346雷达技术方案的确立——052C型驱逐舰核心系统

梦想的种子一旦种下，在执着的环境中便会发芽。在获得"宙斯盾"舰能力目标的问题上，中国海军迈开的步伐要比大多数人想像中早得多。中国海军建造类似于"宙斯盾"系统军舰，也就是所谓的"中华神盾"舰，肇始于国产大型舰载固态相控阵雷达的研发酝酿。1984年，中国海军代表团飞抵大洋彼岸的美国，参观这个军事强国的部分海军装备以及太平洋舰队圣迭戈军事基地和海军工厂。代表团对当时最先进的"提康德罗加"级导弹巡洋舰上装备的四面阵相控阵雷达和导弹垂直发射系统艳羡不已。他们深感中国海军装备的落后，立志要研制出具有世界先进水平的现代化装备！

归国之后，旋即安排专家根据资料向海军装备技术部起草了相应的报告，引起了海军决策层的高度关注。1989年11月，海军舰载雷达研讨会在秦淮河畔的电子工业部第十四研究所召开。会上，为了满足舰载环境和使用要求，使中国海军装备上一个层次，十四所舰载雷达科研团队大胆提出一个全新体制的实现构想，也就是采用不同于"宙斯盾"系统无源相控阵雷达的固态有源相控阵体制。其基本构想是将采用S波段的4面阵有源多功能相控阵雷达系统，装在改进型的052B型驱逐舰舰体上。052B与采用美制LM2500燃气轮机的052型驱逐舰在舰体设计上有某种延续性，但改用乌克兰的燃气轮机机组和引进的俄制施利基区域防空导弹系统。

装备吊装装填的海红旗9舰空导弹贮运发射箱

由于052B主要目的是理顺舰体和乌克兰燃气轮机机组的关系，舰载系统实际上是简化型的，整舰带有试验性质，特别是舰体吨位带有一定的冗余度。所以052B改进型的排水量可以做得比当时的052B方案更大一些，足以容纳红旗9远程防空导弹系统的某种舰载版本，甚至还能装备较完整的反舰导弹系统并携带至少一架反潜直升机。从而在全舰综合作战水平上，向当时美国海军正在建造中的"阿利.伯克"级"宙斯盾"驱逐舰靠拢。14所提出的S波段有源相控阵雷达方案，正是将052B的舰体与红旗9远程防空导弹系统结合起来的关键。

1991年，14所提供给海军装备部初步方案是：按照052B舰体所允许的4X4米阵面面积，采用S波段约需要4000个左右的有源单元，探测距离可达300公里。这一指标对于海军装备部的影响是相当深刻的。要知道，海军装备部最早对改进型052B雷达系统所提出的距离指标也就是200公里，这因为海红旗9(HH-9)是航天系统的作品，根据其对HH-9火控制导体制的理解，他们向海军提出的一个C波段相控阵雷达方案构想在结合了052B改进型舰体对雷达重量、高度、阵面面积以及国内的材料和工艺水平等后，认为最大探测距离也就是200公里左右。

052B型驱逐舰首舰168号

不过，14所在加入052B改进型驱逐舰的整体论证后，在综合考虑全舰整体设计要求的情况下，向海军提出了一个由3456个有源单元构成，能够满足200KM搜索、探测要求的S波段相控阵主阵面加上一个小小的Ｃ波段HH-9导弹信标应达阵面的方案。但是，由于研制HH-9的航天系统认为，他们在研制052B相控阵雷达方面应该更有发言权。毕竟改进型052B的相控阵雷达主要就是为 HH9导弹服务的。所以，航天系统也组建了一个雷达团队与电子工业部的第14研究所竞争。

他们提出的方案就是前述的那个C波段多功能相控阵雷达。与电子工业部14所的方案相比，两个方案的差别首先在波段的不同上。众所周知，无线电波长与雷达性能密切相关，首先就是探测距离，众所周知，无线电频率越低，波长越大，S波段的频率大约是2-4GHZ，波长0.15-0.075米，而C波段的频率大约是4-8GHZ,波长0.0375-O.075，我们知道无线电波长越长，衍射能力越强，传播过程之中信号能量损失就越小，相应的探测距离也就越远。

中国早期"盾舰"的基本构想是将采用S波段的4面阵有源多功能相控阵雷达系统，装在改进型的052B型驱逐舰舰体上，用于红旗9舰空导弹的制导

波长也有自己的缺点，那就是波长越长，也会带来一系列问题，首先是天线增益，天线增益也是决定雷达探测距离的一个重要参数，天线增益与波长呈反比，也就是说天线孔径也一定的情况下，波长越长，天线增益也低，从而影响雷达的探测距离，不过天线增益与天线孔径呈正比，所以波长越长，天线孔径就需要增加，以提高天线的增益，来保证雷达的探测距离，波长越长也会影响雷达另外一个探测距离，那就是方位分辨能力，这是因为雷达分辨能力与波长呈反式，和天线孔径呈正比，换句说波长越大，就会影响雷达的分辨能力，这样就需要增加天线孔径来平衡。

天线孔径的增加意味着天线的重量和体积的增加，尤其是相控阵天线，它的天线结构和重量远大于普通天线，并且平面相控阵天线的扫描范围有一个限制，即扫描角度的增加，会造成波束的展宽和有效孔径投影区的降低，从而影响雷达的探测距离，因此平面相控阵天线的探测范围大约是 /-60度，这样一个天线只可能覆盖120度，三块天线才能实现全向的覆盖，对于水面舰艇来说，考虑到运动造成的扫描空白，还需要增加一个天线，所以我们看到宙斯盾舰艇一般需要四块天线才能保证全向的空域就是这个原因，天线重量的增加，由于它的距离舰艇的重心较远，力矩较大，这样会导致舰艇重心的上升，从而影响舰艇的稳定、快速和机动性能，所以这需要降低雷达的天线位置，因此我们看到宙斯盾舰艇的天线位置一般较低。

发射海红旗9远程舰空导弹的052C首舰

天线位置低则会产生另外一个问题，那就是雷达的视距，特别是对于低空目标的探测距离，我们知道现代反舰导弹多采用低空突防，末段掠海攻击目标，而雷达视距有两个参数，天线高度和目标高度，因此雷达天线高底越小，对于掠海目标的探测距离就越低，所以宙斯盾对于高空目标的探测距离达到300公里，但是对于掠海反舰导弹则只有30公里左右，只有前者的1/10。

由此我们知道，14所选择S波段，最关键的就是保证探测距离，考虑到防空舰艇是为了海军机动作战编队提供防空屏障，自然是探测距离越远越好，但是这样做就需要采用更大的天线，来保证天线增益和雷达分辨率，为了保证舰艇的性能，相应的就需要降低天线的安装位置，增加舰艇的排水量，航天系统选择C波段的原因也非常简单，那就是控制天线的体积和重量，从而降低对于舰艇吨位的要求，这在当时国家实力还比较有限的情况下显然有着非常现实的意义，不过付出的代价也就是整体性能受到限制，尤其是探测距离降低。

不过，航天系统的雷达团队是搞跟踪雷达出身，对多功能多目标相控阵雷达的研制缺乏经验，也缺乏理解。所以14所指出，航天系统提出的Ｃ波段雷达在多功能多目标情况下，连200KM的搜索距离都保证不了，更不用说跟踪了。经两次论证后，海军装备部负责052B舰的项目组倾向于14所的方案。并且表示对14所有信心， 因为14所是国内唯一的曾经成功研制出多功能多目标相控阵雷达的单位。拥有一个庞大的，各专业健全的，并具备实际经验的系统团队。从1991年10月开始，14所也开始抽调精兵强将进行全面的雷达总体设计调整和详细论证，利用计算机对雷达的各种可能的工作模式和各项指标要求进行计算和仿真模拟，找出最合理的能量分配（时间分配和功率分配）方案，力争在最短的时间里突破关键技术。

按照海军当时的构想，雷达方案应该尽可能快的确定下来，并在3-5年后就能够达到装舰状态。海军在21世纪前就有可能获得第一艘性能接近于美国海军"阿利.伯克"级"宙斯盾"舰的驱逐舰，从而在装备性能上获得一个跃进。可惜，好事多磨。由于各种错综复杂的原因。此后052B改进型的相控阵雷达方案选型论证，仍然在航天系统团队的C波段方案和电子工业部14所团队的S波段方案间徘徊了好几个月的时间，直到1992年7月才正式结束。

第三论证正式认可了14所的S波段有源相控阵雷达方案，并对方案指标进行了重新调整：比如，从雷达的实战要求出发，将雷达搜索覆盖距离定在了大于等于300Km的指标；阵面有源单元由3456 个增加到4768个；并对阵面的重量，散热，可靠性，可维护性，及将来生产工艺的国产化率都进行了严格的审核。此后，14所雷达团队又与052B改进型舰的整体设计单位进行了对接，对改进型052B型驱逐舰的结构和重心，要求抗风浪的能力，舰艇发动机的能力，舰艇进攻，转弯和撤退的速度要求等进行了了解。

特别是对舰艇抓总单位预计分配给4面阵的面积，重量，厚度，及雷达舱内的大致安排情况进行了沟通。一起讨论了将来阵面在舰上的摆放位置和角度、冷却系统的设想，电磁干扰的影响，以及与其他武器装备（简称"武备"）系统效能发挥的影响等等的细节。此外，14所雷达团队还与其他舰用设备相关单位进行了沟通，对雷达的舰用计算机（海上的振动，腐蚀强度是极大的），罗经仪（精度，相应时间）等设备进行了调研，这些都与雷达系统的设计有密切的关联。

传统上，中国海军的新舰设计中，舰体、动力设计是主导，作战系统只是一个关键子系统。但052B改进型驱逐舰的舰载系统却高度复杂，整个军舰的设计必须要围绕舰载系统展开

中国发展“盾舰”历程——外国系统的引进与宙斯盾带来的触动