盤點(diǎn)美軍反炮兵雷達(dá)（下）

中國(guó)人民解放軍火箭軍工程大學(xué)

王保成 韋關(guān)鋒

（接上期）

三、AN/TPQ-53型反炮兵雷達(dá)

（一）AN/TPQ-53型反炮兵雷達(dá)的組成和工作原理

AN/TPQ-53型反炮兵雷達(dá)的全稱為高機(jī)動(dòng)性火力發(fā)現(xiàn)/校正雷達(dá)系統(tǒng)，可在復(fù)雜環(huán)境中定位敵方迫擊炮、火炮和火箭炮，并對(duì)友軍火力進(jìn)行校射。該雷達(dá)的探測(cè)角度為90°時(shí)，對(duì)應(yīng)迫擊炮、火炮、火箭炮最遠(yuǎn)計(jì)劃探測(cè)距離分別為20km、34km、60km；探測(cè)角度為360°時(shí)，相應(yīng)探測(cè)距離為15km、20km、20km；最近計(jì)劃探測(cè)距離0.5~3km。該雷達(dá)使用過程包括搜索、跟蹤、分類和確定發(fā)射點(diǎn)4個(gè)階段，能分辨出敵方間接火力點(diǎn)，全部設(shè)備只需5名操作人員，設(shè)備展開時(shí)間10min，撤收5min，操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便，1架C-130運(yùn)輸機(jī)就能運(yùn)送整套雷達(dá)系統(tǒng)。

AN/TPQ-53型反炮兵雷達(dá)具有兩種使用配置：任務(wù)基礎(chǔ)配置和持續(xù)作戰(zhàn)配置。在任務(wù)基礎(chǔ)配置時(shí)，該雷達(dá)系統(tǒng)僅使用AN/TPY-3目標(biāo)獲取分系統(tǒng)（見圖8），即雷達(dá)車，該車由底盤、天線接收組（ATG）、主發(fā)電機(jī)組、通信單元（語音和數(shù)據(jù)）、遙控和顯示單元組成，載車加掛牽引式柴油發(fā)電機(jī)組一臺(tái)作為主電源。

圖9為AN/TPQ-53型反炮兵雷達(dá)持續(xù)作戰(zhàn)配置，在持續(xù)作戰(zhàn)配置時(shí)，該雷達(dá)系統(tǒng)增配了車載AN/VPC-95通信分系統(tǒng)，即指揮車，其由作為雷達(dá)指控中心的作戰(zhàn)控制方艙（OCS）和車輛底盤組成，指揮車另加掛一臺(tái)10kW發(fā)電機(jī)組拖車作為備份電源。該雷達(dá)系統(tǒng)可外接市電，此時(shí)兩車距離可以增加至1km，從而提高士兵生存概率，并減輕士兵連接電纜時(shí)的體力消耗。該雷達(dá)系統(tǒng)可在市電、車載電源、主/備電源之間不停機(jī)情況下手動(dòng)或自動(dòng)切換。

圖8 AN/TPY-3目標(biāo)獲取分系統(tǒng)

圖9 AN/TPQ-53型反炮兵雷達(dá)持續(xù)作戰(zhàn)配置

載車平臺(tái)可以依據(jù)客戶需求使用裝甲型卡車底盤和普通型卡車底盤。雷達(dá)車陣地選擇主要依據(jù)戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢(shì)、搜索地域和地形條件確定。

該雷達(dá)系統(tǒng)也可以使用遙控模式操作，操作人員通過光纜（1000m）或無線通信對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行操控，提高人員生存能力。

（二）AN/TPQ-53型反炮兵雷達(dá)的部署方式

AN/TPQ-53型反炮兵雷達(dá)作為整個(gè)戰(zhàn)區(qū)偵察系統(tǒng)中的一環(huán)使用，其部署位置依據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)情報(bào)準(zhǔn)備、雷達(dá)威力性能、戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境等進(jìn)行綜合考量，對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行全面分析后能得出哪個(gè)因素為主要因素。該雷達(dá)通常部署在距離前方?jīng)_突線3~6km處，為己方部隊(duì)提供0.5~60km內(nèi)防護(hù)。實(shí)際使用時(shí)，多臺(tái)雷達(dá)系統(tǒng)相互備份，這種冗余配置能保障某套雷達(dá)系統(tǒng)處于機(jī)動(dòng)、保養(yǎng)、維修時(shí)，其他雷達(dá)系統(tǒng)仍能工作。

在整個(gè)作戰(zhàn)區(qū)域內(nèi)，其他反炮兵雷達(dá)或發(fā)射源會(huì)干擾或衰減雷達(dá)波束，從而影響雷達(dá)覆蓋面，故在多臺(tái)雷達(dá)共同使用時(shí)，需要合理布設(shè)位置以避免相互影響。

當(dāng)2部AN/TPQ-53雷達(dá)陣列天線以90°掃描模式工作時(shí)（見圖10），兩者之間距離需保持5km左右，2個(gè)陣列掃描軸線形成的夾角最大為889密位（50°），每部雷達(dá)從其機(jī)械搜索方位角可電掃描 800密位（45°）。2部雷達(dá)同時(shí)使用時(shí)，頻率間隔為25MHz。

圖10 2部AN/TPQ-53雷達(dá)陣列天線以90°掃描部署方式

2部AN/TPQ-53雷達(dá)同時(shí)以360°掃描模式工作時(shí)（見圖11），兩者之間距離應(yīng)為20km。要求2部雷達(dá)轉(zhuǎn)速為30r/min，主動(dòng)掃描扇區(qū)為6222密位（350°），非主動(dòng)掃描扇區(qū)至少為178密位（10°），非主動(dòng)掃描扇區(qū)是2部雷達(dá)正對(duì)時(shí)方位角為中心的區(qū)域，這就能確保雷達(dá)天線相互不會(huì)產(chǎn)生收發(fā)干擾。

圖11 2部AN/TPQ-53雷達(dá)同時(shí)以360°掃描部署方式

(三 ) AN/TPQ-53型反炮兵雷達(dá)探測(cè)區(qū)相關(guān)介紹

AN/TPQ-53型反炮兵雷達(dá)是一種多用途雷達(dá)，目標(biāo)獲取一般根據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境、指揮員指令和后續(xù)作戰(zhàn)計(jì)劃來確定使用模式。當(dāng)對(duì)敵方的間接火力系統(tǒng)射程、后續(xù)移動(dòng)次數(shù)、相鄰雷達(dá)位置、情報(bào)通報(bào)中的敵方火力位置、目標(biāo)定位誤差、敵方電子戰(zhàn)情報(bào)威脅級(jí)別等情報(bào)掌握較充分時(shí)，使用90°直接方位角探測(cè)，該角度下有4種探測(cè)模式；當(dāng)敵方間接火力系統(tǒng)位置不明，間接火力系統(tǒng)射程不足20km，需要大范圍掃描覆蓋時(shí)，選擇360°探測(cè)，該角度下有2種探測(cè)模式。

（1）90°正常掃描模式利用4種特殊波形對(duì)0.5~50km內(nèi)目標(biāo)進(jìn)行掃描，這些波形在近距離掃描時(shí)相互重疊以提供高再訪率，遠(yuǎn)距離掃描時(shí)再訪率則較低，從而確保系統(tǒng)在探測(cè)距離內(nèi)的精度。該雷達(dá)在此模式下，對(duì)迫擊炮的計(jì)劃探測(cè)距離為0.5~20km，火炮為0.5~34km，火箭炮為0.5~50km。

（2）90°近距優(yōu)化掃描模式較正常掃描模式不同，其探測(cè)距離僅為0.5~25km，但其在近距（0.5~12km）的探測(cè)俯仰角和再訪率較高，提升了其定位概率和精度。該雷達(dá)在此模式下，對(duì)迫擊炮、火炮、火箭炮的探測(cè)距離分別為0.5~20km、0.5~25km、0.5~25km。

（3）90°遠(yuǎn)距優(yōu)化掃描模式由正常模式改進(jìn)而來，主要是針對(duì)60km內(nèi)240mm火箭彈進(jìn)行的設(shè)計(jì)，重點(diǎn)探測(cè)12~60km距離內(nèi)目標(biāo)，但保留其最近探測(cè)距離仍為500m。該雷達(dá)在此模式下，對(duì)迫擊炮、火炮、火箭炮的探測(cè)距離分別為0.5~20km、0.5~34km、0.5~60km。

（4）90°107mm火箭彈掃描模式的重點(diǎn)在于探測(cè)50km內(nèi)107mm火箭彈，其遠(yuǎn)距探測(cè)邊界得到外延，但失去探測(cè)25km內(nèi)目標(biāo)能力。當(dāng)107mm火箭炮處在較遠(yuǎn)距離時(shí)，該模式通常設(shè)置為1067密位（60°）扇形區(qū)域以提高精度。雷達(dá)在此模式下，對(duì)火炮、火箭炮的最大探測(cè)距離分別為34km和50km，最小探測(cè)距離都為25km，無法探測(cè)迫擊炮炮彈。

（5）360°正常掃描模式時(shí)雷達(dá)天線陣面以30r/min速度旋轉(zhuǎn)，通過波束方向在主向左右30°內(nèi)快速變換，在每次機(jī)械掃描旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)，雷達(dá)波束可以在21°俯仰角的搜索扇面內(nèi)掃描3次。該模式只是在指揮員進(jìn)行決策期間進(jìn)行應(yīng)急使用，由雷達(dá)部署命令發(fā)送給雷達(dá)班，其對(duì)各類目標(biāo)的探測(cè)距離為3~20km。

（6）360°惡劣天氣掃描模式主要是在大雨氣象狀態(tài)時(shí)使用，其提高了雷達(dá)在雜波影響下的多普勒分辨率，但降低了搜索俯仰角。雷達(dá)在此模式下，對(duì)迫擊炮、火炮、火箭炮的探測(cè)距離分別為3~15km、5~25km、5~20km。

90°掃描模式下，定位精度為30m或射程0.3%，最大搜索俯仰角為587密位（33°）；360°掃描模式下，對(duì)迫擊炮的定位精度為50m或射程0.5%，對(duì)火炮和火箭炮的定位精度為75m或射程1%，固定俯仰角為373密位（21°），俯仰角范圍為雷達(dá)陣地水平面以上1.5°~22.5°，圖 12為360°掃描俯仰角示意圖。

AN/TPQ-53型反炮兵雷達(dá)探測(cè)到雷達(dá)后通過軟件確定其類型，共有迫擊炮、火炮、火箭炮3種類型，判定成功概率為85%。

操作人員可以根據(jù)要求在230~6400密位之間設(shè)定搜索扇區(qū)，在360°掃描時(shí)可以設(shè)置1~27個(gè)扇區(qū)。在任何給定時(shí)間內(nèi)，該雷達(dá)可以探測(cè)和獲取6枚以上炮彈信息。

AN/TPQ-53型反炮兵雷達(dá)可以在探測(cè)敵方火力同時(shí)執(zhí)行友軍火力校射任務(wù)，且90°和360°掃描模式搜索時(shí)都可以進(jìn)行友軍火力校射。校射時(shí)，友軍需向雷達(dá)水平搜索扇區(qū)射擊，友軍校射原理圖如圖13所示，炮彈進(jìn)入雷達(dá)搜索俯仰角臨界面后，雷達(dá)開始連續(xù)跟蹤并計(jì)算彈著點(diǎn)，計(jì)算完畢通過指控車回傳信息。友軍炮彈可在3~40km射程內(nèi)進(jìn)行校射。

該雷達(dá)的硬件、軟件和數(shù)據(jù)處理能力十分強(qiáng)大，一旦技術(shù)成熟，僅升級(jí)軟件就可以執(zhí)行各種地形和作戰(zhàn)環(huán)境中的防空監(jiān)視、防空火力控制、反炮兵和空中交通管制等任務(wù)。2018年10月，美國(guó)陸軍授予洛馬公司一項(xiàng)合同，將氮化鎵（GaN）部件插入下一批次AN/TPQ-53型反炮兵雷達(dá)中，作為全速率生產(chǎn)標(biāo)配。新氮化鎵部件可以提高雷達(dá)的反目標(biāo)探測(cè)能力，增加系統(tǒng)的可靠性和降低維保成本。

四、AN/TPQ-50型反炮兵雷達(dá)

（一）AN/TPQ-50型反炮兵雷達(dá)的組成和工作原理

AN/TPQ-50型反炮兵雷達(dá)（LCMR）是一種能快速部署，用來保護(hù)剛剛進(jìn)入陌生地域的機(jī)動(dòng)部隊(duì)免受敵方襲擊的雷達(dá)，有車載型（見圖14）和便攜型（見圖15）2種使用配置，并且都能對(duì)敵方間接火力進(jìn)行6400密位的全方位搜索。該雷達(dá)能探測(cè)、跟蹤和定位迫擊炮、火炮和火箭炮，定位距離為0.5~10km。除判別來襲武器（迫擊炮彈、炮彈和火箭彈）外，該系統(tǒng)還能分辨出來襲的是輕型、中型還是重型炮彈。

圖12 360°掃描俯仰角示意圖

圖13 友軍校射原理圖

圖14 AN/TPQ-50車載型雷達(dá)

車載型雷達(dá)由一輛悍馬車、雷達(dá)天線、信息顯示終端及通信設(shè)備組成，停車后就可展開設(shè)備進(jìn)行掃描，使用車載5kW柴油發(fā)電機(jī)組供電，適用于野戰(zhàn)環(huán)境；便攜型雷達(dá)包括雷達(dá)天線、信息顯示終端、通信設(shè)備、三腳架、供電電纜等，可以在事先勘察好的雷達(dá)陣地快速展開，引接市電或發(fā)電機(jī)供電，適用于城鎮(zhèn)環(huán)境。晴好天氣時(shí)，2名訓(xùn)練有素的操作人員在20min內(nèi)就可完成便攜型AN/TPQ-50型反炮兵雷達(dá)的組裝、標(biāo)校和初始化工作，10min內(nèi)可完成撤收；車載型雷達(dá)可在車輛到達(dá)雷達(dá)陣地前展開雷達(dá)以便在到達(dá)后就開始工作，撤收可在撤離雷達(dá)陣地后進(jìn)行。該雷達(dá)可在視距1000m處通過無線遙控操作。

（二）AN/TPQ-50型反炮兵雷達(dá)探測(cè)區(qū)相關(guān)介紹

AN/TPQ-50型反炮兵雷達(dá)陣地周圍不應(yīng)有障礙物，最佳地點(diǎn)為山頂或屋頂，地面坡度小于10°即可。陣地展開設(shè)備后，雷達(dá)就可以提供6400密位（360°）連續(xù)掃描。如果陣地附近有無法避免的障礙物，如建筑物、車輛或樹木等，操作人員可以通過軟件設(shè)置將掃描角度限制在6400密位（360°）以內(nèi)，避開障礙物，但最小掃描角度不得小于267密位（15°）。要求雷達(dá)陣地至少20m以內(nèi)沒有能影響反射的物體，否則將會(huì)對(duì)接收機(jī)造成損傷，并降低雷達(dá)性能。

由于從其他雷達(dá)或通信設(shè)備發(fā)出的無線電射頻信號(hào)會(huì)降低AN/TPQ-50型反炮兵雷達(dá)的性能或增加虛警率，因此該型雷達(dá)展開和計(jì)劃時(shí)需要考慮到所有可能的干擾源；對(duì)于空警戒雷達(dá)和電子對(duì)抗系統(tǒng)這類高功率發(fā)射機(jī)，以及其他類似的雷達(dá)，如AN/TPQ-48、AN/TPQ-49和AN/TPQ-49升級(jí)型，這些雷達(dá)往往和AN/TPQ-50采用相同頻段，也會(huì)成為干擾源。干擾源還有友軍使用的Duke、Warlock等類型干擾機(jī)。

AN/TPQ-50型反炮兵雷達(dá)通常部署在距離前方戰(zhàn)線1~2km處，也可根據(jù)戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢(shì)及時(shí)轉(zhuǎn)移陣地以避免遭到敵方火力打擊或更好地掃描重點(diǎn)關(guān)注區(qū)。如果多部AN/TPQ-50型反炮兵雷達(dá)同時(shí)在一個(gè)地區(qū)使用，每部雷達(dá)之間距離最少保持1000m，并且使用不同頻率。當(dāng)同時(shí)使用3部及以下雷達(dá)時(shí)，最小頻率間隔為30MHz，超過3部時(shí)最小頻率間隔 為 20MHz。2部、3部、6部AN/TPQ-50型反炮兵雷達(dá)同時(shí)使用時(shí)布設(shè)要求分別如圖16―圖18所示，頻率設(shè)定依據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境而定。

當(dāng)AN/TPQ-50型反炮兵雷達(dá)掃描扇面小于1600密位時(shí)，該掃描扇面以內(nèi)2m為危險(xiǎn)區(qū)，AN/TPQ-50型反炮兵雷達(dá)外部有一個(gè)防雨罩，可以保護(hù)雷達(dá)防風(fēng)、雨、雪、沙。該雷達(dá)可在56km/h風(fēng)速下使用，一旦主風(fēng)風(fēng)速超過91km/h，雷達(dá)必須收起以免損壞。

AN/TPQ-50型反炮兵雷達(dá)的搜索俯仰角為445密位，如圖19所示。

AN/TPQ-50雷達(dá)可對(duì)友軍迫擊炮提供圓偏差概率50m的定位精度。在搜索范圍內(nèi)，可同時(shí)跟蹤20個(gè)不同發(fā)射點(diǎn)發(fā)射的投射物。該雷達(dá)主要用于探測(cè)迫擊炮，對(duì)60mm迫擊炮炮彈的探測(cè)距離最小為0.5km，81mm迫擊炮為0.5~8km，120mm迫擊炮為1~10km，對(duì)155mm火炮為1~6km，對(duì)火箭彈的探測(cè)距離為1~10km，圓概率偏差增加為100~200m或射程3.5%。

圖16 2臺(tái)AN/TPQ-50型反炮兵雷達(dá)同時(shí)使用時(shí)布設(shè)要求

圖17 3臺(tái)AN/TPQ-50型反炮兵雷達(dá)同時(shí)使用時(shí)布設(shè)要求

圖18 6臺(tái)AN/TPQ-50型反炮兵雷達(dá)同時(shí)使用時(shí)布設(shè)要求

圖19 AN/TPQ-50型反炮兵雷達(dá)搜索范圍

與AN/TPQ-36/37型反炮兵雷達(dá)不同，AN/TPQ-50型反炮兵雷達(dá)可以同時(shí)執(zhí)行友軍和敵軍模式，即在探測(cè)敵軍來襲投射物的同時(shí)對(duì)己方炮彈進(jìn)行校正，如果己方炮彈飛行彈道完全處在搜索區(qū)內(nèi)，可提供誤差50m的校正射擊。

五、結(jié)束語

近年來，美國(guó)陸軍在多域戰(zhàn)作戰(zhàn)概念下加大對(duì)陸軍防空能力的投資，重歸大國(guó)競(jìng)爭(zhēng)時(shí)代的陸軍作戰(zhàn)能力建設(shè)。作為陸軍部隊(duì)防護(hù)屏障的反炮兵雷達(dá)，將在信息融合、系統(tǒng)整合、功能擴(kuò)展等方面得到進(jìn)一步加強(qiáng)。