日本《軍事研究》雜志(月刊)9月號刊登防衛(wèi)技術(shù)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(wèi)隊22DDH“出云”號直升機護衛(wèi)艦下水。被世界分類為直升機航母的“出云”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(biāo)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(qū)逐艦上搭載的宙斯盾系統(tǒng)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(fā)出有源相控陣雷達的日本的FCS-3系列多功能雷達，繼裝備于“日向”號直升機護衛(wèi)艦后，陸續(xù)裝備至日本的新型艦艇。日本國產(chǎn)開發(fā)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(shù)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(yōu)勢得到廣泛認同。日本和歐洲也在開發(fā)和裝備了同樣方式的雷達的同時，也利用電子技術(shù)的進步，開發(fā)出與SPY-1不同的產(chǎn)品。

SPY-1雷達采用的是無源相控陣雷達，即經(jīng)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(fā)的是有源相控陣雷達。

有源相控陣雷達將移相器和半導(dǎo)體增幅器組合成模塊，無需配備傳統(tǒng)的大電力放射器，而是將標(biāo)準(zhǔn)信號放射器的小電力信號提供給各模塊。在模塊內(nèi)用移相器改變相位后，信號增強，經(jīng)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(dǎo)體增幅器那樣的有源部分，因此被稱為有源陣列。另外，模塊里面除了放大發(fā)射電波的部分外，還容納了放大目標(biāo)反射接收信號的部分，因此通常被稱為發(fā)射和接受模塊。

在上世紀五六十年代，像SPY-1采用的S波段那樣用半導(dǎo)體增幅高周波的技術(shù)尚不成熟，需要小型化的艦載多功能雷達很難采用有源相控陣列。只能從傳統(tǒng)電子管放射器經(jīng)由復(fù)雜的供電導(dǎo)波管向各移相器提供大電力。然而，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進步，現(xiàn)在有源陣列不再是問題，已經(jīng)到了各國都能夠開發(fā)的程度。

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

1986至1988年研發(fā)的FCS-3試制機在近海陸地上進行試驗后發(fā)現(xiàn)，其在搜索探測和跟蹤海上飛行的多個目標(biāo)方面，性能超乎預(yù)期。1990至1994年實施的FCS-3雷達開發(fā)中，日本科研人員結(jié)合時代技術(shù)進步，制出了硬軟件都煥然一新的實用裝備型號，并經(jīng)陸上試驗后，將之搭載于海上自衛(wèi)隊“飛鳥”號試驗艦上。1995至1998年實施的海上技術(shù)試驗及實用性試驗中，F(xiàn)CS-3在所有試驗項目中，都發(fā)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(dǎo)彈的試驗中，取得了令人驚奇的好成績，遠遠超過試驗預(yù)期。

通過“飛鳥”試驗艦確認能力后，防衛(wèi)廳又根據(jù)技術(shù)試驗和使用試驗結(jié)果重新設(shè)計了FCS-3實用機，并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(wèi)艦和18DDH“伊勢”號直升機護衛(wèi)艦，之后又一邊改良和提高性能，一邊陸續(xù)裝備后續(xù)艦艇。

陸續(xù)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(wèi)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(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其作為護衛(wèi)艦群旗艦的指揮控制能力也顯著增強。尤其值得關(guān)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(dǎo)彈構(gòu)成的“短薩姆”導(dǎo)彈系統(tǒng)，單艦防御能力得到加強。

FCS-3雖然是FCS-3開發(fā)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(gòu)并未改變。兩個直徑1.5米的固定型天線陣面一個設(shè)在上層建筑和前部艦橋的上前方和左側(cè)，另外兩個陣面設(shè)在后部艦橋的上后方和右側(cè)，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(nèi)部裝有數(shù)千個發(fā)射和接收模塊，按照計算機的指令發(fā)射電波筆形波束，搜索特定空間，可以探測和跟蹤多個目標(biāo)。

FCS-3控制的防空導(dǎo)彈ESSM需要通過X波段電波來實現(xiàn)飛行中期指令制導(dǎo)和飛行末期間歇連續(xù)波照射制導(dǎo)，因此在目標(biāo)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波段天線也采用相控陣列放射制導(dǎo)電波，因此與宙斯盾艦使用的機械可動型連續(xù)波照射器CWI不同，實際上不受控制導(dǎo)彈數(shù)量的限制。垂直發(fā)射ESSM導(dǎo)彈的Mk-41垂發(fā)系統(tǒng)在船體后部右舷側(cè)裝備了16個單元。不過，因為還兼用于垂直發(fā)射”阿斯洛克“反潛導(dǎo)彈，所以只有4個單元用于發(fā)射ESSM導(dǎo)彈，其余12個單元則給”阿斯洛克”用。

由于裝備可處理多個目標(biāo)的有源相空陣列多功能雷達系統(tǒng)，“日向”艦在2009年實施的導(dǎo)彈發(fā)射試驗中，成功擊落了目標(biāo)。

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(tǒng)型的個別雷達，但為了掌握近距離水面目標(biāo)和沿岸情況，日向級直升機護衛(wèi)艦還裝備了傳統(tǒng)護衛(wèi)艦使用的OPS-20C航海雷達。