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技術(shù)分析薩德對(duì)中國的影響  薩德雷達(dá)能看多遠(yuǎn)?

美國和韓國決定在韓國部署反導(dǎo)系統(tǒng),引起中國安全專家的擔(dān)心。擔(dān)心的一個(gè)技術(shù)原因是,在韓國的薩德雷達(dá)探測距離太遠(yuǎn),可以窺視中國洲際導(dǎo)彈彈頭的飛行數(shù)據(jù)。美國和韓國政府并未在公開場合正式回應(yīng)這一技術(shù)問題,只是說“這個(gè)系統(tǒng)不針對(duì)其他國家”。

在非官方場合,學(xué)者們對(duì)薩德雷達(dá)的探測距離有不同看法,我們不妨將他們分為長距離派短距離派。他們之間的爭論看似玄妙,其實(shí)不難理解。

通常,我們將雷達(dá)的最大探測距離簡稱為雷達(dá)的探測距離,推算雷達(dá)的探測距離需要大致了解雷達(dá)的工作原理。雷達(dá)利用其天線向外投射雷達(dá)波(一種電磁波),雷達(dá)波遇到目標(biāo)就可會(huì)被目標(biāo)反射回來一部分,稱為雷達(dá)回波。雷達(dá)回波返回雷達(dá)后被天線接收到一部分,在雷達(dá)中形成一個(gè)信號(hào)。如果信號(hào)明顯高于雷達(dá)的噪聲,那么,雷達(dá)就可以識(shí)別這個(gè)信號(hào),這時(shí),我們就認(rèn)為雷達(dá)能夠探測到這個(gè)目標(biāo)。如果一個(gè)目標(biāo)在雷達(dá)中產(chǎn)生的信號(hào)剛剛好能從噪聲中識(shí)別出來,這時(shí),這個(gè)目標(biāo)就恰好位于雷達(dá)的最大探測距離上。如果目標(biāo)太遠(yuǎn),回波信號(hào)就會(huì)淹沒在噪聲中。

在韓國部署薩德系統(tǒng),其宣稱的目的是攔截朝鮮的導(dǎo)彈。因此,薩德雷達(dá)對(duì)朝鮮來襲彈頭的探測距離應(yīng)該能夠覆蓋朝鮮全境,這個(gè)距離大概需要四、五百公里,設(shè)為500公里。短距離派的學(xué)者就認(rèn)為,薩德雷達(dá)的探測距離僅為800公里,其中大約500公里用于探測朝鮮導(dǎo)彈的軌道,剩下的300公里冗余的探測距離的確會(huì)延伸進(jìn)中國,但是,對(duì)中國領(lǐng)土覆蓋范圍極為有限,探測到中國洲際導(dǎo)彈彈頭軌道的機(jī)會(huì)極小,中國不應(yīng)感到擔(dān)心。長距離派認(rèn)為,薩德雷達(dá)的探測距離能夠達(dá)到2000公里。其中僅不到四分之一的距離用于探測朝鮮導(dǎo)彈,其他大部分探測范圍可用于探測途經(jīng)中國東北的中國洲際導(dǎo)彈彈頭的軌道。雙方爭論的焦點(diǎn)是:薩德雷達(dá)的探測距離到底超出了朝鮮領(lǐng)土范圍多少;爭論的起因是公開資料中獲取的一些技術(shù)參數(shù)有些不確定。

實(shí)際上,我們可以換個(gè)角度來看這個(gè)問題,完全按照美韓宣稱的部署薩德系統(tǒng)的目的來推測其探測距離,這樣爭議也許會(huì)小一些。

在韓國的薩德雷達(dá)的視線范圍應(yīng)該是個(gè)扇面形狀,扇面的中心線指向北略偏西,這樣才能覆蓋朝鮮全境。沿著這個(gè)視線范圍的扇面延伸,就會(huì)覆蓋中國的東北地區(qū)和俄羅斯的遠(yuǎn)東地區(qū)。如果中國發(fā)動(dòng)核反擊,從中國中東部地區(qū)發(fā)射的洲際導(dǎo)彈的一部分軌道恰好在這個(gè)視線范圍內(nèi)。這是薩德雷達(dá)在水平方向視線的覆蓋范圍。在豎直方向,如果薩德雷達(dá)對(duì)中國核反擊彈頭的探測距離為兩、三千公里以下,中國洲際導(dǎo)彈軌道的高度足以抵消地球的彎曲,使得這些軌道暴露在薩德雷達(dá)的視線中。如果探測距離更遠(yuǎn),薩德雷達(dá)視線會(huì)被地平線所遮擋。在下面的計(jì)算中,我們并不假定薩德雷達(dá)可以大幅度改變監(jiān)視方向,我們只考慮飛經(jīng)東北的中國核反擊洲際導(dǎo)彈彈頭。

朝鮮如果用導(dǎo)彈攻擊韓國,其導(dǎo)彈是向南飛行的,因此,薩德雷達(dá)看到的是朝鮮來襲彈頭的前端。中國核反擊彈頭在東北地區(qū)是向北飛的,因此,薩德雷達(dá)看到的是中國核反擊彈頭的側(cè)后方。由于彈頭不同方向雷達(dá)截面差異巨大,上述兩種視角帶來的探測距離結(jié)果差別極大。

這里我們就得到了一個(gè)簡化的物理題:在雷達(dá)參數(shù)不變的情況下,雷達(dá)的探測距離與目標(biāo)的雷達(dá)截面之間的關(guān)系是怎樣的?下面我們按照雷達(dá)的工作原理,首先一步步推導(dǎo)出這個(gè)關(guān)系式。

雷達(dá)向外投射雷達(dá)波,雷達(dá)波會(huì)以錐形向前傳播,因此,單位面積上的雷達(dá)波功率密度與探測距離R的平方成反比。雷達(dá)波到達(dá)目標(biāo)后,會(huì)被目標(biāo)反射一部分雷達(dá)波,反射的這部分雷達(dá)回波的功率與雷達(dá)截面RCS成正比。雷達(dá)回波從目標(biāo)返回到雷達(dá)還需要走探測距離R,因此,被雷達(dá)探測到的雷達(dá)回波的功率與R的平方也成反比。因此,雷達(dá)接收到的目標(biāo)信號(hào)強(qiáng)度與目標(biāo)的雷達(dá)截面RCS成正比,與探測距離R的四次方成反比。將目標(biāo)信號(hào)強(qiáng)度與雷達(dá)噪聲強(qiáng)度進(jìn)行比較,就能得到一個(gè)等式,用于確定雷達(dá)的探測距離。在這個(gè)等式中,除了目標(biāo)的雷達(dá)截面,其他參數(shù)都是雷達(dá)的技術(shù)參數(shù)。如果我們假定薩德雷達(dá)在偵測朝鮮來襲彈頭和偵測中國核反擊彈頭時(shí)所使用的參數(shù)是一樣的,那么,薩德雷達(dá)的探測距離R的四次方就與目標(biāo)的雷達(dá)截面RCS成正比,或者說,探測距離R與目標(biāo)雷達(dá)截面RCS的四次方根成正比。

有了上述關(guān)系式,我們就可以代入數(shù)據(jù),估算薩德雷達(dá)的探測距離。按照O Donnell博士的授課講義,彈頭側(cè)后方的雷達(dá)截面為:0.75平方米;彈頭前向的雷達(dá)截面為:0.001平方米。二者的比例為:750,二者比例的四次方根為:5.2。也就是說,雷達(dá)對(duì)一個(gè)彈頭側(cè)后方的探測距離是對(duì)其前部探測距離的五倍

如果薩德雷達(dá)對(duì)朝鮮來襲彈頭前部的探測距離是500公里,那么,對(duì)途經(jīng)東北地區(qū)的中國核反擊彈頭側(cè)后方的探測距離就可能達(dá)到2500公里。這里并沒有考慮薩德雷達(dá)為偵測朝鮮來襲彈頭所留下的探測距離的冗余。如果加上300公里的冗余,那么,薩德對(duì)朝鮮來襲彈頭的探測距離達(dá)到800公里,這時(shí),薩德雷達(dá)對(duì)途經(jīng)東北的中國核反擊彈頭的攔截距離理論上可以達(dá)到4000公里,也就是說,途經(jīng)東北的中國核反擊彈頭在隱沒在地平線以下之前,其側(cè)后方都可能在薩德雷達(dá)的探測距離以內(nèi)

上述推算的定量結(jié)論是:即使薩德雷達(dá)在探測距離上留下的冗余量不大,其對(duì)途經(jīng)東北的中國核反擊彈頭的探測距離也非常大,達(dá)到數(shù)千公里。我們按照短距離派給出的雷達(dá)參數(shù),考慮了彈頭不同方向雷達(dá)截面的不同,得到了長距離派的結(jié)論。

如果我們回顧一下上面的分析,最核心的問題還不在薩德雷達(dá)對(duì)其探測距離留下的冗余量太大,而在于韓國的地理位置極為特殊,剛好位于中國腹部的外側(cè)。這使得部署在韓國的薩德雷達(dá)能夠看到中國途經(jīng)東北的核反擊彈頭的側(cè)后方。韓國的這種特殊地理位置對(duì)于韓國與中國的經(jīng)貿(mào)和文化關(guān)系非常有利;但是,從軍事安全角度來看,韓國必須極為謹(jǐn)慎。

責(zé)任編輯:劉微

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