SBX雷达能力研究∗

（91550部队41分队 大连 116023）

1 引言

美国海基X波段雷达（sea-based X band radar，SBX）是目前世界上最大的X波段相控阵雷达，是美国导弹防御系统地基中段防御（GMD）计划的重要组成部分，主要用于探测和跟踪弹道导弹，并直接向美军导弹防御体系中的指挥、控制系统实时传输信息。同时，SBX是美国海基高空导弹防御系统的组成部分，为海上宙斯盾系统提供目标早期预警以及拦截效果分析［1］。本文在整合各方面资料对SBX雷达进行介绍的基础上，对SBX雷达的相关参数进行分析，最后根据SBX雷达的实际应用对其作战效能进行评估。

2 SBX雷达概述

SBX雷达全重2000t，雷达天线罩直径72m，天线罩采用高科技合成材料和新工艺制成，可以抵御速度为208km/h时速的大风，整个雷达系统耗资8.15亿美元。

海基X波段雷达安装在一个挪威设计、俄国制造的第五代半潜双船体钻油平台［2］。整个系统排水量达50000t，相当于一艘中型航空母舰。平台底部有2个平行船体，每个船体上有3根巨大支柱，共同支撑着该平台，仅旋转平台的重量就高达2400t。平台上是一个白色巨型球状雷达。从海面到雷达顶部多于80m，相当于28层楼的高度。整个雷达平台长约120m，宽约70m，面积超过一个足球场，共有65～80名工作人员。半潜式平台的推进器采用6台3.6MW发电机（12缸Caterpillar柴油机），安置在左右2个舱内。

SBX部署在阿拉斯加的阿留申群岛的艾达克岛，可以追踪到在朝鲜和中国以及俄罗斯上空的导弹，如图1所示，凭借动力系统，该平台能以10～13节速度航行，也可以漫游太平洋以侦测弹道导弹的入侵。

图1 SBX雷达

SBX包括四个主要的子系统：雷达平台、X波段雷达（XBR）、在飞拦截弹通信系统（IFICS）、数据终端以及陆基中段防御（GMD）通信网络，还包括发电站和其他雷达系统配套设施。

SBX能够发现、跟踪导弹，监控导弹的实时弹道数据，通过IFICS将数据传达给指挥中心，由指挥中心判断是否为来袭目标，并指挥陆基拦截系统发射拦截武器。在此过程中，SBX对拦截效果进行评估，并将评估报告传回指挥中心。从整个作战过程来看，SBX雷达需要完成对来袭目标的早期截获、稳定跟踪、对诱饵和弹头进行分辨，提供精确的杀伤效果评估。

3 有源相控阵天线参数分析

SBX雷达采用有源相控阵列技术，以及最先进的雷达信号处理技术，可以提供详细的弹道导弹跟踪和识别信息。

图2 有源相控阵天线

SBX雷达工作频率在X波段（8GHz～12GHz），通常认为其操作中心频率为9.5 GHz，相应的其波长为0.0316m（1.2英尺），带宽为1 GHz。

如图2所示，SBX雷达天线为有源相控阵天线，呈八角形平面阵列，直径17.8m，相应的束宽为

天线阵列面积高达249m2，占地384 m2。拥有45056个X波段传输/接收（T/R）模块。

根据评估，SBX上的T/R模块最大功率为10W，平均功率2W。整个雷达的峰值功率将达到450kW，平均功率90kW。

据官方描述SBX的探测距离达到4800km，虽然在最大距离的RCS不能精确的确定目标。

各方面对SBX能力的标准评价为“可以在4000km的距离探测和区别一个棒球大小的物体”。一个棒球大小的金属球体（直径7.4cm）的雷达散射面积大概为

MDA（美国导弹防御总局）还声称在相同环境下SBX雷达可以检测到一个高尔夫球大小的反射物体［3］。

SBX雷达上的天线T/R模块间距比一般的相控阵雷达的天线宽。SBX雷达在249 m2的有效阵列面积上有45056个模块，平均下来每个模块的面积为55.3 cm2，假设雷达频率为9.5GHz，则每个模块的间距为7.43cm，从而得到：

根据文献［4］对于平面阵列：

其中θ为主光束的扫射角，n为一个整数，对于主光束来说n=0。

则平面阵列模块间距较宽的雷达，最大扫射角θM可以简化为

将式（3）带入，计算得最大扫射角为

SBX雷达的T/R模块间距（d=2.35λ）比原型地基雷达（GBR-P d=2.50λ）小。MDA声称GBR-P的视场角为25°（±12.5°）。相对GBR-P较窄的模块间距，SBX雷达的视场角略微大于±12.5°。

为了弥补视场角（EFOV）比较小的缺点，将SBX雷达天线安装在旋转机构上，进行机械扫描，使得阵列天线方位可以旋转±178°，仰角 2°～90°。由于机械扫描的效率较低问题，EFOV的限制还是会影响SBX雷达检测和识别覆盖角度超过25°的目标的威胁。

有源相控阵天线相关参数总结如表1。

表1 有源相控阵天线相关参数

4 SBX作战性能评估

从2002年导弹防御局开始筹建SBX雷达，至今SBX已经进行了上百次试验［5］。SBX在建造初期被寄予厚望，但随着测试的进行，不断暴露出各种问题，美国的一些军方人士在内的有关军事专家不断对其提出质疑。表2为SBX雷达发展的主要事件时间表。

表2 SBX雷达发展历程

值得关注的是，2006年7月5日，SBX雷达捕捉到朝鲜接连发射了7枚“大浦洞2号”导弹，并测算出导弹的相应数据。整个过程仅用了41s，这充分显示了其距离远、反应迅速等作战效能。

在美国国家导弹防御系统中SBX起到了至关重要的作用［6］。从作战过程看，早期预警雷达由于工作频率低（大约440MHz，对应的波长大约0.68m）、带宽受到限制，导致最小距离分辨率过大，超过5m，过低的分辨能力导致该型雷达仅能将目标分为潜在威胁（弹头、诱饵、助推级等）和非威胁（小残骸），不能进一步区分弹头和诱饵［7］。虽然海基宙斯盾系统中的SPY-1雷达和陆基THHAD系统中的TPY-2雷达能够突前机动部署，为远程预警雷达在距离分辨率方面提供支持［8］，但它们威力有限，仅能观察从北朝鲜和伊朗发射的弹道导弹早期弹道。因此，作为唯一具备高分辨测量能力的超大型雷达，SBX在整个GMD系统中起到了至关重要的作用，被寄予了极大的期望。从整个拦截过程来看，SBX雷达需要完成对来袭目标的早期截获、稳定跟踪，对诱饵和弹头进行分辨，并提供精确的杀伤评估效果。

但目前其能力现状已与雷达建设的初衷和期望相距甚远。从2004年GMD系统发挥作用以来，之后的9次飞行试验中，只成功拦截4次包含诱饵的导弹目标［9］。

2007年3月的FTX-02拦截试验中，SBX雷达的软件系统出现故障［10］，没有为拦截武器提供精确的指示信息，“表现的并不理想”。在2010年1月的FTG-06拦截中，SBX作为唯一的一部雷达误将飞行器助推器间歇性燃烧喷出的一块固体燃料当作目标，导致试验彻底失败［11］。2011年3月升级改造之后，SBX雷达参与了多项试验任务，但由于其不断暴露各种问题，发展地位降至“有限试验辅助”。2014年6月的FTG-06b试验，在SBX指挥下，虽然拦截成功，但拦截评估结果没有成功送达系统控制指挥中心（C2BMC）［12］。

SBX雷达探测视角窄、部署时间较长、维修保养时间长、成本较高、安全问题等突出问题使得其一直处于“有限测试和运营支持”的状态。

2017年6月，美国导弹防御局（MDA）决定投入上千万美金，对SBX雷达进行任务整合，以验证升级的识别能力和空间碎片缓解能力。这也标志着该计划的重新启动［13］。

5 结语

SBX雷达具备探测距离远、探测精度高、有一定的抗干扰性，并能为导弹防御指挥控制系统提供非常精确的信息等优势。如果能解决SBX雷达探测视角窄、部署时间较长、成本较高等问题，将使其成为美国导弹防御的超级助力。