利劍流光照影清:淺談99A2上的毫米波雷達

近日軍報報道,西部戰區所屬76集團軍某全軍重點建設的信息化部隊,合成陸拾貳旅完成新裝備接收的戰鬥力訓練。

從新聞配圖來看,該旅已經接收國產新型99三期改型主戰坦克(後文稱99A2),04A型步兵戰車,10型122mm履帶式模塊化自行火箭炮等一批我軍最新型重裝旅配屬裝備。其下屬合成營還裝備無人偵察機、單兵偵察雷達、武裝偵察車等多種技術偵察裝備,信息化水平有極大的提升。

值得注意的是,該報道中還首次提到的了我軍99大改型坦克裝備的毫米波雷達的火控表現:

「第76集團軍某旅合成一營新型坦克,疾馳在狂風暴雨中,車載雷達搜索、火控系統鎖定……隨著炮手按下發射鍵,炮彈呼嘯而出,目標靶瞬間被摧毀。如今從捕捉目標、計算射擊諸元到毀傷效能評估全由計算機完成。」

可以看到在暴雨環境中,坦克的光學觀瞄和激光測距都可能受極大幹擾的環境下,裝備了帶有毫米波雷達作為輔助火控的99A2型坦克仍然可以不受影響地利用雷達完成目標搜索識別以及鎖定,完成打擊。

ZTZ99坦克系列改型上該雷達天線的出現過程

帶有疑似毫米波雷達的99A2型坦克最早在09閱兵後一些關於99大改的高原測試報道開始曝光,在最早的一些照片中,毫米波雷達並非安裝固定在炮管尾部,而是接近高機艙口的地方。

隨後正式定型的99三期改型在2014年和平使命軍演首次亮相,在炮管尾部可以看見於毫米波雷達天線與炮口基準系統的探測光源固定在一起。2015年9月3日,這批次99三期改型組成的突擊編隊在公眾面前隆隆駛過,代表了我國的坦克最高水平。但改進也未曾停止,在2016年介紹總師毛明的節目中再次曝光了更新批次的99改型。該批次的毫米波雷達取消了那個意思探照燈裝的器材,只保留一個面積更大的雷達平板天線。

對毫米波雷達在反坦克和裝甲車輛上的研究和應用歷程

毫米波雷達在反坦克的應用設想在上世紀7,80年代就開始研究,並在一些反坦克導彈上作為一種制導方式。受反坦克導彈的彈徑對天線孔徑的限制,一般採用95GHz頻率,波束寬度為3°左右的毫米波作為自動或被動尋的反坦克導彈的波段,其具有多普勒分辨力高,對友鄰干擾小的優點。但問題是在70,80年代這些主動尋的反坦克導彈因為成像技術並未成熟,因此這些導彈處理目標與環境(如樹木岩石等)的識別時使用的是比較坦克回波與雜波統計特性方面差異的方式,例如極化鑒別技術。但這些手段仍是難以識別更遠更複雜的目標,也更易被外形偽裝的坦克欺騙。甚至一些導彈產品也忠告使用者,如果不確定區域是否有敵方坦克,那就不要想著發射主動雷達尋的反坦克導彈,以期昂貴的導彈自己發現識別出目標。

因此其實很多的介紹中的毫米波制導反坦克導彈其實都屬利用毫米波波束的駕束(HJ-9A)或類似VT引信的末端粗略制導(下圖),遠遠談不上完整地主動尋的。

但利用毫米波多普勒原理,在近年來一些裝甲車輛的主動防禦系統中多作為防禦探測器材投入使用(下圖,以色列戰利品主動防禦系統)。

隨著高解析度毫米波雷達成像技術思路的提出和不斷研究,還有距離選通和地雜波處理等一些難點的攻克,這個前沿技術使得地面車輛也具備了使用毫米波高解析度成像技術原理來進行雷達偵察的可能。(雖然早期產品不能對動目標進行偵察)

BS-903型戰場偵察雷達

ZZC02型雷達偵察車 86底盤

某型04底盤偵察車

某型八輪底盤偵察車

當然天線是天線,毫米波是毫米波,AESA是AESA,至於靠後端一個毫米波雷達在99坦克上能玩出什麼花樣(究竟是什麼用途),目前只能進行一些分析推測,好在今天的報道研製了作為炮控一部分的這個用途。

毫米波雷達在99坦克上的可能的功能

毫米波是作為介於大部分導彈制導的微波和光學觀瞄的光波之間的波段特性而利用,其兼顧微波和光波的一些優點,具體都很清楚略過不講。

這個優點使得裝備了毫米波雷達,特別是使用了高解析度成像技術毫米波雷達的坦克,具備在在陰雨暴雪等氣象條件下和敵方釋放干擾激光和視線的煙霧,光學觀瞄測距受到極大幹擾時,具有不可多得的另一種探測偵察手段,在如同此次演習中探測信息參與到火控系統後,還可以進行裝表射擊,可能完全可以不依賴光學觀瞄。這對於夜間戰鬥也具有極大的意義。

毫米波雷達除過在偵察識別上的應用還有額外的更多功能和應用:

  1. 對彈丸測速測彈道參與大閉環射擊的調炮、
  2. 毫米波波束駕束制導炮射導彈、
  3. 參與可編程空爆彈的引信裝定。

對於參與大閉環射擊的調炮其實在我軍很大的自動榴彈炮上都進行了應用,當然榴彈炮上主要是對彈丸初彈道進行測速。(大閉環射擊:利用毫米波雷達對彈丸跟蹤測角並根據測距裝置實時測出坦克炮前一發彈射擊的脫靶偏差量,並自動輸入火控計算機進行後一發彈的修正計算,然後坦克炮根據計算機修正的射擊諸元進行後一發彈射擊,從而提高了下一發彈的命中率)。

毫米波波束駕束制導炮射導彈在99式坦克上已經採用,因為95GHz左右的毫米波本來就相較微波波束較窄,但肯定比激光寬,可以作為激光駕束的一種額外補充手段。

參與可編程空爆彈的引信裝定除過需要目前已經具備的彈丸測速功能外,還需要一個無線電傳輸編程信息給彈丸的天線,這個目前從99A2坦克炮管來看是沒有類似雙35高炮那樣額外的線圈,但原理上並非不可能。


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