AN/FPS-115“铺路爪”远程预警雷达(20世纪70年代美国研制的远程预警雷达)

AN/FPS-115“铺路爪”远程预警雷达（英文全称：AN/FPS-115 Precision Acquisition Vehicle-Entry Phased-Array Warning System radar，精确捕捉再入载具相控阵预警系统；英文简称：AN/FPS-115 PAVE PAWS radar，铺路爪雷达），是美国20世纪70年代为应对洲际导弹威胁而研制的远程预警系统，其主要用途是担负战略性防卫任务。

AN/FPS-115“铺路爪”远程预警雷达属于大型有源相控阵雷达，主要由发射系统、天线阵列、波控机、接收和信号处理系统、中心计算机、数据处理和显示系统等组成。铺路爪”雷达工作频率在420兆赫～450兆赫，平均功率为145千瓦，扫描一次所需时间为6秒，平均无故障间隔时间450小时，平均修复时间为1小时，可实时侦测雷达截面积大于0.1平方米的目标，能够同时探测、跟踪和鉴别100~200个目标。在无电磁干扰条件下，对于战术弹道导弹、巡航导弹、战斗机、海面舰船等不同目标，AN/FPS-115“铺路爪”远程预警雷达的探测距离分别为3300千米、200千米、600千米、200千米。

美国在全世界共部署了6部“铺路爪”雷达。其中美国本土3部，格陵兰、英国、中国台湾各1部。

发展历程

研制背景

二十世纪70年代美国为应对苏联洲际弹道导弹威胁而研制了AN/FPS-115“铺路爪”远程预警系统。

建设部署

1979年，加利福尼亚州比尔空军基地部署AN/FPS-115固态有源相控阵相控阵雷达铺路爪雷达。1981年，马萨诸塞州科德角空军基地部署AN/FPS-115固态有源相控阵相控阵雷达铺路爪雷达。1986年，在佐治亚州罗宾斯空军基地又建造了一部AN/FPS-115相接阵雷达，1987年，得克萨斯州立德费洛空军基又建造一部AN/FPS-115固态有源相控阵相控阵雷达铺路爪雷达。

据2004年1月美国防部的文件透露，美曾建议台方购买“铺路爪”雷达和两套导弹预警系统，共同组成远程预警雷达系统，部署在新竹市地区。2004年3月31日，美国防部最终同意向台出售远程预警雷达系统。此后，经过一年多的激烈竞争，雷神公司击败了洛克希德·马丁公司。该系统高105英尺，探测范围240度，可探测大陆纵深3000英里外的目标，造价14亿美元，已于2013年2月投入运行。

后续更新

马萨诸塞州科德角 AFS和加利福尼亚州比尤拉空军基地仍在运行，它们的雷达已升级到AN/FPS-123型号。佐治亚州罗宾斯空军基地和得克萨斯州埃尔多拉多空军基地的AN/FPS-115已停止运行。埃尔多拉多空军的雷达已搬迁至阿拉斯加州克利尔空军基地，取代了那里的较老BMEWS雷达。克利尔空军基地的雷达也已升级到 AN/FPS-123型。格陵兰岛图勒空军基地接收了一部升级版的AN/FPS-126。英国皇家空军菲灵代尔斯基地接收了一部AN/FPS-126。2013 年，美国向卡塔尔出售了一部AN/FPS-132。

AN/FPS-120、AN/FPS-123、AN/FPS 126和AN/FPS-132都是最初的AN/FPS-115雷达的升级版。AN/FPS-126有三个天线阵面，而AN/FPS-120和AN/FPS-123各有两个天线阵面。

基本设计

系统组成

AN/FPS-115“铺路爪”雷达属于大型有源相控阵雷达，主要由发射系统、天线阵列、波控机、接收和信号处理系统、中心计算机、数据处理和显示系统等组成。

发射系统

发射系统主要包括：发射机、发射功率分配网络、发射机控制与保护单元、发射电源以及通风冷却系统。铺路爪雷达体积庞大，发射系统位于天线底座下部的工作机房。该部分的主要作用是形成高功率的射频信号，并送到天线阵列发射出去。铺路爪雷达可以根据执行的具体任务、监测目标的远近等因素实现输出射频信号功率的自适应变化。

天线阵列

天线部分是AN/FPS-115“铺路爪”雷达的核心，台部署的铺路爪雷达采用3阵面圆平面阵，每个阵面含2677个辐射单元，其中固态T/R(收发)组件1792个，无源器件885个。每个固态T/R组件独立发射、接收电磁波，无源器件主要起信号功率放大、滤波等作用。

波控机

波控机又称为波束控制系统，包括：波束控制运算单元、波束驱动控制单元以及接口单元等。基本功能是在雷达控制台发出的指令控制下，给天线阵列中各个移相器提供所需要的控制信号，并使雷达波束随工作模式自适应的变化。

接收系统

接收系统包括：无线电接收机系统前端、通道接收机、波束形成网络以及波束接收机。其功能是接收从目标反射回来的信号，然后对其进行放大和变换，滤除接收机噪声或外来的有源干扰与无源杂波干扰，检测出目标回波，判定是否存在目标，并从回波中提取目标信息。

信号处理系统

该部分是AN/FPS-115“铺路爪”雷达的神经中枢，主要功能是处理雷达回波信号，从而发现目标并得到测定目标的坐标、速度，形成目标点迹。

中心计算机

计算机在AN/FPS-115“铺路爪”雷达中起关键作用，是它的“大脑”，控制整个雷达的工作并参与波束形成、信号处理、数据处理、信息显示和雷达的自动化监测，主要完成波束控制、信号自动分析、数据储存和显示、雷达工作状态检测以及执行任务后的数据简化和分析。

数据处理和显示系统

其功能是通过对目标点迹的处理形成目标的航迹，并通过显示系统实时显示目标的数据(空间位置、距离、方向、速度等)、能量管理状态、系统状态等，供操作人员和指挥决策人员使用。

工作特性

系统反应快，波束控制灵活

与普通雷达不同，AN/FPS-115“铺路爪”雷达天线的扫描工作方式采用电子扫描。在这种扫描方式下，天线波束指向由计算机管理，控制灵活，实现了无惯性快速扫描(扫描一次所需时间6s)。铺路爪雷达天线采用全数字工作方式，数据处理(搜索信号数据处理和跟踪信号数据处理)系统与计算机相结合，缩短了对目标信号检测、录取、信息传递等所需的时间，提高了系统反应速度。

功能强大，适用于多种作战环境

铺路爪雷达每个天线阵面上辐射单元自动分成56个子阵，每个子阵由各自的发射机供给电能，也由各自的无线电接收机接收自己的回波。工作状态下，铺路爪雷达形成56x3个独立控制的波束，分别用以执行搜索、探测、识别、跟踪等多种功能。

铺路爪雷达天线的仰角覆盖范围是3°~85°，阵列倾角是20°，则实际上天线波束指向的最高仰角为105°(过顶)。考虑到铺路爪雷达具有三个阵面，则铺路爪雷达在天顶方向无探测盲区，可以实现对同步卫星的跟踪。

AN/FPS-115“铺路爪”雷达采用灵活的电子扫描，便于采用按时分割原理和多波束，使雷达能够实现搜索加跟踪TAS工作方式。通过与电子计算机相配合，针对不同作战需求，通过修改作战软件，即可实现同时搜索、探测、跟踪不同方向和不同高度的多批目标，从而适用于多目标、多方向、多层次的反弹道导弹防空作战环境。

工作频率低，“三抗”能力强

抗干扰方面，AN/FPS-115“铺路爪”雷达利用分布在天线孔径上的多个辐射单元综合成非常高的功率，合理地管理能量和控制主瓣增益，根据不同方向上的需要分配不同的发射能量，易于实现自适应旁瓣抑制和自适应抗各种干扰。抗反辐射导弹打击方面，AN/FPS-115“铺路爪”雷达虽然发射的电磁信号功率达到582.4千瓦，但其工作在超高频UHF波段(420兆赫~450兆赫)，频率较低，而主流反辐射导弹使用的被动导引头是针对其它波段雷达设计的，在攻击铺路爪雷达时很难保证命中精度。抗隐身方面，由于隐身目标通常是按照1吉赫～29吉赫的工作频率设计的，其在超高频UHF波段的雷达散射截面积并没有实质性的下降，波长较长的铺路爪雷达对隐身目标具有较强的侦测能力。