里只罗列来自国外的数据。
这是“雷神”公司对AN/TPY-2雷达的介绍。吹得天花乱坠,一个准数都没有
(1)数百英里。这是目前亦驰君看到的有关TPY-2雷达探测距离的最短的公开报道。它来自于雷达的研制方“雷神”公司,该公司曾在一部视频中说,TPY-2雷达能够“追踪数百英里以外棒球场上的本垒打。”当然,这个本垒打必须打的足够高——超过44000英尺,这才能超过地平线被探测到(关于飞行高度和探测距离的关系,我们后面会详细说明)。

“雷神”公司的宣传片称该雷达可以看清“数百英里外的棒球”
(2)600公里。这是韩国媒体报到的TPY-2雷达以末端模式部署时的探测距离。2015年2月,韩国《朝鲜日报》的一篇报道引用政府官员的话说,末端构型TPY-2雷达有效探测距离为600公里。2015年4月,《首尔新闻》引用一份美国技术报告同样给出了这个距离。
如果我们认为(1)中的数百英里为三百英里,那么这个探测距离是大约480公里。一个棒球的RCS大约是0.004平方米。根据雷达方程计算,对于RCS为0.01平方米的目标,雷达探测距离大约是600公里。这与韩国媒体报道的采用末端模式部署的“萨德”探测距离是相符的。
(3)超过1000公里。这个说法是美国陆军部出版的《“萨德”反导系统雷达前沿部署操作手册》里谈到的。原文称,“AN/TPY-2(前沿部署模式)……用于在超过1000公里的距离上探测、跟踪、分类并识别处于助推段和中段早期的弹道导弹。”当然,这个说法过于模糊了。

“雷神”公司的宣传片称该雷达功率强大,可覆盖一些国家
(4)1500公里。2013年美国国家科学院(NAS)报告中的示意图显示,TPY-2雷达的探半径约为1500公里。NAS委员会认为这个1500公里的探测距离是相对保守的。
(5)1800-2000公里。韩国媒体为前沿部署模式TPY-2雷达给出的探测距离,信息来源与上面第(2)项相同。这个2000公里也是目前国内媒体引用最多的数据。
(6)大于2900公里。2008年,美国陆军少将帕特里克·奥赖利(Patrick O’Reilly后来成为导弹防御局局长)声称,TPY-2的探测距离“超过1800英里”(2900公里)。

TPY-2雷达可用来跟踪中国的洲际弹道导弹。注意中国洲际导弹打击美国的两个主要弹道,一个是经过北极,一个是经过太平洋上空
从以上公开报道的数据看,TPY-2雷达的探测距离相差五倍。对于雷达,这是一个巨大的差异。这意味着雷达功率相差5的4次方,也就是625倍!如果只是不同目标的雷达散射截面积(RCS)不同,那需要这些目标的RCS也要差625倍。那么,上述说法是不是靠谱?他们的探测距离对应的是多大的目标呢?
不妨一起算算
从上面的报道来看,既没有说雷达采取那种模式,也没有说针对的目标RCS,所以,虽然告诉你探测距离了,其实大众也不明白这个雷达的厉害程度。
而两位与笔者同样爱较真的学者——乔治·刘易斯和西奥多·波斯托尔,在2012年9月21日,在一篇博客中利用雷达方程进行了简单的计算。这两位可不是普通的爱好者,前者是康奈尔大学高级研究员,后者则是马萨诸塞工学院教授,但是具体专业不详。我们可以看一看他们的计算过程,也算是对雷达增加一些了解。下面内容略显枯燥,普通看客可直接越过蓝色字体。
