[分享] JHU今年7月撰寫的南海軍力研究報告

看板Military作者zhonghaodu (nastalgia123)時間3年前 (2020/12/06 12:35)推噓37(37推 0噓 221→)

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在網上找到了一個簡體版本，最初是翻譯在中國的雜誌上的，我把他轉成了繁體版，請大家不要戰語言用法。圖片是從網上拷貝的。這一系列軍事能力研究調查了南沙群島中國控制島礁上部署的軍事技術和系統。自2014年開始，中國在南沙群島的7座島礁上實施了規模龐大的人工島興建計劃，工程於2018年基本完工。這些島礁如今已成為解放軍的重要軍事基地，為今後中國在具有領土爭議的南海地區展開軍事行動提供了有力的支持。其中最大的3座島礁（永暑島、渚碧礁和美濟礁）共擁有12 平方公裏的填海造陸面積，其余4座（華陽礁、南薰礁、東門礁和赤瓜礁）總面積約0.5平方公裏。 https://i.imgur.com/709Pp7L.jpg

> 中國人造島礁等比例尺度對比中國對“九段線”內的幾乎整個南海提出了主權要求，中國控制的這7個島礁和其它60多個有人居住的島嶼、礁石和水上平臺混雜在一起，越南、馬來西亞、臺灣和菲律賓都聲稱擁有南海的部分主權，其中也包括中國的島礁，這讓該區域內的任何軍事對手都面臨十分復雜的雙邊甚至多邊挑戰。這些競爭者也在他們的島礁上維持著軍事存在，不過四者的總和與解放軍在巨型人工島礁上部署的部隊相比完全不值一提。 https://i.imgur.com/1PfxD1q.jpg

> 南海島礁實控情況一些軍事分析師斷言這些島礁基礎設施和軍事能力只需一波導彈打擊就能被抹去，然而他們都低估了中國人工島礁的規模，和華盛頓特區的面積進行對比，美濟礁的礁湖橫跨阿靈頓國家公墓到國會山的距離，永暑島的尺寸則和阿納卡斯蒂亞-波林聯合基地或者裏根國際機場相仿。中國南海島礁相對緊湊的面積使它們成為一個富有吸引力的研究課題，每一座島礁都能用一幅高精度衛星照片完整拍攝下來，上面所有基地設施都聚集在一起，清晰呈現。而在中國本土，雷達和通信設施都被分散布置在遠離機場和港口的位置。 https://i.imgur.com/8tAeTe1.jpg

> 美濟礁、永暑島和華盛頓地區的尺寸比較對中國島礁軍事能力的研究可以揭示出解放軍信息化的戰略。根據中國的軍隊學說，信息戰能力在作戰能力基礎要素中排名第一，比工業化時代的火力或者機動性更加重要。基於這種信息化戰爭理念，中國建設南海基地的主要目的不是為了加強常規軍事力量，而是通過堅實的C4ISR（指揮、控制、通信、計算機、情報、監視及偵察）與反C4ISR能力在該地區建立起戰術、戰役和戰略層面的信息戰優勢。這些島礁為覆蓋大半個南海的傳感器和通信網絡提供了良好的平臺，島上雷達和以島礁為基地的偵察機可以監視相當於整個美國東部的廣闊區域，從東海岸直到密西西比河。 > 南海島礁雷達覆蓋範圍（探測高度1萬米），紫色輪廓為美國東部地區中國南海前哨上的這些移動與固定式信息戰設施將在軍事行動之前和行動中協同使用，以便在南海戰場上維持解放軍的信息獲取能力，同時阻止對手獲取信息。在解放軍的作戰構想中一直強調機動性和殺傷力，但是仍然缺乏遠程精確制導武器，島礁C4ISR系統的建設在很大程度上彌補了這一缺陷。這一調查將揭示南海島礁作為信息“硬”節點的作用和信息戰能力，包括：可靠且安全的指揮、控制、通信、計算機能力（C4），強大且分層級的情報、監視及偵察能力（ISR），戰場環境監控與反偵察能力，有效的幹擾和打擊能力。這些能力展現了一個集成化信息戰體系（SoS）的地面部分，也反映出解放軍的信息戰戰略 – C4ISR體系必須爭奪戰場的信息控制權，以贏得體系對抗的優勢。 https://i.imgur.com/C6aEeSc.jpg

> 永暑島北部的信息戰設施持久的偵察監控能力令解放軍在南海樹立起壹種新的“生活模式”– 搜集該地區每一艘艦船、每一架飛機、外軍行動、外國島礁通信、補給模式、氣象條件、漁業與商業活動等等各個方面的詳細資料。從情報學的角度看，這些島礁向解放軍提供了如同本國內海一樣等級的情報資源，事實上北京也是這樣看待幾乎整個南海的。解放軍島礁上的設施協同作業以獲得信息優勢，它們協同組網形成的作戰效能遠大於單一分系統所產生的作用。 https://i.imgur.com/MDoeRYy.jpg

> 中國南海島礁信息戰能力潛在的協同效應在這系列研究中描繪的信息戰能力包括進攻和防禦打擊能力，以保護島礁上的C4ISR設施。在今天這個信息時代，中國相信戰爭的勝利取決於爭奪信息控制權。南海島礁上的C4IS R及反C4ISR能力建設正是實現這一戰略的重要一環，在南海地區建立起面對任何對手的絕對信息優勢，進而折射出中國本土所具備的更強大的信息戰能力。報告附錄中列出了三大島的設施一覽圖，下圖為永暑島： https://i.imgur.com/POKRRKy.jpg

https://i.imgur.com/tY8cAoP.jpg

https://i.imgur.com/P9ON1Et.jpg

第一部分、對空與對海雷達【常規雷達】中國島礁上部署的雷達系統覆蓋了從甚高頻（VHF：30-300兆赫）到X波段（8-12吉赫）的頻率範圍。解放軍在南沙群島共有27座大型雷達罩，容納了各種對空、對海監視雷達。3 個大島礁上各有7部大型雷達，其它小島礁上也有一兩部。 https://i.imgur.com/I0sPfOY.jpg

> 截至2018年6月已發現的雷達位置安裝在高塔上的雷達罩容納了工作在各種波段的大型高功率對空搜索雷達，另外一些則是大型多功能雷達或水面搜索雷達。還有很多類似船用導航雷達的常規水面搜索雷達因為尺寸太小而無法辨認。提升雷達的安裝高度可以減輕地面幹擾，擴展搜索範圍，對探測低空飛行目標尤為有利。中國島礁上最高的雷達基座高達36米，雷達罩直徑16米，分別位於永暑島、美濟礁和華陽礁。 https://i.imgur.com/p04L9dH.jpg

> 永暑島上的對空搜索雷達 3座大島礁上各有一組3座雷達罩，基座高度從26米到30米，可能混合布置了對空和對海搜索雷達，並覆蓋不同頻率。 https://i.imgur.com/aYK0peU.jpg

> 渚碧礁（左上）、永暑島（左下）和美濟礁（右側）的雷達群【航空管制雷達】在三座大島礁的機場建築附近安裝有航空管制雷達。這些雷達用於中國軍機的飛行管制，同時也可能作為中國飛行管制網絡的一部分監視飛越南海上空的國外軍用和民航飛機。 https://i.imgur.com/aOraK7a.jpg

> 渚碧礁上的航空管制雷達【目標跟蹤雷達或低空監視雷達】在三座大島礁的地對空導彈設施附近都發現了目標跟蹤雷達或者低空監視雷達，這些安裝在高塔上的雷達可以捕捉巡航導彈、飛機或直升機等超低空飛行目標，直接向防空導彈系統提供目標數據，甚至可能擁有火控能力，使地空導彈連的常規火控雷達得以保持靜默。 https://i.imgur.com/f7ZOzMH.jpg

> 南海島礁上的地空導彈設施和雷達【美濟礁巨型雷達罩】在美濟礁最東端有一座直徑達到28米的雷達罩，它內部可能是一部巨型VHF或UHF波段雷達。這部雷達罩的直徑比南海其它島礁上的任何雷達罩都要大11米以上。要從俯視衛星圖上判斷雷達罩的高度比較困難，不過內部凈高可能在20-22米之間。 https://i.imgur.com/JaOllzr.jpg

> 美濟礁大型雷達罩及估計的雷達尺寸中國的研究機構為解放軍制造了多種大型低頻雷達，這些雷達天線陣都需要足夠的旋轉空間，美濟礁這個巨型雷達罩內可能就裝備了其中一種。尺寸最大的雷達是中國電子科技集團第32研究所研制的VHF波段JY-27A雷達，假設雷達基座高2-3米，那20米高的JY-27A會超過雷達罩內部高度。和L波段（1-2吉赫）SLC-7雷達尺寸接近的雷達還有好幾種，但它們對於28米高的雷達罩則顯得過於矮小。尺寸最合適的是UHF波段（300-1000兆赫）YLC-8B 雷達，也叫609型情報雷達，它曾在2018年珠海航展上露面。 https://i.imgur.com/y6j83QW.jpg

> 公開展出的大型監視雷達：JY-27A（左）、YLC-8B（中）、SLC-7（右）根據中國電子科技集團公司第14研究所的宣傳，YLC-8B不僅優化了對空中目標的早期預警功能，探測精度也足夠用於目標跟蹤，較低的UHF工作頻率令其可以跟蹤隱身飛機。同級別的三坐標UHF雷達還可以遠程發現並跟蹤雷達反射面積很小的巡航導彈、彈道導彈和其它近空間目標。【渚碧礁巨型反隱身雷達】解放軍在渚碧礁南端安裝了一套被稱為綜合脈沖與孔徑雷達（SIAR）的天線陣列，據報道工作在VHF波段，西方中國分析師認為它具有強大的隱身飛機探測與跟蹤能力。截至2020 年中，這是南沙島礁上唯一一座SIAR雷達。 https://i.imgur.com/dIHD9TV.jpg

> 渚碧礁SIAR陣列法國科研人員於上世紀70年代開始研發SIAR雷達技術，湯姆遜公司在法國北部建造了一座實用化的圓形SIAR天線列陣，工作在50兆赫的甚高頻低端。這座天線陣直徑超過500米，巨大的尺寸令它難以進行實戰部署，而且當時的計算機性能也不足以處理雷達接收到的海量信號數據。德國工程師在80-90年代也對昵稱為“LARISSA”的甚高頻圓形天線陣進行過試驗。中國則是從90年代開始研制反隱身雷達的，論文引用顯示中國的科研人員充分利用了上述歐洲早期研究成果。西電雷達信號處理國家實驗室的陳伯孝和中電科第38研究所副所長兼首席科學家吳劍旗領導了中國SIAR雷達的研制工作。吳劍旗在90年代曾被38所派往西電進行雷達技術研究，兩人很可能於那個時候相遇共事。傳統甚高頻雷達常常受到地面雜波幹擾、多徑幹擾、角分辨率低、無法有效測定目標高度等問題的困擾，只能探測到隱身飛機的大致方位而無法做到精確跟蹤用於地空導彈的火控。在1999年B-2隱身轟炸機轟炸中國駐南斯拉夫大使館後，打擊隱身飛機成為解放軍“新三打三防”中的重要組成部分，他們的研究工作明顯得到了升級加速，解決了大量甚高頻雷達應用多輸入多輸出技術（MIMO）的難題。2011年國防工業出版社出版了他們兩人合作出版了一本400頁厚的SIAR基礎技術書籍，並於2014年推出英文版。 2018年吳劍旗在央視二套《對話》欄目中作為嘉賓展示了壹種三層圓形天線列陣的模型，和渚碧礁上的雷達列陣形式相同，但當時吳劍旗沒說明這是一部SIAR雷達，只是籠統地稱之為米波反隱身雷達。他指出隱身飛機通常針對地空導彈火控雷的頻率進行隱身優化設計，這種新型雷達工作在較低的甚高頻波段，對隱身飛機可以產生回波。同年在安徽大學（似乎是指中國科技大）的一個反隱身講座上顯示一座VHF雷達已經部署到南沙島礁上。201 9年《環球時報》的中、英文報道聲稱中國的SIAR雷達可以引導導彈摧毀隱身飛機。中國的這些科技文獻資料解釋了SIAR雷達的運作原理和模式：在SIAR系統中每個發射單元同時發送一個獨特的正交相調配編碼脈沖，接收單元接收反射回來的特殊脈沖，將單個信號用脈沖合成技術合成為波束；系統中的合成孔徑雷達利用逆合成孔徑技術分析被探測物體相對於天線列陣位移所產生的多普勒頻移，將合成脈沖和合成孔徑數據綜合處理可以生成四維的目標軌跡– 距離、方位、高度和速度。如果多源天線陣列的收發單元高度相同，會因為信號相互耦合而幹擾每壹個單元的輻射模式，進而嚴重降低對高度的探測精度。將天線單元按優化的隨機高度布置可以減小旁瓣尺寸，解決耦合幹擾的問題，甚至具有抑制地面雜波的超低空探測能力，探測來自巡航導彈、隱身飛機等低雷達反射面積目標的微弱回波信號。渚碧礁的SIAR天線陣具有3層同心圓結構，直徑32米的中圈為發射單元，直徑21米的內圈和41米的外圈為接收單元，每圈各有25具高度不等的天線。這些參數都和過去中電科第38 所公開展示過的反隱身雷達設計方案非常相似。從現有的渠道無法探測渚碧礁SIAR雷達的實際工作頻率。中電科第38所曾經建造過一個直徑90米的雙環試驗陣列，各有25個發射和接收單元，工作頻率100吉赫，每個發射單元發射功率為1千瓦。渚碧礁上的這座實用化雷達很可能也工作在相似的甚高頻中段。2017年末到2018年初，該雷達從原址向西移動了500米，原因可能是產生的電磁輻射過於強烈，幹擾了附近的防空導彈和高炮設施。中國研制反隱身雷達已有20多年，在本土部署有更多雷達陣列，並在國防部網站的演習照片上公開展示過，因此虛構其反隱身能力幾乎是不可能的。中國對反隱身雷達技術的宣傳相當透明，就是為了讓威脅中國國家利益的對手相信解放軍擁有探測、跟蹤隱身飛機的能力，阻止它們接近中國本土或者南沙島礁。 https://i.imgur.com/Z0Xonjr.jpg

> 部署在海南島的唯一一個海軍防空旅展開實彈射擊演習的畫面，背後可以看到一座SIAR 雷達【雷達探測範圍】受地球曲率限制，雷達對空、對海的探測距離通常就是雷達波直線照射的範圍。確定雷達的探測範圍需要綜合考慮雷達頻率、目標對於該頻率的雷達反射面積、雷達發射功率、天線增益、信號處理、大氣衰減等很多要素。同時運作不同型號、不同波形、不同頻率的雷達可以降低氣象或者隱身、電子幹擾等對抗措施對探測效果造成的影響。 https://i.imgur.com/TyIJ1zi.jpg

> 中國島礁雷達可能的覆蓋範圍在擁有足夠的功率、天線增益和信號處理能力時，中國在南海部署的這些雷達可以在數百公裏範圍內探測到小雷達反射面積的目標。這個雷達網絡對民航機或者美國海軍P-8A反潛巡邏機這類更大型的目標將擁有很好的態勢感知能力。【機載雷達】本次調查主要針對中國島礁上的陸基對空、對海雷達，不過從這些島礁起飛的有人或無人駕駛飛機同樣擁有雷達探測能力，它們包括空警-500預警機和運-9Q反潛巡邏機。在2020 年4月拍攝的商業衛星照片上可以看到永暑島機場停有這兩種飛機。機載雷達的探測距離同樣受到目標雷達反射面積和大氣衰減的限制。一架在南沙群島上空盤旋的空警-500和2架在南海大範圍巡邏的運-9Q基本上能雷達覆蓋整個南沙海區的範圍。 https://i.imgur.com/oT3lbFg.jpg

> 空警-500和運-9Q的機載雷達覆蓋範圍【微波超視距雷達】南海島礁上可能部署了7座超視距雷達，對水面艦艇目標的探測距離可能高達450公裏。在三座大島礁上各有一對外觀相同的建築，9米x15米見方，頂部有一座小型圓柱體雷達罩，兩座建築被布置在島礁的兩端以盡量拉開距離，達到更好的信號三角測量效果；在華陽礁上還有一座同樣的建築。它們都布置在海岸邊，對海視野不受遮擋。基於建築外觀、相對位置、視野和距離海平面的高度，可以判斷它們是和俄羅斯Mineral-ME（北約代號“音樂臺”）或MonolitB超視距雷達系統相似的主/被動微波超視距雷達系統。中國通過1990年代進口的2艘現代級驅逐艦獲得了Mineral-ME雷達的技術，並應用到自行設計的“第四代”H/LJQ-366超視距雷達上，現在中國海軍大部分水面艦艇都裝備了這型雷達。 https://i.imgur.com/7v2E6TJ.jpg

> 華陽礁（左）、渚碧礁南部（中）和永暑島北部（右）的超視距雷達俄羅斯的超視距雷達分為艦載（Mineral-ME）和岸基（MonolitB）兩個系列，用於海洋監視和反艦導彈跟蹤。系統包括三個部分：一部8-10吉赫X波段有源雷達、一部1-12吉赫被動雷達和壹套數據鏈，利用大氣波導效應（海洋表面水蒸氣造成的電磁波折射率梯度異常）進行超視距探測，有源探測距離為250公裏，被動探測距離達到450公裏。 https://i.imgur.com/7HKrGd2.jpg

> 現代級艦橋頂上最大的一個雷達罩就是“音樂臺”超視距雷達的有源雷達部分中國的H/LJQ-366雷達具有同樣的性能，島礁上的這7座超視距雷達位置和方向都設置得非常合理，相互之間達到最大間隔以拉長探測基線，還可以通過數據鏈和附近配備366型雷達的軍艦交換雷達/電子信號進行目標三角測量定位。 https://i.imgur.com/yukrCIz.jpg

> 2019年10月“太原”艦訪問東京時網友拍攝的艦橋頂部366雷達特寫俄制艦載Mineral-ME雷達的數據鏈有效工作距離在視距範圍內（約35公裏），而這些岸基雷達可依靠島際通信系統在遠得多的距離上交換目標數據。南海島礁上的氣象站提供了高精度的天氣與水文預報以增強這類超視距雷達的大氣波導利用效率。 https://i.imgur.com/8WltFDH.jpg

> 南海島礁超視距雷達覆蓋範圍【結論】解放軍依靠整個多樣化、高冗余、頻譜無縫銜接的雷達網絡而不是其中的任何單一系統來探測外國軍艦和飛機，獲取戰場的信息控制權。這些以島礁為基地的探測系統和其它太空、機載、艦載、水下傳感器相互連結，構成一張巨大的、分布式的傳感器網絡。同時在全頻譜範圍內對解放軍的傳感器網絡進行電磁幹擾將是非常困難的，需要一個高度集成的幹擾體系，包括各種移動的和固定式的幹擾手段。由艦隊和飛機組成的雷達網可以極大地增強南海地區的空中/水面態勢感知能力。 https://i.imgur.com/J1KNsDS.jpg

> 各類雷達相互疊加的探測範圍本文無法驗證中國反隱身雷達對付西方隱身飛機的有效性，但是渚碧礁的天線陣列以及大量的公開資料都顯示解放軍已經充分掌握了相關技術並且進行了實地部署。隱身飛機采用的外形設計和吸波材料通常針對更高頻率的雷達系統，如果能夠達到中電科第38所聲稱的三坐標探測精度，那渚碧礁上的這部雷達確實可以幫助發現隱身飛機並引導導彈進行攻擊。同時它還能和其它島礁上及周邊的其它類型探測系統一起提供一幅跨頻譜的綜合戰場態勢全景畫面。心得：原文英文：https://www.jhuapl.edu/NewsPublications/Publications 文中的地名都是中國譯法，圖片中的文字無法編輯。技術上的東西我也不懂，發出來和各位一起討論 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 104.32.152.231 (美國) ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Military/M.1607229303.A.4F7.html

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