雷達與飛彈導引原理

更新於 2024/04/22閱讀時間約 3 分鐘
軍用雷達與防空飛彈導引的概念。

雷達波段以波長跟頻率區分,從長波長低頻率到短波長高頻率區分,常用的有L波段、S波段、C波段、X波段、Ku/K/Ka波段。相同功率下,長波雷達的尺寸大看得遠看得模糊,省電低功率,所以用旋轉式就可以有很好的預警效率,因為搜索距儀遠,旋轉速率慢也夠用。短波雷達尺寸小看得近看得清,但是要高功率耗電,旋轉式得轉速快,不然就有一堆空檔,所以才發展出固定式平面陣列雷達,四面一次都給你看得清清楚楚,可是用電需求也提高更多。

而短波雷達要加強搜索距離還有一個方法,就是把用電功率再提高,用高電壓把電波打得更遠,這就更吃雷達組件的性能,不耐用的話一下就會燒掉。台灣樂山的鋪路爪雷達就是X波段,卻可以看到5,000公里外雷達截面積10平方公尺的目標,而對飛彈等截面積較小的目標,也有1,500公里偵測距離。

夾在中間的C波段,看遠的不夠距離,看近的不夠清楚,所以多半是低威脅度軍艦配備,比如LCS、美國海岸警備隊的傳奇級在使用,日本最上級也是使用C波段四面固定式AESA雷達。

要看更遠的防空艦,以前是用L波段雷達,但是無法確定高度跟目標物特徵,只能看到區域性目標。而中遠距離要鎖定飛機,至少要S波段才夠精確,然後用強力的X波段射控雷達中途上鏈傳輸資料,再進行最後的歸途導引。以派里級當例子,使用標準一型半主動雷達導引飛彈時,先由SPS-49的L波段機械式旋轉雷達發現目標的大略方向,然後由X波段STIR-240照明雷達去搜尋照射目標,全程導引標一飛彈的雷達接收目標回波,直到擊中目標,優點是精準度提高很多,但是接戰速度極慢、一次只能一枚。

提康德羅加級跟伯克級的神盾艦,一樣是半主動的標準二型飛彈,則是用SPY-1的S波段PESA雷達搜尋目標,可以同時確定高度與定點,再由神盾系統判斷優先順序接戰,發射標二後以慣性導引(可大幅度提升射程),中途用X波段的AN/SPG-62射控雷達上鏈,並在最後進行歸途導引擊中目標。神盾系統能夠同時掌控上百個目標,並挑選一定數量進行同時攻擊,所以SPG-62都有兩三座,好加大導引能量,並且不用全程照射,再配合Mk41垂直發射系統,才能同時接戰更多目標,不被機械式發射臂侷限發射數量。

主動雷達飛彈就是省掉X波段的最後射控這部分,然後用S/X波段雷達中途上鏈,缺點是最後導引要靠飛彈上面那個小小雷達自己來,誤射的機率較高,所以美軍過去是比較相信半主動雷達的精準度跟彈性(麻雀、標一、標二)。但隨著晶片科技發展,主動導引雷達跟AI性能提升,價格下降,讓更多飛彈(AIM-120、天劍二、天弓三、愛國者三、標六)都改用主動雷達導引,增加飛彈運用的彈性。

而電戰反制如果是要騷擾搜尋,大概是對S波段下手,對你的雷達發射相同波段的訊號,讓螢幕一片雜訊。如果是要干擾射控鎖定,就會對X波段以下動手。L波段是預警雷達,得靠匿蹤外型,比如B-2那種,讓你遠遠的還是看不到或無法辨認大小,然後就被忽略了。
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