[科普中国]-火控雷达为什么格外“火辣辣”

雷达大家听得太多了，其种类繁多，可谓是琳琅满目，而有一种神秘的雷达，它的名字频繁地出现在各种热点新闻里，这就是火控雷达。今天，咱们就来聊聊它。

先说个历史故事
第二次世界大战时，德国的U型潜艇曾经让盟国闻风丧胆， 德国海军使用狼群战术，一度让他们的潜艇变成杀伤力空前的武器。
英国首相丘吉尔在他的回忆录里写道：“战争中最使我心惊胆战的是德国潜艇的威胁。”
二战时，虽然潜艇出尽了风头，但那时的潜艇有一个致命的弱点，隔一段时间就必须浮出水面透气、充电等。起初，这个弱点并不是那么致命，因为即使上浮，被远方的军舰发现，问题也不是那么大，因为对方的军舰从看见潜艇到赶过来抛深水炸弹，总会有一个时间差。
但是后来，英国把雷达安装在了飞机上，这就不妙了，雷达就像人的眼睛，不同的是，雷达看得更远，且不分白天和黑夜。从发现到飞到潜艇上空，时间大大缩短，这下，德国的潜艇损失惨重。
德军损失多艘潜艇后，很快明白这是怎么回事，于是紧急做了一批雷达信号接收机，安装在每艘潜艇上，当潜艇上浮时，只要一接收到盟国的雷达信号，二话不说，马上紧急下潜，从而避免了被深水炸弹轰。

图为德国潜艇上安装的雷达接收机。德国的潜艇官兵给它取了个名字，叫做“比斯开湾十字架”，因为那时的德军潜艇正频繁地进出大西洋的比斯开湾上

以上提到的这件史实，主要是想说明，在战斗机、军舰、潜艇上安装雷达接收机，从而接收到敌方的雷达信号，这在二战时就有了。
我们还可以从另一个角度上来说明这事的容易程度。

雷达原理示意图

每个雷达都有信号接收机，否则它就不能接收到反射回来的雷达波。而战机也有雷达信号接收机。那么，对于雷达和战斗机，哪个能接收到更多的雷达信号？当然是战机，因为雷达接收到的信号是发射出去后再次反射回来的信号，而空中的战机，它是直接接收到雷达信号。
战机接收到的信号与地面雷达到战机距离的平方成反比。
而雷达接收到的反射信号强度，其与战机距离的4次方成反比。
瞧，差别就是这么大，所以，战机上的敌方雷达信号接收机，其灵敏度即使很小也能正常工作。
战机是怎样知道自己被锁定的？
实际情况是，在一些敏感海域飞行，比如南海、东海等海域，无论是中国的飞机，还是菲律宾、日本和美国的飞机，其实，它们通常都是被各种军用或民用的雷达波扫描的，而且，飞机自身也知道这种扫描的存在。
现在的问题是，既然知道被各种雷达波扫描，为什么偏偏就只有火控雷达的信号那么敏感？
这当然是因为火控雷达的信号有点不一样，通俗地说，这种信号有点“火辣辣”的感觉。
众所周知，雷达依靠发射电磁波进行目标探测，现在我们问，要想让雷达能探测到很远很远的距离，我们应该使用哪种电磁波？
X射线？
还是波长较长的无线电波？
当然是后者，就像收音机，它有时能接收到其他国家的广播，这是因为广播信号的波长较长，在10米到100米之间，这样的波长能传播很远的距离，因为它不易被大气吸收。
也正因此，各种远程预警雷达通常采用米波或者分米波，虽然预警雷达看得很远，但有得必有失，其缺点是，探测目标时不够精确，近距离时，根本无法指导舰艇或者战机上的导弹、火炮、机炮进行开火。
因此，近距离时，为做好战斗准备，需要非常精确地测定敌机的各项参数，如速度、距离和方位等信息，此时就需要换成波长较短的那种电磁波，比如厘米波，这是火控雷达常用的信号。
这就是其中的一个不同，即波长的不同。
而第二个不同是，火控雷达的波束很窄，能量很击中。

雷达波波束宽窄示意图，波束越窄，能量越集中，分辨率越高。

第三个不同是，目标走到哪，雷达波就照射到哪，到最后就是被锁定了。

预警雷达类似上图一样，雷达波对前方120度扫描

当雷达从预警模式切换到火控模式后，就是定向扫描和跟踪了。

就如同你在黑夜里行走，有一个探照灯180度扫描，隔一会儿，灯光照到你一下，而如果探照灯就盯着你，你走到哪里，灯光就跟随你到哪里，且换成了不同的光（更短的波长），灯光的功率也变大，那么此时，战机上接收到的雷达信号肯定就大不一样了，它会发出类似嘟嘟嘟地报警，以警告飞行员，我们已经被敌方锁住，敌方随时可能开火，甚至有可能，敌机的导弹已经离弦。

在战时，当飞行员知道自己被火控雷达锁定后，肯定是心跳加速或冷汗直冒，下一步应该做的是大幅度机动，试图跳出对方的锁定，或躲避可能到来的攻击，接下来，要么暂时逃离，要么转头做好各种战斗准备，准备迎敌。