2006年6月3日，對於中國空軍和中國電子工業來說是個灰暗的日子。這一天，一架“空警200”預警機原型機在安徽廣德墜毀，機上當時搭載有40名人員，他們中大部分是電子和航空技術專家，空難中沒有倖存者。


在本文的開頭，我們要首先向這些犧牲的先驅者們致敬，沒有他們的犧牲，中國的預警機就不能取得今天的成就。

在獲得中國最高科學技術獎後，“空警2000”預警機的主要研製者王小謨院士接受中央電視台採訪時說：“什麼叫做世界領先？就是我們搞出這個空警2000以後，全世界都看着，你們中國在搞什麼？我們跟着搞。”

放眼當今世界，有能力研製大型預警機的國家屈指可數，直至今日只有中國、美國、俄羅斯、印度、瑞典、以色列研製過預警機。這其中，印度因項目難度太大、耗時太長，轉為購買俄以聯合研製的A-50預警機。瑞典的預警機較小，不具備空中指揮能力。因此只有中、美、俄、以四個國家成功研製過具備完整預警與控制功能的大型預警機。

在世界上現役的大型空中預警機當中，中國空警2000在技術水平和前瞻性方面，完全具備領先的水平。
大國利器

根據公開資料，空警2000的預警雷達為兩維相掃的有源相控陣雷達，結合成熟的圓盤形背負式大型天線罩，內置等邊三角形排列的三個平面陣列天線，覆蓋360度水平掃描空間。這無疑是很高的技術起點，保證了雷達體制上的高度優越性。早在20世紀90年代，瑞典和以色列的預警機就已使用有源相控陣體制，但是空警2000的陣面布置與前兩者有很大的區別，體現了我空軍對大型預警機的理解。

在瑞典的“平衡木”預警機上狹長型的天線沿載機中線固定，雷達在方位上覆蓋機身兩側各120度，頭尾無波束覆蓋。載機必須機動才能做到360度掃描。但預警機一般使用運輸機平台，轉彎率低，就造成頭尾方向是無法有效掃描的。因此如果要做到全方位掃描，只有再出動一架預警機，兩架預警機互相補盲。

瑞典“艾麗眼”預警機的前後方向沒有探測能力，只能承擔國土防禦任務

而以色列和美國的幾種預警機為了改善這一情況，在頭部和尾部安裝了一個尺寸較小的天線陣列，但這個陣列的探測距離只有主陣列的一半，實際上和戰鬥機的機載火控雷達探測距離相似。它們的作用僅是防止敵機乘虛而入偷襲預警機。

美國的E-3，俄羅斯A-50使用的還是較為老式的機械掃描雷達，其最大的問題是數據更新率低，對於現代的隱身目標也沒有較好的應對方案。

俄羅斯A-50預警機的雷達較為老舊，性能一般

中國的空警2000的三面陣可以在天線圓盤不轉動的情況下隨時做到360度方位角覆蓋，堪稱天空中的“宙斯盾”，具有劃時代的意義。三個陣面各自覆蓋120度掃描空間，相互銜接、同時工作，對戰鬥機類目標的覆蓋面積近十萬平方千米，一舉解決了廣闊國土和海洋的空情保障問題。兩架空警2000在覆蓋區域相互有重疊的情況下，能控制長度約1700千米的海岸線。就是整個東海、黃海均在相控陣雷達的空情監視之下。從韓國的濟州島到菲律賓呂宋島，無凹口的空域覆蓋能力使主要對手的作戰飛機無法迂迴攻擊我縱深目標，空戰前線被外推到釣魚島、濟州島一線，有效保證了我方縱深安全，沿海一帶的機場就可以全力保障出海作戰飛機，後顧無憂方能全力以赴。

當預警機需要伴隨戰鬥機群機動或者規避敵人威脅時，三陣面天線依然可以通過無限制的波束指向保持不變的空情監視能力，敵人通過逼迫我方預警機機動而失去持續監視能力的手段無效。這對於預防隱身戰鬥機的偷襲具有重要意義。空警2000不同於小國的本土防禦預警機，能在現代空戰條件下無縫控制大面積空域是其突出特點，大國利器決非小國之盾可比。

大型相控陣天線帶來的優勢

王小謨院士在訪談中提到，空警2000的圓形天線罩是目前世界上預警機中尺寸最大的。通過照片推算，其直徑約為14米，厚度2米，陣列長11米，最寬處1.8米，推算天線面積67平方米。
之所以採用如此巨大的天線尺寸，是空警2000雷達的有源相控陣雷達的工作原理決定的，有源相控陣雷達和機械掃描雷達或無源相控陣雷達天線不同，它沒有功率放大器。其天線平面上大量的T/R模塊（發射、接受模塊）發射的波束在空間完成合成，產生波束。其工作功率取決於T/R模塊的數量。因此在平台性能允許的前提下，天線尺寸越大容納的T/R組件越多、空間合成功率越大。據報道，空警2000擁有世界預警機雷達中最大的平均功率，大天線功不可沒。

雷達大平均功率對於提高探測距離、增強抗電子干擾能力有着巨大的好處。大功率雷達可以在一定距離上“燒穿”對方的干擾。

獨特的L波段體制帶來的優勢

空警2000的雷達工作在L波段，頻率1400兆赫茲左右，波長約20厘米。這也是世界上預警機雷達首次使用這一波段。


美國E-3“望樓”預警機的雷達工作在S波段，對隱身目標探測能力較差

與傳統的S波段雷達相比，L波段雷達首先有利於提高輸出功率，大天線加上L波段體制，讓空警2000的單面陣列輸出功率可達12-24千瓦，而美國E-3預警機雷達的末級放大器最大平均功率僅10千瓦，在空警2000問世前已屬預警機雷達中最大功率。大功率讓空警2000在廣域搜索中占據了很大的優勢。

此外，L波段還有另一個非常重要的優勢，它的波長可以和隱身飛機上的突出部分產生諧振，增強對隱身目標的搜索能力。雖然相比之下，波長更大的米波雷達諧振效果更明顯，但米波雷達測角精度差，只能探測到有隱身目標存在，而無法精確定位。
同時L波段雷達波對隱身目標還有一個重要的優勢在於它不在一般的雷達波吸收材料最佳吸收波長範圍之內，不會因為目標使用了吸波材料而大幅降低雷達探測能力。
現代空戰中的預警雷達，最基本的要求是能在強地面雜波背景下可靠地檢測遠距離小RCS目標。我國研製的第一代預警機空警-1，無雜波背景下探測距離達到大型地面雷達的水平，在青海湖測試時在水面背景下尚有一定的下視探測能力，但陸地背景下則連低飛的轟炸機都無法發現了，直接導致該機在一系列測試後背放棄。巍巍太行、長河日落，我國多樣化的地形地貌對預警機的下視能力有特別嚴格的要求。

在保證雜波背景下探測飛行目標的能力，預警雷達要採用脈衝多普勒體制（簡稱PD），這種雷達採用相參發射和處理的方法來分辨地面雜波和運動目標信號。

此外，L波段的另一優勢是它在空氣中能量衰減慢，因此常被用於大型地面雷達。如果採用一些特殊的掃描技術和信號處理技術，空警2000甚至可以具備探測上千千米遠目標的能力，可以用於預警中程彈道導彈。
至關重要的雷達波形

空警2000的天線、波段等的精心選擇和組合是空警2000獨特優勢的基礎。其雷達的工作波形也有特別之處，增強了這種優勢。

現代空戰中的預警雷達，最基本的要求是能在強地面雜波背景下可靠地檢測遠距離小RCS目標。我國研製的第一代預警機空警-1，無雜波背景下探測距離達到大型地面雷達的水平，在青海湖測試時在水面背景下尚有一定的下視探測能力，但陸地背景下則連低飛的轟炸機都無法發現了，直接導致該機在一系列測試後背放棄。巍巍太行、長河日落，我國多樣化的地形地貌對預警機的下視能力有特別嚴格的要求。

在保證雜波背景下探測飛行目標的能力，預警雷達要採用脈衝多普勒體制（簡稱PD），這種雷達採用相參發射和處理的方法來分辨地面雜波和運動目標信號。


澳大利亞“楔尾”預警機天線尺寸較小，探測能力有限

E-3的雷達是世界上第一部全相參機載預警雷達，空警2000更上一層樓，能採用多種相參波形，從而可以在針對各種目標和在各種環境下採用最佳的波形方案。在對海、對空、對近地軌道目標都可以採用相應的最優波形進行探測。

數字化設計賦予了空警2000靈活、多變的波形生成能力，隨着雷達理論的進步、各種新的應用波形的開發，空警2000將具備更廣泛的用途和更好的性能。

靈活的大腦

20世紀70年代以前的雷達在接收機線路上均使用模擬電路，雷達信號的檢測、目標的跟蹤等就用模擬電路完成，這部分電路是雷達系統中最複雜的部分，可靠性差且無法根據實際需求調整。90年代初開始設計的俄空警2000正趕上計算機技術飛速發展的年代，在信號處理、數據處理上後發先至，原始設計中就能應用高速並行計算系統。

空警-2000的雷天線罩不必轉動，採用電子掃描方式實現360度掃描

空警2000需同時跟蹤數百個目標，隨時改變雷達工作方式應對各種情況，因此數據處理機要求很高的計算速度和大容量存儲設備及快速總線，採用基本計算單元引進、總體架構自主研製的可能性較大。當然，近年來國產CPU發展很快，也不能排除該機使用純國產核心的可能性。

相比硬件設備的搭建，雷達的軟件設計是雷達系統的最關鍵的技術。雷達的探測、跟蹤乃至自檢全靠功能各異的軟件控制，當需要實現某個功能時從存儲器上加載相應的程序模塊，現代雷達功能繁多、算法複雜，往往又數十種不同的程序模塊。空警2000採用有源相控陣體制，為發揮雷達的體制優勢，軟件的編制比傳統雷達提出了更高的要求。功能多、系統複雜決定空警2000的雷達軟件規模可能高達上百萬條代碼，保證上百萬規模代碼的可靠性是個極其艱巨的任務。而且雷達軟件要實現最佳的雷達性能匹配，最大限度發揮雷達潛力，前期的高水平設計和編制、後期的大規模仿真及試飛是提高雷達軟件匹配性的必要措施，國外機載雷達在軟件上一般會經歷多個版本，功能不斷增加，性能不斷提高。中國的雷達軟件也不例外。因此預警機研製和試飛的任務是非常繁重的，需要在全國各種使用環境下進行測試，本文開頭提到的空警200的墜毀事件就是在進行這種試飛任務的時候發生的。

空警2000雷達的工作原理、功能體制都和過去的預警機雷達不同，其研製中會遇到大量開創性問題，因此在其服役之初可能還不能達到最佳性能，需要在使用中逐步提高，可能在2020年前後才能完全實現其雷達系統的全部潛力。

真正的優勢

空警2000具有諸多有別於其他雷達或者世界領先的技術。下面我們就分析一下它與世界其他國家預警機相比最獨特和明顯的優勢。

人們往往關注相控陣雷達的高度靈活的波束控制能力，然而有源相控陣雷達最重要的革命性變化恰恰是被談論較少的探測距離。空警2000的電掃雷達可以對某個重點空域進行重點監控時採取“凝視”策略，利用特殊的工作模式“積累”小雷達反射面積目標的反射能量，從而在更遠的距離上發現隱身目標。對普通3代、3.5代戰鬥機的探測距離可以超過500公里，對重點空域特別監視時探測距離可以進一步提高，遠超普通雷達。最重要的是充分具備對抗隱身目標的能力，點面結合、分區搜索的特性決定雷達隨時可以重點“照顧”隱身目標，空警2000在隱身目標的較量中占了先機。
在對抗隱身戰機方面，前面已經提過，空警2000採用的L波段具有很好的反隱身效果，比普通的雷達發現距離可以提高1.5倍以上，足夠的預警距離能給我方一線戰鬥機部隊提供極為寶貴的目標指引，大大降低與敵方隱形戰鬥機空戰的難度。而對意圖側翼包抄的隱身戰鬥機則正好可發揮三面陣雷達的優勢，側向飛行的隱身飛機的隱身效果不如迎面飛來的目標，實際上將喪失隱身特性，意味着對方很難利用這種方式偷襲我預警機。綜合來看，空警2000很可能是我軍對抗新時代隱身目標的核心裝備，結合自身卓越的反隱身能力和指揮控制能力，幫助我空軍和防空部隊構築強力的反隱身作戰體系。
先進的空警2000在電子對抗領域也有其獨特的優勢。現代戰場上的電子干擾分無源和有源兩種模式。其中針對預警機的無源干擾一般是在空中大規模撒布箔條，目的是掩護箔條雲後面的編隊不被雷達持續跟蹤和製造成片假目標。然而由於空警2000優異的動目標分辨能力，箔條對於它的干擾效果基本為0。而有源干擾傳統來說主要方式是噪聲干擾，即在我雷達工作頻率範圍內發射強大的無線電噪聲，掩蓋敵機的雷達反射回波。然而空警2000的雷達可以隨時改變自身的工作頻率，避免被地方電子戰支援設備測頻，較高的雷達總帶寬又能充分稀釋干擾機的發射功率，令敵方的大功率干擾機不能完全發力。特別是空警2000的巨大功率，令它容易對敵人的干擾進行“燒穿”。綜合上述手段，空警2000擁有了一套完整、有效的抗壓制干擾方案，處於世界前沿水平。

近年來隨着高速計算機和靈活發射機的應用，類似美國EA-18G“電子戰大黃蜂”這類先進電子戰飛機已經具備了一些特殊的工作模式，例如測量並精確複製雷達波形，對波形做各種修改後再發送回雷達，中招後的雷達或者難以對真實目標測距測速，或者產生大量無法分辨的假目標，而且隱蔽性強，不易察覺，防不勝防。然而空警2000的雷達工作波形複雜，頻率變化頻繁，很難欺騙和複製。由於EA-18G還需幾年才能服役，其技術還將可能有新的變化出現，攻防雙方在電子技術方面的對抗將繼續下去。

此外，空警2000的有源相控陣雷達還具備在進行探測掃描的同時，插入各種用途的波束的能力，甚至可以進行火控照射，為遠程空空、空海武器提供中繼制導。也可以分出一個定向性極強的波束，與我方隱身戰鬥機、先進常規潛艇等作戰單位進行隱蔽性極強的定向通信，三陣面天線能同時覆蓋所有方向的我方作戰單位，瞬時波束指向特性又能在極短的時間內完成和數百個作戰單位的聯繫，在先進的C4I體系支持下空警2000可以成為我軍最重要、最有價值的通信中繼平台。

有源相控陣雷達的獨特優勢還體現在其高可靠性和耐用性方面，在進行空中加油的情況下， 少數空警2000就可以實現長期不間斷的戰區空情預警，而不用擔心雷達故障的問題。

空警2000是我國先進科技方面的重要突破，2012年榮獲國家最高科學技術進步獎。這是我國幾代電子和航空工業戰線工作者的榮譽，沒有他們踏踏實實的工作，默默地犧牲和奉獻，這樣具有世界先進水平的技術裝備是不可想象的。中國將成為世界的重要一極，正是因為中華民族的優秀子女們為實現心中的中國夢而做出的不斷努力。

（原文刊載於《艦載武器》雜誌2013.02B刊14頁，原名《空警2000預警機全解析》。席亞洲改寫）