日刊:日本用三十年時間研制出世界最強艦載雷達

　日本《軍事研究》雜志(月刊)9月號刊登防衛技術研究專家多田智彥的一篇文章，題為《世界最高性能的“日本多功能雷達”》。

2013年8月6日，日本海上自衛隊22DDH“出雲”號直升機護衛艦下水。被世界分類為直升機航母的“出雲”艦搭載了高性能電子掃描陣列多功能雷達OPS-50，這種雷達在目標搜索探測跟蹤和直升機控制方面能力很強。最早的艦載型電子掃描陣列多功能雷達，是美國海軍巡洋艦和驅逐艦上搭載的宙斯盾系統的SPY-1系列。不過，與SPY-1的無源相控陣方式不同，在世界上首先開發出有源相控陣雷達的日本的FCS-3系列多功能雷達，繼裝備於“日向”號直升機護衛艦后，陸續裝備至日本的新型艦艇。日本國產開發的FCS-3系列雷達擁有世界上最高的性能，也是世界上裝備數量最多的有源相控陣多功能雷達。

日本新型雷達研制耗時30余載

以美國海軍SPY-1為契機，相控陣列多功能雷達的優勢得到廣泛認同。日本和歐洲也在開發和裝備了同樣方式的雷達的同時，也利用電子技術的進步，開發出與SPY-1不同的產品。

SPY-1雷達採用的是無源相控陣雷達，即經由傳送路徑，將大電力放射器的放射電力提供給天線陣面上移相器的一種方式。而日本和歐洲開發的是有源相控陣雷達。

有源相控陣雷達將移相器和半導體增幅器組合成模塊，無需配備傳統的大電力放射器，而是將標准信號放射器的小電力信號提供給各模塊。在模塊內用移相器改變相位后，信號增強，經通過輻射單元輻射后，形成電波波束。因為天線陣面除了移相器外，還有像半導體增幅器那樣的有源部分，因此被稱為有源陣列。另外，模塊裡面除了放大發射電波的部分外，還容納了放大目標反射接收信號的部分，因此通常被稱為發射和接受模塊。

在上世紀五六十年代，像SPY-1採用的S波段那樣用半導體增幅高周波的技術尚不成熟，需要小型化的艦載多功能雷達很難採用有源相控陣列。隻能從傳統電子管放射器經由復雜的供電導波管向各移相器提供大電力。然而，隨著半導體技術的進步，現在有源陣列不再是問題，已經到了各國都能夠開發的程度。

上世紀80年代初，日本當時的防衛廳技術研究本部開始就護衛艦搭載用多功能雷達展開基礎研究，試圖在被稱作艦載用新射擊指揮裝置(FCS-3)系統上，引入當時世界上尚未投入應用的有源相空陣列(使用C波段頻率)。

1986至1988年研發的FCS-3試制機在近海陸地上進行試驗后發現，其在搜索探測和跟蹤海上飛行的多個目標方面，性能超乎預期。1990至1994年實施的FCS-3雷達開發中，日本科研人員結合時代技術進步，制出了硬軟件都煥然一新的實用裝備型號，並經陸上試驗后，將之搭載於海上自衛隊“飛鳥”號試驗艦上。1995至1998年實施的海上技術試驗及實用性試驗中，FCS-3在所有試驗項目中，都發揮了超出世界水平的性能。尤其在探測跟蹤小型高速超低空飛行反艦導彈的試驗中，取得了令人驚奇的好成績，遠遠超過試驗預期。

通過“飛鳥”試驗艦確認能力后，防衛廳又根據技術試驗和使用試驗結果重新設計了FCS-3實用機，並將其部署在了一線部隊主力艦艇上。第一批裝備的是16DDH“日向”號直升機護衛艦和18DDH“伊勢”號直升機護衛艦，之后又一邊改良和提高性能，一邊陸續裝備后續艦艇。

陸續裝備兩艘直升機航母

2009年和2011年，日本相繼有兩艘直升機護衛艦服役，分別是16DDH“日向”號和18DDH“伊勢”號。

“日向”號的艦載機運用能力有了飛躍提高，可以同時起降兩架直升機。另外，通過強化情報通信和網絡系統，其作為護衛艦群旗艦的指揮控制能力也顯著增強。尤其值得關注的是，因為搭載了由新型射擊指揮裝置FCS-3及改良型海麻雀ESSM-162導彈構成的“短薩姆”導彈系統，單艦防御能力得到加強。

FCS-3雖然是FCS-3開發試制機的改良實用型號，但其以有源相空陣列多功能雷達為中心的基本架構並未改變。兩個直徑1.5米的固定型天線陣面一個設在上層建筑和前部艦橋的上前方和左側，另外兩個陣面設在后部艦橋的上后方和右側，四個方向合計能夠覆蓋360度全角半球空間。覆蓋天線表面的天線罩內部裝有數千個發射和接收模塊，按照計算機的指令發射電波筆形波束，搜索特定空間，可以探測和跟蹤多個目標。

FCS-3控制的防空導彈ESSM需要通過X波段電波來實現飛行中期指令制導和飛行末期間歇連續波照射制導，因此在目標搜索探測和跟蹤用多功能雷達(C波段)之外，還分別在C波段天線旁安裝了放射X波段的4個固定型天線陣面。這些X波段天線也採用相控陣列放射制導電波，因此與宙斯盾艦使用的機械可動型連續波照射器CWI不同，實際上不受控制導彈數量的限制。垂直發射ESSM導彈的Mk-41垂發系統在船體后部右舷側裝備了16個單元。不過，因為還兼用於垂直發射”阿斯洛克“反潛導彈，所以隻有4個單元用於發射ESSM導彈，其余12個單元則給”阿斯洛克”用。

由於裝備可處理多個目標的有源相空陣列多功能雷達系統，“日向”艦在2009年實施的導彈發射試驗中，成功擊落了目標。

搭載融合搜索雷達和跟蹤雷達的多功能雷達后，原則上不需要再搭載傳統型的個別雷達，但為了掌握近距離水面目標和沿岸情況，日向級直升機護衛艦還裝備了傳統護衛艦使用的OPS-20C航海雷達。