聚焦美军远程识别雷达

2021年12月6日，美国国防部宣布位于美国阿拉斯加州克里尔基地的“远程识别雷达”（Long Range Discrimination Radar，LRDR）正式投入使用。这款新型远程预警雷达将成为美国弹道导弹防御系统的中坚力量，对来袭目标进行跟踪、识别，并引导陆基中段拦截弹进行有效拦截。与以往同类型雷达不同的是，LRDR首次在远距离实现对弹头和诱饵的精确区分，这将有助于节省宝贵的中段拦截弹。LRDR还为应对高超声速武器的威胁预留了一定升级空间，真正实现了美军在远程探测领域多功能、高精度的预期目标。

LRDR项目最早源于2015年美国导弹防御局与洛克希德·马丁公司签署的一份研制协议，开发和部署成本共花费15亿美元。美军现有的预警雷达无法做到对探测距离和精确识别的兼顾：“铺路爪”、“丹麦眼镜蛇”预警雷达尽管探测距离较远，却存在无法有效识别目标的问题；X波段雷达虽然实现了对目标的有效识别，但在探测距离和生存性能上差强人意。美军急需一款既能够远程探测、又能精确分辨来袭目标的新型导弹预警雷达，为此，LRDR应运而生。历经6年研制，LRDR终于在2021年12月形成初始作战能力。LRDR堪称美军现役最大雷达，其18米×18米的巨型天线阵列令其他雷达望尘莫及。与美军其他预警雷达相比，LRDR可谓“全新”：

LRDR摒弃了现有美军预警雷达普遍采用的P、L和X波段，创造性地采用了相对小众的S波段。S波段是指频率范围在2—4GHz的电磁波频段，与P波段、L波段雷达相比，S波段雷达对目标识别精度更高；与X波段雷达相比，S波段雷达跟踪距离更远，战场生存力高。LRDR雷达具有两个雷达阵面，每个阵面的探测视角可达120度，整个系统可探测240度范围的目标，超越了美军海基X波段雷达的视角范围。LRDR还引入了S波段双极化测量体制，能够获取目标形状的信息。目标形状信息的获得有助于对弹头和充气诱饵的区分，提升了拦截水平。

LRDR采用氮化镓（GaN）作为雷达的材料。氮化镓的高频高功率性能优异，具有优良的高压导电性能。氮化镓芯片的能量密度是砷化镓芯片的5-10倍，同等输出功率下，氮化镓雷达的雷达阵列可以做到更小的尺寸。同等条件下，相同阵列规格的氮化镓雷达可实现50%的额外探测距离，并将搜索能力提高至原来的5倍。氮化镓材料的采用，使得LRDR实现了高起点，LRDR的设计探测距离可达5000千米，远超X波段雷达，实现了真正的远程。

LRDR采用了模块化设计的思想。按照洛克希德·马丁公司的设计，LRDR的天线阵列由众多“子阵列”组成。子阵列承担接收、发送信号的任务，其组成的面板构成整个雷达阵列，每个子阵列相互独立，整体构成雷达阵面本体。LRDR共安装了5816个这样的子阵列，一个雷达阵面拥有十个面板，每个面板都拥有独立的冷却管道，面板可以根据任务需求调整子阵列数量，进而整合成不同类型的雷达。

根据分工不同，各个面板所拥有的子阵列数目也不尽相同。子阵列互相独立，有助于雷达可靠性的提高。当一个子阵列发生故障，无需停用其他子阵列即可实现对故障子阵列的更换。模块化阵列设计提高了雷达的生存力和战斗力，使得LRDR在执行作战任务时也能够完成对自身故障部件的更换，做到了对目标进行全天候、全任务周期、无间断的跟踪监视。

LRDR还引入了开放式架构平台。开放式架构平台不仅整合了美军现有的弹道导弹防御算法，还将软件和洛克希德·马丁公司的“Open GaN Foundry”固态雷达模型有机统一。开放式架构平台还为美军高超声速武器拦截系统的软件接入预留了空间，提高了雷达在软件系统领域的可扩展性和可兼容性，实现了LRDR的多功能化。

LRDR的硬件性能有了质的提升。美军现役海基X波段雷达只有单面阵，虽然能够精确识别假目标和真实弹头，但是观察范围过于狭窄，仅有30度。X波段雷达的高昂造价同样限制其部署数量。美军现役的AN/TPY-2型雷达虽然性能不俗，却由于体积原因存在探测距离近的问题，无法满足美军进行洲际弹道导弹预警的需求，仅能满足美军末端防御任务所需，无法支撑起引导中段拦截的重任。LRDR广泛采用了AN/TPY-2雷达的成熟技术，并将雷达阵面做大、采用氮化镓材料以及将工作频率改为S波段。S波段的选择同样受到一定争议：根据2018年《约翰·霍普金斯APL技术摘要》，美军认为“对于LRDR，选择S波段是一个折衷方案：在相同的灵敏度和覆盖范围下，S波段经过评估可提供比X波段低得多的成本，并且具有可接受的性能。研究分析表明，尽管X波段的目标识别表现会更好，但仍不足以证明X波段相比S波段具有性价比的优势。”S波段的探测精度较X波段有一定下降，但也能完成对来袭目标的真假分析，并大幅增长探测距离，实现了美军的预定目标。通过对硬件的升级，LRDR实现了对美军现役预警雷达的性能碾压。

与前几代预警雷达相比，LRDR的软件水平实现重大跨越。弹道导弹防御与高超声速武器拦截，对美军的防御体系的整合提出了更高要求，体系中的各个部分通力合作，实现对弹道导弹/高超声速武器的全过程监视。作为中段部分的监视雷达，LRDR必须做到体系兼容和雷达联网的有机统一。多部雷达分布式联网，有利于对目标更好地进行监控，提高拦截效率，为此LRDR着重强调了与其他雷达进行情报共享和数据交流的能力。LRDR将集成到美军弹道导弹防御指挥和控制系统中，并将协助评估威胁，以更有效地激活陆基系统拦截目标。

LRDR还改进了美军现有远程预警雷达的跟踪算法，通过算法改进，LRDR初步实现了对较低弹道的探测，暂时缓解了目前美军在高超声速武器跟踪领域的紧张局面。软件水平的提高带来了对真假目标的甄别能力的飞跃，开放式架构为各种算法的整合提供良好支持，便于在软件领域实现更新迭代。美军着眼算法更新、体系建设、数据共享，从软件角度提升了LRDR的战力。优秀的软件体系，离不开硬件的性能支持；硬件需要软件才能激发出潜在实力，软件和硬件设计相辅相成，美军着眼未来威胁设计，同时在雷达体系中预留了升级空间。

目前，LRDR正在进行与美军现有指挥体系的集成与调试工作，预计到2023年，LRDR将正式形成完整作战能力。届时，LRDR将不再隶属美国导弹防御局，而是被纳入美国太空军的管辖之下。

值得警惕的是，LRDR还肩负起美国海外反导体系建设的重任。日本已对LRDR提出浓厚兴趣，希望引进整套LRDR系统。LRDR的引进将进一步提升日本的反导预警能力，强化其作为美国海外反导网络关键节点的地位。日本的这一举动将会引发邻国不安，对东北亚的局势产生不利影响，进而导致地区军备竞赛的白热化。

虽然LRDR的实际作战能力仍有待验证，但是以LRDR为代表的美军新一代远程预警雷达，将逐步取代老旧型号，成为美军的中坚力量。在不远的未来，LRDR还将在美国盟国批量部署，成为美国全球反导体系的重要组成，对国际安全和战略稳定产生深远影响。

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