“萨德”系统：THAAD

末段高空区域防御系统(Terminal High Altitude AreaDefense,THAAD)，该系统由地面X波段AN/TPY-2雷达，拦截弹、车载式发射架以及战斗管理与指挥、控制、通信、情报等系统组成。

THAAD系统可与陆基中段拦截系统配合，可以拦截洲际弹道导弹的末段，也可以与“爱国者”等低层防御中的“末段拦截系统”配合，拦截中短程导弹的飞行中段，在美国导弹防御系统中起到了承上启下的作用。

AN/TPY-2雷达

AN/TPY-2高分辨率X波段固态有源相控阵雷达是陆基移动弹道导弹预警雷达，也是THAAD系统的火控雷达。主要负责弹道导弹目标的探测与跟踪、威胁分类和弹道导弹的落点估算，并实时引导拦截弹飞行及拦截后毁伤效果评估。

在详细分析前，我们先一起看看美军的《联合电子类型命名系统(JETDS)》，了解“AN/TPY-2”是如何命名的。

AN/TPY-2雷达探测距离远、分辨率高，具备公路机动能力，雷达还可用大型运输机空运，战术战略机动性好，其战时生存能力高于固定部署的雷达。

雷达工作模式

“萨德”有二种工作模式：前置部署模式(Forward-Based Mode, FBM)和末端部署模式(Terminal Mode,TM)。

FBM模式对应上面的导弹早期预警，可对刚发射的弹道导弹目标进行探测、跟踪与识别，执行情报侦察任务，该模式下具有较远的作用距离。FM模式用于战术反导，与火控中心和拦截器通信，配合武器系统承担火控雷达的任务。

AN/TPY-2雷达系统具有三种搜索方式来保障搜索计划下的目标搜索、跟踪和识别任务。这三种方式分别为墙式搜索、广域搜索和远距离提示搜索，用于自主搜索计划、聚焦式搜索计划和精确引导搜索，对来袭的导弹进行探测，获取导弹的轨迹，远程截获、精密跟踪和识别各类导弹。

在搬出雷达方程公式之前，给出众所周知的参数或具有合理性的假设，数据是否精确不重要，重要的是计算方法和涉及的理论知识，供大家参考学习。

雷达波长

TPY-2雷达工作在X波段，频段范围8~12GHz，公开报道较多用9.5GHz。我们知道天线的孔径大小和增益都会受到波长的制约，且看公式：

其中，G表示天线增益，Ae表示天线有效孔径。从上图公式可以直观的看出，在天线有效孔径大小相同的情况下，较短波长(频率越高)，可以获得较大的天线增益。天线增益与波长成平方的反比关系；

更多波长相关内容可以点击此处查看《那些与“雷达波长”，不得不说的关系！》

天线增益G

AN/TPY-2雷达的天线孔径面积9.2m2，拥有72个子阵列，每个子阵列有44个发射/接收微波接口模块，每个模块有8个发射/接收愿景，共25344个阵元。假设天线孔径效率选0.65，那么天线的有效孔径约为6m2。根据天线有效孔径和波长计算出天线增益G约为48.77dB：

更多雷达天线的相关知识可以点击此处查看《雷达系统导论第六讲：雷达天线》。

发射功率Pt

天线阵元数25344个，每个阵元的平均功率是3.2W，峰值功率16W，阵元平均功率为81kW，峰值发射功率Pt=405kW。假设脉冲重复周期为200Hz，占空比20%，那么脉宽为1000us；由于该参数容易改变，如此假设问题也不大，只要知道计算方法，参数改变就重新计算好了。

目标RCS

目标的后向散射特性与目标本身有关，还与视角、极化、信号波长有关，是一个非常复杂的参数，对此也有专门的计算分析，这里就不深入了。

想要详细了解的可以点击此处《雷达系统导论第四讲：雷达散射截面积》。

雷达方程

雷达方程是在特定的雷达、目标、环境下计算出的雷达的最大作用距离。用能量表示的雷达方程适用于复杂脉压信号的情况，通过脉冲发射功率及脉宽就可以估算出作用距离。

更多雷达方程的基础知识可以点击此处查看《雷达系统导论第二讲：雷达方程》。

多个脉冲积累可改善信噪比，也就是影响雷达方程中的检测因子。n个脉冲的相参积累对信噪比改善可达到n倍，非相参积累为根号n，因此不如相参积累。电扫天线常用步进扫描的方式，在指向某方向后发射预置的脉冲数，然后再指向新的方向。

探测距离计算

当目标RCS假设为0.01m2，检测因子假设为1，通过计算，探测距离大约为670km。

当RCS为0.1m2时，对目标的有效探测距离约为1200公里，对目标的有效识别距离为800公里（检测因子用的5，也就是对信噪比要求更高）。

当RCS为1m2时，检测因子为1，对目标的有效探测距离约为2000公里。

因此，可以看出，脱离了目标RCS和检测因子的假设，雷达的探测距离就无从谈起，以上分析中出现了对众多不定参数的假设，可能有失精确，但这并不影响我们对雷达探测能力的理解。

本文我们2017年发布过(点击上图可查看)，但是这里重新进行了整理，并且在文中对知识点进行了拓展，给出了带有下划线字体是蓝色的直达链接，供大家延伸阅读。

希望通过对具体雷达系统的实践，大家能对雷达方程理解得更深。如果你还想对AN/TPY-2雷达的作用距离了解更多，例如采用同时多波束的情况或者利用多帧参差脉冲解距离模糊时的雷达作用距离，请参考文献：尹良的《基于雷达方程的AN/TPY-2雷达作用距离与干扰研究》，期刊：系统工程与电子技术，2018年1月。