預警雷達(外文名:early warning radar)是能在預警對象可能航行的高度范圍和足夠遠的距離上對其搜索和探測的雷達。其原理是雷達設備的發射機通過天線把電磁波能量射向空間某一方向,處在此方向上的物體反射碰到的電磁波;雷達天線接收此反射波,送至接收設備進行處理,提取有關該物體的某些信息(目標物體至雷達的距離、距離變化率或徑向速度、方位、高度等)。其系統組成包括發射系統、天線陣列、波控機、接收和信號處理系統、中心計算機、數據處理和顯示系統。預警雷達可分為防空預警雷達和對付遠程導彈的預警雷達兩類。
1904年,侯斯美爾發明利用無線電回聲探測的裝置,防止海上船舶相撞的電動鏡。從理論上來講這應該算是最早的定位預警雷達。1941年,蘇聯科學家在飛機上裝備了預警雷達。1999年,朝鮮大浦洞一號彈道導彈飛越日本并落入太平洋,這使得日本決定部署戰略預警雷達。2003年,中國臺灣通過了遠程預警雷達采購案。2013年2月1日,中國臺灣舉行遠程預警雷達成軍典禮,宣告“防空利器”——“鋪路爪”雷達正式進入戰備值班行列。
預警雷達屬于一種遠距離搜索雷達,一般都采用12兆瓦以上的超高發射功率、高幾十米、寬幾百米以上的電掃描天線陣列,工作頻率在超高頻和甚高頻波段,用以減少大氣吸收的損耗。因此作用距離可達幾千千米,再配上相應的超級計算機數據處理系統,能在搜索的同時跟蹤100~200個目標。預警雷達主要用來發現遠、中、近程彈道導彈,測定其瞬間位置、速度、發射點和彈著點等關鍵參數,能為最高軍事機關提供導彈預警情報。預警雷達包括7010超遠程相控陣預警雷達、110單脈沖跟蹤雷達、"鋪路爪"遠程預警雷達等型號。
歷史沿革
1904年侯斯美爾發明利用無線電回聲探測的裝置,防止海上船舶相撞的電動鏡。從理論上來講這應該算是最早的定位預警雷達。
1941年,蘇聯科學家在飛機上裝備了預警雷達。1959年,通用電氣研制出彈道導彈預警雷達系統,可發現并跟蹤4828千米外、約966千米高的導彈,預警時間為20分鐘。1999年,朝鮮大浦洞一號彈道導彈飛越日本并落入太平洋,這使得日本決定部署戰略預警雷達。2003年,中國臺灣通過了遠程預警雷達采購案。2006年,日本內閣批準撥款8億美元,用于建造4個導彈預警雷達,量產型雷達由三菱電機制造,每部雷達造價約180億日元(約合9億人民幣)。2013年2月1日,中國臺灣舉行遠程預警雷達成軍典禮,宣告“防空利器”——“鋪路爪”雷達正式進入戰備值班行列。
其中機載預警雷達的發展經歷了3個階段,第1階段:雷達+飛機,實現空中雷達站。以E-2A/B/C系列預警機為代表,其最新型號為APS-145雷達,采用動目標顯示(MTD)技術,使其具有一定的陸地上空探測能力。
第2階段:雷達+通信+指控+飛機,實現空中指揮所。以E-3A AWACS(機載預警與控制系統)為代表。雷達方位上機械掃描,采用脈沖多普勒體制(PD),強雜波背景下的下視能力得到極大提高。
第3階段:雷達+通信+網絡+指控+戰場管理+飛機,實現戰場全要素管控,預警機成為信息化作戰體系中的核心樞紐。美國海軍航母編隊先進鷹眼(E-2D)艦載固定翼預警機是典型代表,其雷達采用機相掃相結合的有源相控陣體制和空時自適應處理技術(STAP),對雜波和干擾的抑制能力更強。
相關原理
其原理是雷達設備的發射機通過天線把電磁波能量射向空間某一方向,處在此方向上的物體反射碰到的電磁波;雷達天線接收此反射波,送至接收設備進行處理,提取有關該物體的某些信息(目標物體至雷達的距離、距離變化率或徑向速度、方位、高度等)。
系統組成
預警雷達的系統組成包括發射系統、天線陣列、波控機、接收和信號處理系統、中心計算機、數據處理和顯示系統。
常見分類
預警雷達可分為防空預警雷達和對付遠程導彈的預警雷達兩類。前者主要對大氣層內的飛行目標(飛機、巡航導彈和近程彈道導彈等)預警,并兼顧對海上艦艇的監視;后者主要對飛行于外層空間、射程幾千至萬余千米的彈道導彈預警,兼顧對人造衛星等外空飛行物的監視。
防空預警雷達主要有地面(包括艦載)常規遠程搜索雷達、短波天波后向散射超視距雷達和空中平臺載遠程雷達三種形式。地面常規遠程雷達對30km高空目標的探測距離可達約700km,但受地球曲率影響,對飛行高度僅幾十米的低空目標的探測距離只有幾十千米,不能完成低空目標預警。空中平臺載預警雷達凌空俯視,可搜索探測遠距離低空目標和海上艦艇,并引導己方武器對其攻擊。由于俯視觀測,所以需要抑制由天線主瓣和旁瓣所接收的強地面雜波。為此,應采用超低旁瓣天線系統、大動態范圍接收機和高穩定相干收發系統等先進技術。雷達頻率可在UHF(特高頻)至X(3cm)波段范圍內選用。空中平臺有飛機、直升機、飛艇和高空氣球等形式,平臺基地可為陸地或海上艦艇。最重要的空中平臺是安裝高功率脈沖多普勒雷達的預警飛機。20世紀90年代服役的預警飛機的飛行高度約為10000m,探測距離約370km,可跟蹤幾百批目標。天線一般背負于飛機頂部,橫寬豎窄,用相位控制波束俯仰來測目標高度。預警飛機可與導航系統、氣象和地形測繪學雷達、敵我識別設備、電子戰設備、計算機和通信設備等組成一體化的機載探測和戰場指揮系統,如美國的AWACS機載預警和控制系統。為了探測隱身飛機,預警機的發展趨勢是采用頻率較低的(UHF或L波段)、發射功率和天線口徑更大的固態有源相控陣雷達,因而需要更大的載機與電源容量和更先進的信息處理技術。
由于彈頭的雷達截面積和波長的平方成正比,所以對付遠程導彈的預警雷達主要是頻率較低的(UHF或VHF波段)地面巨型雷達。其對外層空間導彈彈頭的探測距離約4000~5000km。方位覆蓋±60°、仰角覆蓋約0~105°的效率較高的電子管或固態有源相控陣雷達,可執行對多彈頭的預警,是預警雷達的發展趨勢。但它仍不能在外空識別真假彈頭,尚需與預警衛星配合使用,以實現全面而可靠的預警。
主要特點
預警雷達屬于一種遠距離搜索雷達,一般都采用12兆瓦以上的超高發射功率、高幾十米、寬幾百米以上的電掃描天線陣列,工作頻率在超高頻和甚高頻波段,用以減少大氣吸收的損耗。因此作用距離可達幾千千米,再配上相應的超級計算機數據處理系統,能在搜索的同時跟蹤100~200個目標。
應用領域
預警雷達主要用來發現遠、中、近程彈道導彈,測定其瞬間位置、速度、發射點和彈著點等關鍵參數,能為最高軍事機關提供導彈預警情報。
代表型號
預警雷達包括7010超遠程相控陣預警雷達和110單脈沖跟蹤雷達等型號。110超遠程跟蹤雷達可以探測到2000千米距離的空間目標。7010超遠程預警雷達則采用固定平面陣天線,可搜索距離3000千米。兩部雷達都曾對“天空實驗室”與“宇宙-1401”隕落過程進行跟蹤與落點預報。
"鋪路爪"遠程預警雷達,是典型的遠程預警雷達,路爪”是英文系統名PAVEPAWS的奇異翻譯。“PAVE”是Precision Acquisition Vehicle Entry-精確捕捉再入載具的縮寫,正好是英文單詞“鋪設”。“PAWS”是Phased Array Warning System - 相控陣預警系統的縮寫,正好是英文單詞“爪子”,所以組合起來被翻譯成“鋪路爪”這個奇怪的名字。其實它的正式型號是AN/FPS-115雷達。“鋪路爪”雷達可以根據執行的具體任務、監測目標的遠近等因素實現輸出射頻信號功率的自適應變化。
預警雷達OTH,又稱超視距雷達,它利用電磁波在電離層與地面之間的反射、或電磁波在地球表面的繞射來探測目標。OTH雷達一般工作在短波波段,工作頻率為3~30MHz。這種雷達最重要的優點是,能從電離層(高度80~360公里)到地(海)表面,全高度地探測空中目標(飛機、導彈)和海面目標(各種艦船),探測距離遠達800~3500公里,覆蓋面積大(單部雷達60°方位扇區可達560萬平方公里),具有天然抗低空突防、抗隱身飛行器、抗反輻射導彈等優點。它能使國土防空(海)的預警時間提高到小時級。
發展趨勢
多基聯合預警,提高體系對抗能力,通過單平臺的多傳感器信息融合、多傳感器的信息融合、有源 / 無源探測融合等一系列手段提升自身能力。同時,加強高低頻段的優勢互補,提高雷達的全息感知能力,強化對隱身目標的探測能力,并實現 “一機多能”。此外,還要為綜合電子戰、高數據率通信等功能提供相應的硬件基礎。
另外,隨著近年來雷達輕型化、小型化的不斷發展,對搭載平臺的要求也在持續降低。未來戰爭中,無人機必將成為預警、監視、偵察的最佳平臺,在信息化戰爭中發揮至關重要的作用。而且,無人機預警雷達探測平臺具有成本低、續航時間長、易艦載、不會造成人員傷亡等優點,這些都是其未來發展的突出亮點。因此,必須采用先進的雷達探測技術,加強相應的軟件技術支持,使預警雷達的發展更加靈活、精細、智能化。
參考資料 >
預警雷達.科普中國網.2025-02-08
典型相控陣導彈預警雷達-相控陣專題講座之四.我們的太空.2026-03-02
改變戰爭方式的武器:雷達.中國軍網.2026-03-02
唐駁虎:總結封島大軍演,全面暴露了臺軍的弱點.鳳凰網.2026-03-02
厲害!航天科工落戶荊州 建全軍預警雷達發展主平臺.湖北網臺.2026-03-02