AN/FPS-115“鋪路爪”相控陣遠端預警雷達

台灣“鋪路爪”的引進

2013年2月1日，臺軍在新竹樂山舉行了AN/FPS-115“鋪路爪”相控陣遠端預警雷達的成軍典禮，該雷達被台灣奉若對抗大陸彈道導彈的神器。

“安邦計劃” 1996年3月解放軍進行導彈演習期間，臺“國防部”十分緊張，當時立刻命令臺軍用“長白”相控陣雷達對解放軍導彈試射區域進行全面監控，並要求“中山科學院”從“天弓”計劃室、電子和導彈火箭研究所抽調頂級技術人員組成“隕石計劃”專案小組。臺軍企圖借助“長白”相控陣雷達的能力，利用從美國購入的“彈道數位模擬軟體”，根據解放軍導彈的飛行軌道和速度，逆向推算出導彈的發射地點。

不過，由於“長白”雷達原本是用於偵測飛機的中程預警雷達，無法有效偵測解放軍彈道導彈的軌跡。雖然“中科院”事先將雷達軟體加以修改，重新設定搜索模式，並加強其對目標信號的辨識功能，但由於“中科院”和臺軍方沒有偵測彈道導彈的經驗，因此只能像沒頭蒼蠅一樣滿天找導彈，根本無法預先設定高度和方位加以搜索。

“長白”雷達的缺陷使得臺軍積極尋求遠端預警雷達。1997年臺軍在“隕石計劃”的基礎上制定了“安邦計劃”，即向美國購買兩套美軍現役“鋪路爪”遠端預警雷達的修改型，部署在台灣島南、北兩處陣地，來達到先期預警目的。

競爭方案 1998年，台灣正式向美國提出採購要求。1999年，台灣在每年4月舉行的美臺軍售會議上再次提出，美國以尚待評估回絕。當年11月，臺“國防部”施政報告中正式將“構建遠端預警雷達與低空反導系統”作為未來整軍備戰重點之一。經過臺美雙方反覆討價還價，2004年3月，美國國防部正式決定將價值17.76億美元的兩套遠端早期預警雷達及相關設備賣給台灣，這也是美國首次出售這種設備給國外。

在雷達選型和建設招標中，美國洛·馬及雷錫恩公司分別提出了設計方案。雷錫恩提出了改進型AN/FPS-115“鋪路爪”方案，改進後的型號將具有探測噴氣式空襲武器如飛機和巡航導彈的能力。洛·馬競標的是體積較小的類似“宙斯盾”系統的旋轉式雷達，以洛·馬的AN/SPY-ID（V）為基礎，是封閉在一個整流罩中的旋轉超高頻數字波束雷達。該雷達是洛·馬為擴展的中程防空系統生産的超高頻數字雷達的副産品。洛·馬還提出，假如該雷達無法探測到低空低雷達截面積巡航導彈，他們還可提供AN/TPS-59戰區導彈防禦雷達來防禦單個雷達所無法覆蓋到的台灣南部地區，但由於雷錫恩公司的公關和技術原因，洛·馬在2005年2月宣佈放棄競爭。2006年5月，雷錫恩公司以“鋪路爪”雷達為核心的監視雷達項目通過設計評審，最終落戶台灣空軍。

有限部署按照雷錫恩公司方案，臺將購入兩套“鋪路爪”部署于台灣島南、北，但雷錫恩公司的交付推遲了3年，而且成本一路攀升，使台灣放棄了第二部雷達的部署，最終台灣空軍于2007年8月在新竹樂山五峰鄉開始了“鋪路爪“雷達陣地的施工。

這項計劃于2003年通過時預算為302億元。2008年因颱風侵襲基地，美方以改良基地土質、地基與擋土墻為由，提出追加52億元。2009年馬英九上任後，美方對這套系統的情報分享出現猜忌，突然提出加裝“防情資泄密軟體”，耍求追加12.5億元用於研發“反竄改科技保護技術”。2012年美國又追加2億美元，使得總經費暴增近新台幣100億元，交付後台灣每年還要負擔約2000多萬美元的維持費及水電費，臺軍方要求美方不得再次加價。2012年，所有陣地建設項目及雷達系統整合完成。自釣魚島問題僵持不下後，美計劃在日本設置一座與台灣相同的遠端預警雷達，臺宣稱，未來臺空軍將要求美方按比例攤還研發經費。臺媒體宣稱該雷達已經監測到了大陸進行的多次導彈試驗。

台灣“鋪路爪”的部署

台灣地少人多，工業和民生設施密集，部署“鋪路爪”這種大型軍用設施有難度。但臺軍經過多年考察，依託現有雷達設施，完成了這種大型雷達的部署。

選址與部署 臺軍最早希望引進2套“鋪路爪”雷達，並在美方技術人員協助下，在全島範圍內勘察，最終選定了新竹樂山和屏東裏龍山構建雷達陣地。由於兩套雷達從引進到完成陣地部署需4年且耗資巨大，因此臺軍決定採用“雙點部署”方案分兩階段進行部署：先在北部樂山陣地部署1套，雙面天線2400朝向大陸，以偵測陸地發射導彈為主：爾後，在南部裏龍山陣地部署1套，主要涵蓋台島東部海域。但部署工作遭遇種種問題，最後僅保留了北部樂山陣地，也僅為單面陣。新竹樂山陣地原為臺空軍一處雷達陣地，為部署“鋪路爪”而進行了大肆改造。從2012年開始，只要用iS06版本的蘋果導航地圖就能查到樂山基地的衛星照片，雷達主體清晰可辨。台灣空軍表示將強化偽裝來消除影響。

組成與分佈 新竹五峰鄉的樂山“鋪路爪”雷達站位於2620米高的樂山山頂，整個陣地建在一個長約500米，寬約260米範圍內的平臺上。雷達站分成雷達控制中心和雷達天線陣面兩部分。天線陣面設在西南側，31米高的墻面後傾20°，裝有近1800個發射陣元。控制中心在北面，內有3套不同的電腦系統，擁有探測和跟蹤2種操作模式，能計算導彈發射及命中地點。陣地內有車庫、地下油池、油機房、水塔和人員宿舍。

警戒 由於大型雷達存在電磁輻射危害，因此陣地的勘查和周邊活動的限制十分嚴格。例如，建在美國麻省鱈魚角的“鋪路爪”預警雷達，附近居民癌症發生比率就偏高。電磁探測波束還可能干擾飛機，造成飛行安全問題。對此，臺“中科院”與美方人員曾前往基地周邊的新竹登山步道實地測量，確認雷達波束不會對民眾造成輻射。此外，臺已對雷達波束可能輻射的範圍，包括以雷達陣地為中心5千米半徑、地面以上20000米高度內，發佈限航區飛航公告，禁止軍、民航機飛越陣地周邊。由於“鋪路爪”雷達高度近10層樓，目標明顯，加上鄰近登山步道，有百姓利用望遠鏡拍攝雷達並上傳到網路，為此臺軍在軍事禁地周圍都設置了勸導牌。

運行與管理 該雷達站原屬空軍第三管制中心，現隸屬空軍戰術管制聯隊第l偵搜預警中心。空軍戰管聯隊主要擔任早期預警及戰術管制之防空任務，下轄各中心、中隊、分隊、機動分隊等共17個單位，指揮部設在台北松山基地。

台灣“鋪路爪”部署動因

台灣引進和部署“鋪路爪”雷達可謂不惜代價，台灣為什麼對此情有獨鍾呢？

兌現協臺防禦承諾 美國2003年宣佈售臺“銷路爪”時正值美大選和《與台灣關係法》制定25週年之際，美軍方在承諾協臺防禦的同時，試圖通過美制武器鞏固軍事同盟關係。對台灣而言，其“鋪路爪”雷達可以與美國衛星連結，實現實時資訊共用，以獲得美國的資訊支援。美國也可以利用部署在台灣的“鋪路爪”來監視大陸的一舉一動。

實現戰術聯合 從軍事意義上説，這套預警系統對台灣的反導能力的提升意義不大，但意味著臺美情資通聯的提升。在“安邦計劃”開工之時，臺軍方還悄然推進其“博勝專案”。該計劃包括“博勝1號”的數據鏈系統和“博勝2號”白勺指揮、控制、通信、情報、監視和偵察系統兩項。為此，美國出售給台灣總價值15億美元的102套多功能資訊分發系統/低容量終端和20套艦載上傳終端的多功能資訊分發系統。該系統是LINK-16（美國和北約部隊廣泛採用的一種具有擴頻、跳頻抗干擾能力的戰術數據鏈）獨有的配套系統，可提供資訊加密與傳輸、自動入網、自動中繼轉發等功能，形成一套完整的戰場態勢圖，給分散在戰場上各級指揮中心的指揮官使用。因此，“博勝專案”建成後，臺軍不僅能完成自己內部指揮與控制的綜合，還會建立起與美軍戰術交流的平臺。

彌補美反導預警不足 美國導彈防禦系統主要部署在中北太平洋地區，在臺部署遠端預警雷達可以覆蓋整個中國大陸、北韓半島、俄羅斯遠東部分地區，從而彌補美在亞太地區沒有遠端預警系統的缺陷。實際上，以臺海的近距離，即使它在最早時間內偵測到大陸中短程彈道導彈的發射，臺軍也沒有足夠的反應時間。何況這種裝備是冷戰産物，其戰略意圖是“互保毀滅”，即及時發現對方洲際導彈來襲後，發動全面反應，實現共同毀滅，但台灣沒有“確保摧毀”的能力。若它用來偵測洲際導彈，對台灣沒有直接好處，頂多起到協助美軍作戰進而間接保護自己的作用。因此，台灣購買遠端預警雷達只是替美國監視大陸。

構建全程預警網 台灣島沒有戰略縱深可言，即使是台灣海峽，最窄處也只有135千米，作戰飛機只要幾分鐘就可飛過。在部署“鋪路爪”雷達之前，臺對空雷達對我20000米高空目標的最大探測距離為500千米。而“鋪路爪”雷達部署後，臺對空警戒距離可以達到數千千米，可有效探測大陸戰鬥機、攻擊機、巡航導彈和彈道導彈等目標，及早獲取預警資訊，贏得更長的攔截反應時間。

台灣“鋪路爪”的能力

臺軍“鋪路爪”雷達一方面受到台灣海峽地理限制，另一方面被美國進行了簡化，因此其作用會有一些變化。

探測範圍增大，但受到地球曲率限制 “鋪路爪”雷達主要用於探測與跟蹤彈道導彈、巡航導彈和地球同步軌道衛星等目標。在部署“鋪路爪”前，臺現有防空裝備僅具備終端彈道偵測能力，且反應時間極短。其中，空軍E-2T預警機和GE-592、HARD等戰管雷達偵測距離約460千米，無法探測高速飛行的彈道導彈。海軍觀通雷達探測距離僅37千米，即使部署不久的CS/FPS-500雷達探測距離也只有233千米。臺軍引以為豪的“天弓”導彈系統的“長白”相控陣雷達，對戰機和彈道導彈的探測距離也分別只有300千米和150千米。此次部署的“鋪路爪”在無電磁干擾條件下，對戰術彈道導彈探測距離達到3300千米。臺空軍司令部參謀長陳添勝中將在立法院答詢時稱，該雷達偵測範圍達3000千米，是台灣現有雷達的5倍，並可發現隱身飛機，探測距離可深入到新疆，還可接收東北亞與東南亞部分地區信號，包括釣魚島和南沙太平島等空情。據臺官員透露，該雷達在2012年12月北韓火箭發射時，捕捉到火箭發射彈道，並且全程掌握從火箭點火到墜落點的整體動態，比日本方面早了2分鐘，並與美日軍方作了情報交流。

雖然其探測距離較遠，但是由於該型雷達工作于微波波段，電磁波傳播形式是視距傳播，“鋪路爪”探測低空目標的極限距離要受到地球曲率限制。考慮到“鋪路爪”雷達站位於2610米高的山頂，則利用視距公式可計算出該雷達對低空目標如巡航導彈及水面艦艇等的極限探測距離為210千米，如果再考慮電磁波的各種傳播損耗，則該雷達對低空目標的探測距離不超過200千米。

系統反應加快，但偵測數據不夠精確 與普通雷達不同，“鋪路爪”雷達採用電子掃描而不是機械掃描，天線波束指向由電腦管理，控制靈活，實現了無慣性快速掃描（掃描一次所需時間為6秒）。此外，“銷路爪”雷達採用全數字工作方式，搜索和跟蹤信號數據處理與電腦結合，縮短了對目標信號檢測、錄取、資訊傳遞的時間，提高了反應速度。當“鋪路爪”搜索遠距離目標時，天線陣列上的輻射器通過電腦控制集中向一個方向發射、偏轉，達到電磁能量的集中使用。在對付較近目標時，這些輻射器又可以分工負責，有的搜索，有的跟蹤，有的引導，同時工作。雖然目前台灣只部署1套遠端預警雷達，但其對射程600千米的來襲導彈（飛行時間415秒）可提供303秒的預警時間，時效比為73%，使“愛國者”導彈攔截距離達40千米，是無預警情況下（攔截距離9千米）的4.4倍。對射程1000千米的來襲導彈（飛行時間553秒），可提供414秒的預警時間，時效比為75%，攔截距離達31千米，是無預警情況下（攔截距離5千米）的6.2倍。

但是由於“鋪路爪”雷達工作頻寬有限，在搜索模式下為100kHz，跟蹤模式下為1.0MHz，根據頻寬與解析度的關係，可知該雷達的最高距離解析度僅為150米。如此低的解析度限制了雷達區分目標真偽的能力，導致其偵測的彈道參數不夠精確。此外，“鋪路爪”在回到搜索模式之前不能長時間對目標進行跟蹤。基於以上原因，“鋪路爪”還不能直接引導反導武器對來襲彈道導彈進行有效攔截，其作戰的時效性還有待提高。

功能更綜合，但能力受局限按照設計，“鋪路爪”每個天線陣面上的輻射單元自動分成56個子陣，每個子陣由各自的發射機供給電能，也由各自的接收機接收回波。工作狀態下，“鋪路爪”形成多個獨立控制的波束，分別執行搜索、探測、識別、跟蹤等功能。針對不同作戰需求，通過修改軟體即可實現同時搜索、探測、跟蹤不同方向和不同高度的多批目標。此外，雖然雷達陣列傾角是20°，但實際上天線波束指向的最高仰角達到105°（過頂），這使其可實現對衛星的跟蹤。簡氏曾透露該雷達完全滿足跟蹤中低軌道衛星的能力，如目前大多數對地觀測衛星（軌道高度1000千米左右）等。但受到政策限制，美方只允許台灣擁有“容許範圍內的自衛能力”，臺軍能得到的只是被限制了作戰能力的裝備，其空間探測跟蹤能力很可能通過軟體進行了遮罩，這將讓台灣無法探測大陸近年來發射入軌的衛星。據説這是因為當年台灣和華盛頓就雷達監視項目進行協商時，雙方認為當時中國大陸的空間項目尚處初級階段，因此沒有必要使雷達具有空間跟蹤能力。

此外，臺軍“鋪路爪”在建設中也存在無法與臺軍“愛國者”導彈、“博勝”指揮控制系統連接的情況，雖然台灣後期一直致力於改進和整合，但效果有限。

“三抗”能力加強，但目標明顯在抗干擾方面，“鋪路爪”雷達可以利用分佈在天線孔徑上的多個輻射單元綜合成非常高的功率，可以根據不同方向上的需要分配不同的發射能量，易於實現自適應旁瓣抑制和自適應抗干擾。在抗反輻射導彈打擊方面，“鋪路爪”雖然發射的電磁信號功率達到582.4千瓦，但其工作在UHF波段（420MHz-450MHz），頻率較低，而目前主流反輻射導彈的被動導引頭是針對其他波段雷達設計的，在攻擊“鋪路爪”時很難保證命中精度。即使研製專用的導引頭，由於反輻射導彈彈頭尺寸有限，低頻率接收天線難以安裝到彈頭體內。此外，“鋪路爪”雷達站體積龐大，即使毀傷部分天線陣元仍能繼續工作，並可在開機狀態下更換毀壞的天線陣元，因此使用彈藥量較小的反輻射導彈很難實現理想的打擊效果。在抗隱身方面，由於隱身目標通常是按照1GHz-29GHz的工作頻率設計的，其在UHF波段的雷達散射截面積並沒有實質性的下降，因此波長較長的“鋪路爪”雷達對隱身目標具有較強的偵測能力。

但是由於雷達設在偏僻的高地，遭到高空滲透或導彈攻擊的可能性較高，因此臺軍在陣地配置了“方陣快炮”與“誘標雷達”。“方陣快炮”是臺軍退役艦艇上的近防速射炮，最大射程6000米，有效射程1625米，射速每分鐘1000-3000發。這種武器對巡航導彈等低空目標有一定效果，但對彈道導彈等攻頂武器無可奈何。“誘標雷達”就是雷達誘餌，其在雷達附近可發射與主雷達相同的電磁信號，引誘反輻射武器偏離主雷達目標。此外，臺軍還將該陣地納入了“愛國者”、“天弓”等防空反導系統的重點防護範圍，並擬在陣地附近部署最新研製的“捷羚”機動式要點防空系統。

工作更穩定可靠，但探測能力不均衡“鋪路爪”的天線陣面、發射系統及接收系統大量採用固態組件，信號處理部分全數字化，工作穩定性非常高。發射、接收系統的平均無故障間隔時間超過7700小時，天線的平均故障間隔時間達450小時。天線陣列的收/發固態組件並聯使用，少數單元失效對系統性能影響不大。同類雷達的試驗表明，10%的組件失效時，對系統性能無顯著影響，不需立即維修；30%失效時，系統增益降低3dB，仍可維持基本性能。

但是受到相控陣雷達原理限制，其在各方向上的探測能力並不均衡。“鋪路爪”的最大探測距離是相對於天線視軸而言的。若在搜索跟蹤時，雷達的天線波束偏離視軸一個角度，則天線有效截面積會減小，雷達作用距離也會減小。例如當雷達波束在方位角和仰角上同時偏離45°時，雷達作用距離會減小20%左右，同時天線波束偏離視軸以後，波束亦將變寬，雷達測量精度將下降。可見，目標位置對於該雷達的作用距離、測量精度有相當大的影響，其對大陸的導彈攻擊防禦作用有限。