運-20運輸機無疑是最近國內熱議的“明星”軍機。在日前央視報道的新聞中，空軍運-20飛行員提及，未來在運-20基礎上還將發展預警機、加油機等機型。這引發了外界對未來大型預警機發展的關注。

　　其實，這並不是一個令人意外的消息，在大型運輸機的基礎上研製預警機，是一種“常規操作”。俄羅斯空軍就基於伊爾-76發展了A-50、A-100預警機。預警機是信息化戰爭中的戰力倍增器，有“空中帥府”之稱。那麼，從世界各國預警機的發展趨勢來看，未來預警機，或者說新一代預警機將會是什麼樣子呢？

　　作戰需求決定技術途徑。未來預警機的戰術要求，決定了它所採用的技術和布局形式。

　　一個不需要嚴密論證也能得到的結果是，新一代預警機必須具備對隱身目標有效的預警探測能力。在隱身作戰飛機廣泛裝備發達國家空軍的情況下，不具備反隱身能力的預警機，不僅無法完成基本的預警任務，甚至無法在未來戰場生存。反隱身是它的“剛需”。

　　一個合理的要求是，新一代預警機對高隱身目標的探測距離要達到或超過現役預警機對三代機的探測距離。目前這個距離普遍在300公里以上，性能較好的預警機，能達到500公里以上。

　　當然，不談雷達散射截面積（RCS）的探測距離都是“耍流氓”。就像人的眼睛能看多遠物體，很大程度上取決於這個物體有多大一樣。雷達能看多遠，很大程度上取決於目標的RCS。新一代預警機針對的典型隱身目標的RCS大概是多少呢？通常而言，三代機中的重型機正向RCS在15㎡左右，中輕型機3-5㎡。採用了有限隱身技術的三代半戰鬥機小於1㎡。真正的隱身飛機仍然是保密。美國人曾表示，F-35戰鬥機的正向RCS相當於一個高爾夫球，而F-22則相當於一個鋼珠。高爾夫球大小的球體在3.3GHz頻率的RCS約為0.0025㎡。根據1990年美國空軍參謀長在參議院證詞，B-2隱身轟炸機的RCS相當於一些昆蟲的大小，而其給出的3種昆蟲的RCS分別為0.001㎡、0.0001㎡和0.000063㎡。因此，分析人士估算B-2的正向RCS在0.001~0.0001㎡之間。隨着技術的進步，這一RCS還會降低。由此來看，未來預警機面對的典型目標正向RCS主要位於0.001~0.0001㎡之間，全向平均的RCS會稍大些。

　　目前的雷達，對這樣的目標的探測能力極為有限。以美國的“宙斯盾”系統使用的SPY-1D（V）為例，按照美國憂思科學家聯盟《超視距之盾》報告的描述，該雷達“可以在165公里外跟蹤一個高爾夫大小的目標”。那麼對0.0001㎡的目標探測距離大約70公里。這種性能是難以滿足作戰需求的。要將這個距離擴大到300甚至500公里以上，對雷達技術的要求是很高的。

　　當然，探測空中目標從來不是預警機的唯一功能。預警機還必須具備指揮引導、數據融合等功能。而網絡化作戰還要求預警機具備對防空甚至空空導彈的中繼引導能力。按照美國人的說法，其最新型的艦載版E-2D預警機，能夠引導“宙斯盾”發射的標準-6防空導彈，以打擊地平線下（相對於艦艇而言）的目標。目前，這種能力主要依靠融合各類傳感器的信息而獲得，並非單獨依靠預警機自身的雷達。那麼未來預警機，如果在其他方面付出代價可以接受的情況下，單獨依靠自身雷達實施引導或許也是一種新的需求。

　　用不用雙波段雷達？

　　完成反隱身任務，技術上有兩條路徑選擇。一條是選擇波長較長的雷達，比如處於分米波到米波之間的UHF波段。E-2D的雷達就處於該波段。另一條路徑是提高雷達的功率和靈敏度，美國用於替代“宙斯盾”的SPY-1雷達的SPY-6就採用的這一途徑。無論是採用波長較長的波段，還是增大雷達功率，都不可避免地要求預警雷達天線具有較大的尺寸。雷達天線尺寸通常和其工作的波長相關，波長越長，其尺寸越大。但長波雷達主要的問題是精度比較差，特別是對於預警機使用的尺寸受限的雷達天線而言。

　　而執行導彈的中制導任務，需要雷達具有較高的數據重複率（對目標數據的更新速度）和較高的精度，而這又通常要求雷達具有較高的工作頻率，也就是說雷達波波長較短。目前的有源相控陣雷達，對波束的生成和控制非常靈敏，無論採用機相掃結合方式，還是全電子掃描，均可滿足數據重複率的要求，關鍵的問題在精度。

以色列G550預警機使用了共形陣結構，共形陣較適合下單翼布局的飛機。以色列G550預警機使用了共形陣結構，共形陣較適合下單翼布局的飛機。
　　目前的火控雷達，波長最長的處於S波段（分米波），多集中在C波段（中心波長5厘米）以上。主要是因為在現實的雷達天線尺寸限制下，波長太長了，波束就比較寬，難以保證精度。而作為預警雷達，頻率又不能太高，否則一來波束過窄，不利於搜索速度；二來大氣損耗較大，不利於遠距離探測。在預警探測和火控引導之間的折中點在S波段。即便是S波段，也需要很大的雷達孔徑面積，才能實現基本的火控要求，預警機的天線面積未必能滿足這類要求。同時，使用S波段不利於反隱身。

　　如何解決探測精度和反隱身需求之間的矛盾呢？一個可行的辦法是搞雙波段雷達。有消息稱，俄羅斯的A-100預警指揮機配備了由Vega Concern公司開發的新一代Premier有源相控陣雷達，安裝在機身上方的旋轉雷達罩里。當然，雙波段雷達並非是一個新概念。以色列的系列共形陣預警機就使用了“雙波段”技術。例如“海雕”預警機實際上就使用了雙波段雷達。其機身共形陣為L波段，機頭使用了S波段雷達。這樣布局主要是為了滿足全向探測的均衡性的要求。其由於機頭空間較小，如果使用波長較長L波段，那麼容納的收發組件就比較少，所以使用了波長更短的S波段雷達，以便塞進更多的收發組件，提高功率，增大前向的探測距離。即便如此，其前向探測距離仍然大幅度小於兩側的共形陣探測距離。

　　由此來看，雙波段帶來的好處也是顯而易見的。不過，雙波段用於採用背負式圓盤布局的預警機才能較好實現全向均衡探測。因此，這又會進一步引發天線布局形式的綜合評估。

　　E-737預警機在“平衡木”的基礎上增加測一個用於前後向探測的、位於平衡木上方的“頂帽”結構，形成了一個T字形陣。

　　在選擇天線布局形式時，既要考慮可用的天線面積（通常面積越大探測距離越遠），還要考慮探測的均衡性和對飛機的氣動影響。現役的預警機，其雷達布局形式大致分為四類。

　　第一種也是較早的布局形式當屬背負式圓盤。也就是在機身上加起一個蘑菇狀圓盤，內裝雷達天線。這種天線可以是單面陣、雙面陣、三面陣，而印度前段時間還推出了更為驚人的四面陣天線。背負式圓盤的最大優勢是具有均衡的探測能力，也就是說全方向無死角覆蓋，而且各方向探測距離相當。另外一個優勢是便於使用雙波段天線。比如以背靠背的形式分別安裝一個P波段天線和一個S波段天線，採用機相掃結合方式進行掃描，可解決兩個波段的天線全向探測問題。它的問題是天線尺寸受限較大。

　　第二種是共形陣。共形陣將雷達天線及天線罩布置於前、後機身的兩側，有的還在機頭機尾各布置一塊雷達天線。其主要優點在於對飛機氣動性能的不利影響很小，且由於能夠充分利用機身表面空間從而增加天線面積，便於在小飛機上獲得大的探測距離。在最大起飛重量為46噸的灣流-550上，“海雕”雷達兩側的天線面積接近20平米，大於在最大起飛重量150噸級的E-3上搭載的預警雷達天線面積，作用距離則與其相當，實現了小平台、遠距離的目標。其缺點在於機頭機尾安裝的天線面積小，探測距離近，雷達探測距離在各方位上的覆蓋不夠均衡。另外，通常而言，共形陣更適合採用下單翼的客機採用。因為翼吊的發動機會影響其視界。

　　第三種是“平衡木”布局方式。其天線就是像體操運動中的平衡木一樣，布置在機身上部，可以充分利用飛機頭尾的長度，陣面長度遠遠大過圓盤的尺寸，甚至大於共形陣（共形陣由於位於機身兩側，受發動機和機翼遮擋，無法縱跨機身前後區域）。例如，最大起飛重量150噸的波音707共形陣上前機身兩側的天線罩橫向尺寸不過10米，而瑞典薩博-2000上使用的“平衡木”，天線罩長度接近12米，這樣的尺寸是目前在任何一型大型飛機上使用圓盤都不可能達到的，可以用小平台實現更長的天線和探測上的遠距離，但是探測的均衡性較差，前後各有60度盲區。當前的小型機攜帶的平衡木，由於天線比較窄，都不具備精確測高功能。所以，平衡木很大程度上是廉價低端的代名詞。

　　而美國研製的E-737預警機在“平衡木”的基礎上，對其擴大面積，增加輻射功率，增加測高能力，再加上一個用於前後向探測的、位於平衡木上方的“頂帽”結構，形成了一個T字形陣。它能極大拓展天線尺寸，在探測均衡性上也比較好，也能實現三坐標測量，應該說也是高端預警機的一個重要發展方向。如果不考慮雙波段布置，這將是一種理想的方式。

　　其實，新一代預警機到底是什麼樣子，這個問題的答案並非唯一。各國會根據自身的需求和技術特長，發展適合本國國情的方案。