美國2020財(cái)年軍費(fèi)申請(qǐng)于近期推出，美國媒體表現(xiàn)總體冷靜，國內(nèi)媒體則比較興奮。筆者在本專欄的軍費(fèi)系列中討論過：“美國軍費(fèi)出臺(tái)過程漫長，涉及部門利益復(fù)雜，且極易受到不同機(jī)構(gòu)乃至個(gè)人的意識(shí)形態(tài)和政策偏好影響?！?/p>

當(dāng)前這一步只是軍費(fèi)出臺(tái)過程十余個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)，具有參考性卻沒有決定性。再者，雖然特朗普的擴(kuò)軍意圖很強(qiáng)，但是考慮到通脹率等因素，軍費(fèi)實(shí)際增長有限，而由于政黨政治、程序政治、債務(wù)水平等等，進(jìn)一步增長的壓力也很大。

此次軍費(fèi)申請(qǐng)中，導(dǎo)彈防御局便屬于出現(xiàn)了削減的部分（美國的一體化防空反導(dǎo)體系還有其他經(jīng)費(fèi)由各軍種申請(qǐng)），從2019財(cái)年實(shí)際到賬的100億回落到90億水平。導(dǎo)彈防御局具體打算怎么花這筆錢不在本文討論范圍。承接反導(dǎo)系列上一篇所談的衛(wèi)星系統(tǒng)建設(shè)，本文將繼續(xù)討論美國反導(dǎo)傳感器網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。

為了提高中段反導(dǎo)的預(yù)警水平和制導(dǎo)能力，美國正在建造和部署一系列新型陸基反導(dǎo)預(yù)警雷達(dá)，并重點(diǎn)覆蓋亞太方向，包括：遠(yuǎn)程識(shí)別雷達(dá)（LRDR），夏威夷國土防御雷達(dá)（HDR-H），太平洋國土防御雷達(dá)（HDR-P）和日本引進(jìn)陸基宙斯盾所使用的洛克希德?馬丁固態(tài)雷達(dá)（SSR）。

在執(zhí)行和實(shí)現(xiàn)這些計(jì)劃過程中的取舍與權(quán)衡，體現(xiàn)了美國維持其全球軍事霸權(quán)和領(lǐng)先地位的決心與挑戰(zhàn)。而任何武器系統(tǒng)、作戰(zhàn)體系和戰(zhàn)略謀劃，都是在能力要求、實(shí)現(xiàn)條件與成本代價(jià)之間取舍與平衡的系統(tǒng)工程。

天地聯(lián)動(dòng)的反導(dǎo)預(yù)警網(wǎng)絡(luò)

美國反導(dǎo)預(yù)警體系由天地一體的傳感器（雷達(dá)、衛(wèi)星）網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，共同支撐著跟蹤、識(shí)別、制導(dǎo)、攔截和評(píng)估鏈條：

首先，由天基傳感器網(wǎng)絡(luò)提供早期預(yù)警信息，通過反導(dǎo)指揮控制、作戰(zhàn)管理與通訊系統(tǒng)（C2MBC）向地面預(yù)警雷達(dá)發(fā)出引導(dǎo)信息，由美導(dǎo)彈預(yù)警中心、巴克利地面站通過C2MBC統(tǒng)一掌握各種信息、統(tǒng)籌反導(dǎo)任務(wù)；

接下來，由陸基遠(yuǎn)程警戒雷達(dá)根據(jù)早期預(yù)警信息對(duì)目標(biāo)進(jìn)行探測和跟蹤；

根據(jù)遠(yuǎn)程雷達(dá)收集的信息，C2MBC對(duì)目標(biāo)彈道和落點(diǎn)進(jìn)行估算；

在此基礎(chǔ)上不同位置的預(yù)警雷達(dá)對(duì)目標(biāo)彈道進(jìn)行精確計(jì)算，并對(duì)彈頭和誘餌進(jìn)行識(shí)別區(qū)分；

C2MBC在這些信息基礎(chǔ)上進(jìn)行威脅評(píng)估，判斷是否需要攔截；

攔截嘗試后對(duì)殺傷效果進(jìn)行評(píng)估，并根據(jù)評(píng)估結(jié)果決定是否需要再次攔截。

這一鏈條的每一環(huán)都非常關(guān)鍵。而能否打到首先取決于能否看得到、看得清、跟得住，陸基大型雷達(dá)是實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)不可缺少的部分。

陸基雷達(dá)網(wǎng)

美國目前的陸基預(yù)警雷達(dá)系統(tǒng)包括“鋪路爪”系列遠(yuǎn)程警戒雷達(dá)（PAVE PAWS）、“丹麥眼鏡蛇”預(yù)警雷達(dá)（COBRA DANE）、這些雷達(dá)的升級(jí)版本“升級(jí)型早期預(yù)警雷達(dá)”（UEWR）、海陸基X波段雷達(dá)（?；鵛波段雷達(dá)SBX、前沿模式部署的AN/TPY-2雷達(dá)），此外還包括攔截系統(tǒng)的制導(dǎo)雷達(dá)如艦載“宙斯盾”的AN/SPY-1雷達(dá)、“愛國者”的AN/MPQ-53/65雷達(dá)、“薩德”的終端部署模式AN/TPY-2雷達(dá)。

由于以上的固定大型遠(yuǎn)程警戒雷達(dá)工作在頻率較低的P、L波段，帶寬有限，無法對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別與區(qū)分。它們只能對(duì)威脅與否進(jìn)行粗糙分類，但達(dá)不到區(qū)分、識(shí)別目標(biāo)所需的距離分辨率（兩個(gè)目標(biāo)處在雷達(dá)同樣方位角卻距離不同時(shí)，可以被雷達(dá)區(qū)分的最小距離）。由于距離分辨率與帶寬成反比，帶寬與頻率成正比，因此頻率越高的雷達(dá)其距離分辨率的值越小，也就是能夠區(qū)分更小的目標(biāo)。因此，在目前的反導(dǎo)陸基雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)中，識(shí)別目標(biāo)的任務(wù)主要依靠X波段雷達(dá)。但是SBX與AN/TPY-2都有自身的局限。

SBX本質(zhì)上是個(gè)實(shí)驗(yàn)品，主要目的是技術(shù)測試，問題非常多，可靠性不足，其中一個(gè)大問題是其電子掃描的視場（FOV）非常有限。雷達(dá)識(shí)別目標(biāo)通過三個(gè)信息 —— 方位角、俯仰角、距離，對(duì)于戰(zhàn)術(shù)級(jí)別、作戰(zhàn)對(duì)象為大氣層內(nèi)空氣動(dòng)力目標(biāo)（飛機(jī)、巡航導(dǎo)彈等）的監(jiān)視和預(yù)警任務(wù)而言，俯仰和方位角的要求范圍較小，但是對(duì)付彈道導(dǎo)彈和未來的高超聲速載具這種空間高速目標(biāo)時(shí)則不然。由于后者的高仰角再入特點(diǎn)，預(yù)警雷達(dá)視場角需要足夠大，還要對(duì)大仰角觀測時(shí)的天線增益損失而導(dǎo)致作用距離降低進(jìn)行彌補(bǔ)。SBX看得足夠遠(yuǎn)，但其視場角僅有0~25度，相比美國其他陸基預(yù)警雷達(dá)的0~120度。SBX的“眼光”過于“狹隘”，無法處理再入大氣層時(shí)大角度分開的多彈頭或彈頭與誘餌分離后的多目標(biāo)。

AN/TPY-2是非常好的雷達(dá)，無論是部署為終端模式（作為“薩德”的火控雷達(dá)）還是前沿模式（全球中段反導(dǎo)傳感器網(wǎng)絡(luò)一部分），都是美國戰(zhàn)區(qū)、戰(zhàn)略反導(dǎo)體系中的優(yōu)質(zhì)資產(chǎn)。美國在日本、土耳其、以色列和卡塔爾以前沿模式部署了五部該型雷達(dá)，相對(duì)于終端模式，以前沿模式部署的AN/TPY-2可以對(duì)目標(biāo)“多看兩眼”，也就是延長其照射目標(biāo)的駐留時(shí)間（波束駐留時(shí)間是雷達(dá)工作的最小不可分時(shí)間單元），因此能夠看得更遠(yuǎn)更清楚。但是在美國全球遠(yuǎn)程警戒網(wǎng)絡(luò)中，它看得還是不夠遠(yuǎn)。

由于SBX和AN/TPY-2的局限，導(dǎo)彈防御局在2015財(cái)年預(yù)算申請(qǐng)中開始啟動(dòng)LRDR的研發(fā)和部署計(jì)劃。但是，LRDR卻有著名與實(shí)不夠相符的尷尬。

差強(qiáng)人意的識(shí)別能力

用一個(gè)詞來形容LRDR，那便是差強(qiáng)人意。東西絕對(duì)是好東西，但不是最理想的，是權(quán)衡、取舍不同要求和限制的產(chǎn)物。

LRDR計(jì)劃于2020年部署在阿拉斯加，耗資10億美元，任務(wù)定位是補(bǔ)強(qiáng)反導(dǎo)傳感器網(wǎng)絡(luò)的精確跟蹤與識(shí)別能力，正如它的名字那樣“遠(yuǎn)程識(shí)別雷達(dá)”。但是由于LRDR工作在S波段，頻率范圍為2-4 GHz，識(shí)別能力是要打折扣的。X波段加多普勒模式是加強(qiáng)美國全球中段反導(dǎo)識(shí)別能力的最理想拼圖，而LRDR則是折中產(chǎn)物。

關(guān)于這方面的內(nèi)容，國內(nèi)媒體及自媒體近年來已經(jīng)關(guān)注到了一些較新的公開信息與分析渠道，例如康奈爾大學(xué)研究員劉易斯和馬里蘭大學(xué)研究員桑卡蘭的博客（筆者與劉易斯在反導(dǎo)與地緣問題上也保持著溝通和學(xué)習(xí)）、約翰?霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室的文摘簡報(bào)（洛?馬公司在反導(dǎo)方面的合作方）等。不過在這些渠道的分析中有些內(nèi)容也是存在春秋筆法的?；诶走_(dá)的基本原理、國內(nèi)軍地對(duì)此問題的研究和美國反導(dǎo)的需要與條件，我們可以有一個(gè)更加清晰的判斷。

根據(jù)洛?馬官方信息，LRDR將有兩面280平方米左右的天線陣列，每一面由十個(gè)陣列板面組成。這個(gè)面積比宙斯盾系統(tǒng)的SPY-1雷達(dá)大20余倍，大于SBX、小于UEWR。LRDR天線采用新的氮化鎵芯片（GaN）收發(fā)組件（T/R組件），而AN/TPY-2雷達(dá)則是較老的砷化鎵（GaAs）組件。在相同孔徑下，氮化鎵組件具有更大的發(fā)射功率、更強(qiáng)的抗干擾能力、更穩(wěn)定的可靠性，在實(shí)現(xiàn)同樣性能的基礎(chǔ)上減小了成本。

省錢也的確是LRDR開發(fā)中的一大考慮。在該項(xiàng)目上與洛?馬公司合作的約翰?霍普金斯大學(xué)曾明確承認(rèn)LRDR選擇S波段是一種妥協(xié)，希望在保持靈敏度和視野基礎(chǔ)上，通過S波段達(dá)到“可接受”的性能，而其成本要比X波段系統(tǒng)低得多。如果采用X波段，這種新型雷達(dá)的識(shí)別性能固然會(huì)更好，但是在性能與成本的平衡中，美軍選擇犧牲一部分性能。

無論是LRDR還是沒有被實(shí)施的X波段雷達(dá)方案，都是不便宜的。貴在哪里？在T/R組件。其實(shí)對(duì)于所有相控陣?yán)走_(dá)來說，成本主要都在T/R單元上。

LRDR的氮化鎵組件在一定程度上抵消了一部分成本，保證S波段上的平均功率大于SBX以及AN/TPY-2的砷化鎵組件。而雷達(dá)波長越短、頻率越高，在同樣孔徑條件下所需的單元數(shù)量便越多。若是要保證同樣水平的信噪比、靈敏度和視場，X波段雷達(dá)需要的T/R組件數(shù)量對(duì)比S波段會(huì)成倍增長。

反過來說，如果T/R組件數(shù)量不夠、間距過大，便會(huì)造成雷達(dá)掃描角度減小。角度不到正負(fù)60度被稱為有限視場（LFOV）雷達(dá)，能夠達(dá)到正負(fù)60度可稱為全視場（FFOV）雷達(dá)。當(dāng)然，雷達(dá)并不是看得越寬越好，掃描角度增大會(huì)帶來更大損耗，因此戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù)雷達(dá)如SPY-1雷達(dá)的較新型號(hào)便需要能夠從FFOV轉(zhuǎn)變?yōu)長FOV。

SBX也是一種有限視場雷達(dá)。但是導(dǎo)彈防御局希望新的預(yù)警雷達(dá)擁有全視場能力，因此如果工作在X波段上，T/R組件的數(shù)量是省不下來的。S波段與X波段相比，如果固定T/R組件數(shù)量要求，前者可以成為全視場雷達(dá)，而后者則要么做不大要么只能擁有更小的孔徑。這樣的話，在同樣組件數(shù)量下，S波段看得更遠(yuǎn)、信噪比更高，并能達(dá)到同樣水平的波束寬度和天線增益。

這是美軍可以接受這種取舍的原因。但無論如何，X波段雷達(dá)的距離分辨率要優(yōu)秀得多，能夠達(dá)到15-25厘米級(jí)別，而S波段雷達(dá)只能夠?qū)崿F(xiàn)50-100厘米。

美軍不差錢是真的。同時(shí)美軍也是真的差錢。攤子鋪得太大，面面俱到無法實(shí)現(xiàn)。美國反導(dǎo)陸基導(dǎo)彈網(wǎng)的更新計(jì)劃體現(xiàn)了其在維持全球霸權(quán)方面的決心與能力。有舍才有得，有取必有舍，小到一個(gè)裝備構(gòu)型，大到國家安全戰(zhàn)略規(guī)劃，都是這樣運(yùn)行的系統(tǒng)工程。