技術湃︱薩德雷達能看多遠

美國和韓國決定在韓國部署反導系統， 引起中國安全專家的擔心。 擔心的一個技術原因是， 在韓國的薩德雷達探測距離太遠， 可以窺視中國洲際導彈彈頭的飛行資料。 美國和韓國政府並未在公開場合正式回應這一技術問題， 只是說“這個系統不針對其他國家”。

在非官方場合， 學者們對薩德雷達的探測距離有不同看法， 我們不妨將他們分為長距離派和短距離派。 他們之間的爭論看似玄妙， 其實不難理解。

通常， 我們將雷達的最大探測距離簡稱為雷達的探測距離， 推算雷達的探測距離需要大致瞭解雷達的工作原理。

雷達利用其天線向外投射雷達波（一種電磁波）， 雷達波遇到目標就可會被目標反射回來一部分， 稱為雷達回波。 雷達回波返回雷達後被天線接收到一部分， 在雷達中形成一個信號。 如果信號明顯高於雷達的雜訊， 那麼， 雷達就可以識別這個信號， 這時， 我們就認為雷達能夠探測到這個目標。 如果一個目標在雷達中產生的信號剛剛好能從雜訊中識別出來， 這時， 這個目標就恰好位於雷達的最大探測距離上。 如果目標太遠， 回波信號就會淹沒在雜訊中。

在韓國部署薩德系統， 其宣稱的目的是攔截朝鮮的導彈。 因此， 薩德雷達對朝鮮來襲彈頭的探測距離應該能夠覆蓋朝鮮全境， 這個距離大概需要四、五百公里，

設為500公里。 短距離派的學者就認為， 薩德雷達的探測距離僅為800公里， 其中大約500公里用於探測朝鮮導彈的軌道， 剩下的300公里冗餘的探測距離的確會延伸進中國， 但是， 對中國領土覆蓋範圍極為有限， 探測到中國洲際導彈彈頭軌道的機會極小， 中國不應感到擔心。 長距離派認為， 薩德雷達的探測距離能夠達到2000公里。 其中僅不到四分之一的距離用於探測朝鮮導彈， 其他大部分探測範圍可用於探測途經中國東北的中國洲際導彈彈頭的軌道。 雙方爭論的焦點是：薩德雷達的探測距離到底超出了朝鮮領土範圍多少；爭論的起因是公開資料中獲取的一些技術參數有些不確定。

實際上， 我們可以換個角度來看這個問題，

完全按照美韓宣稱的部署薩德系統的目的來推測其探測距離， 這樣爭議也許會小一些。

在韓國的薩德雷達的視線範圍應該是個扇面形狀， 扇面的中心線指向北略偏西， 這樣才能覆蓋朝鮮全境。 沿著這個視線範圍的扇面延伸， 就會覆蓋中國的東北地區和俄羅斯的遠東地區。 如果中國發動核反擊， 從中國中東部地區發射的洲際導彈的一部分軌道恰好在這個視線範圍內。 這是薩德雷達在水準方向視線的覆蓋範圍。 在豎直方向， 如果薩德雷達對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的視線中。 如果探測距離更遠，

薩德雷達視線會被地平線所遮擋。 在下面的計算中， 我們並不假定薩德雷達可以大幅度改變監視方向， 我們只考慮飛經東北的中國核反擊洲際導彈彈頭。

朝鮮如果用導彈攻擊韓國， 其導彈是向南飛行的， 因此， 薩德雷達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是向北飛的， 因此， 薩德雷達看到的是中國核反擊彈頭的側後方。 由於彈頭不同方向雷達截面差異巨大， 上述兩種視角帶來的探測距離結果差別極大。

這裡我們就得到了一個簡化的物理題：在雷達參數不變的情況下， 雷達的探測距離與目標的雷達截面之間的關係是怎樣的？下面我們按照雷達的工作原理， 首先一步步推導出這個關係式。

雷達向外投射雷達波， 雷達波會以錐形向前傳播， 因此， 單位面積上的雷達波功率密度與探測距離R的平方成反比。 雷達波到達目標後， 會被目標反射一部分雷達波， 反射的這部分雷達回波的功率與雷達截面RCS成正比。 雷達回波從目標返回到雷達還需要走探測距離R， 因此， 被雷達探測到的雷達回波的功率與R的平方也成反比。 因此， 雷達接收到的目標信號強度與目標的雷達截面RCS成正比， 與探測距離R的四次方成反比。 將目標信號強度與雷達雜訊強度進行比較， 就能得到一個等式， 用於確定雷達的探測距離。 在這個等式中， 除了目標的雷達截面， 其他參數都是雷達的技術參數。 如果我們假定薩德雷達在偵測朝鮮來襲彈頭和偵測中國核反擊彈頭時所使用的參數是一樣的， 那麼，薩德雷達的探測距離R的四次方就與目標的雷達截面RCS成正比，或者說，探測距離R與目標雷達截面RCS的四次方根成正比。

有了上述關係式，我們就可以代入資料，估算薩德雷達的探測距離。按照O’Donnell博士的授課講義，彈頭側後方的雷達截面為：0.75平方米；彈頭前向的雷達截面為：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，雷達對一個彈頭側後方的探測距離是對其前部探測距離的五倍。

如果薩德雷達對朝鮮來襲彈頭前部的探測距離是500公里，那麼，對途經東北地區的中國核反擊彈頭側後方的探測距離就可能達到2500公里。這裡並沒有考慮薩德雷達為偵測朝鮮來襲彈頭所留下的探測距離的冗餘。如果加上300公里的冗餘，那麼，薩德對朝鮮來襲彈頭的探測距離達到800公里，這時，薩德雷達對途經東北的中國核反擊彈頭的攔截距離理論上可以達到4000公里，也就是說，途經東北的中國核反擊彈頭在隱沒在地平線以下之前，其側後方都可能在薩德雷達的探測距離以內。

上述推算的定量結論是：即使薩德雷達在探測距離上留下的冗餘量不大，其對途經東北的中國核反擊彈頭的探測距離也非常大，達到數千公里。我們按照短距離派給出的雷達參數，考慮了彈頭不同方向雷達截面的不同，得到了長距離派的結論。

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對其探測距離留下的冗餘量太大，而在於韓國的地理位置極為特殊，剛好位於中國腹部的外側。這使得部署在韓國的薩德雷達能夠看到中國途經東北的核反擊彈頭的側後方。韓國的這種特殊地理位置對於韓國與中國的經貿和文化關係非常有利；但是，從軍事安全角度來看，韓國必須極為謹慎。

那麼，薩德雷達的探測距離R的四次方就與目標的雷達截面RCS成正比，或者說，探測距離R與目標雷達截面RCS的四次方根成正比。

有了上述關係式，我們就可以代入資料，估算薩德雷達的探測距離。按照O’Donnell博士的授課講義，彈頭側後方的雷達截面為：0.75平方米；彈頭前向的雷達截面為：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，雷達對一個彈頭側後方的探測距離是對其前部探測距離的五倍。

如果薩德雷達對朝鮮來襲彈頭前部的探測距離是500公里，那麼，對途經東北地區的中國核反擊彈頭側後方的探測距離就可能達到2500公里。這裡並沒有考慮薩德雷達為偵測朝鮮來襲彈頭所留下的探測距離的冗餘。如果加上300公里的冗餘，那麼，薩德對朝鮮來襲彈頭的探測距離達到800公里，這時，薩德雷達對途經東北的中國核反擊彈頭的攔截距離理論上可以達到4000公里，也就是說，途經東北的中國核反擊彈頭在隱沒在地平線以下之前，其側後方都可能在薩德雷達的探測距離以內。

上述推算的定量結論是：即使薩德雷達在探測距離上留下的冗餘量不大，其對途經東北的中國核反擊彈頭的探測距離也非常大，達到數千公里。我們按照短距離派給出的雷達參數，考慮了彈頭不同方向雷達截面的不同，得到了長距離派的結論。

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對其探測距離留下的冗餘量太大，而在於韓國的地理位置極為特殊，剛好位於中國腹部的外側。這使得部署在韓國的薩德雷達能夠看到中國途經東北的核反擊彈頭的側後方。韓國的這種特殊地理位置對於韓國與中國的經貿和文化關係非常有利；但是，從軍事安全角度來看，韓國必須極為謹慎。