杂志汇兵器知识

文/马岩

◎ “猎宫”雷达在设计时考虑了抗干扰因素，使用了便于快速改频的宽带偶极子。图中水平安装的棒状阵列即为宽带偶极子天线阵，其上方竖直安装的是敌我识别天线

◎【维尔茨堡】雷达是盟军干扰的主要对象，因此为其量身打造的反干扰装置也最多，图为【维尔茨堡】雷达的反干扰面板，【NWT】分别是【纽伦堡】、【维尔茨劳斯】、【陶努斯】三种反干扰装置的首字母

事实上，德国对雷达抗干扰技术的研究起步很早。1942年，英军空降兵奇袭了布鲁诺瓦尔的雷达阵地，将一部当时最新型的“维尔茨堡”雷达主要部件拆下来运回了英国。德国清醒地认识到，“维尔茨堡”落入敌手，其技术细节已完全暴露，英国会很快掌握相应的电子对抗措施。于是，德国军方和工业界迅速着手研究消除干扰的方法，最终决定采取展宽工作频段的方式。

随着战事深入，盟军在北非缴获了更多的德国雷达。酝酿已久的干扰战在1942年秋拉开序幕，英国皇家空军使用“月光”干扰机第一次对德国的“弗雷亚”雷达进行了欺骗式干扰。为了消除干扰影响，德国工程师不得不改变“弗雷亚”的工作频率，而过不了多久盟军会对新发现的频率重新发动干扰，于是，“弗雷亚”的频率进一步展宽，到战争末期，原本工作在120~130兆赫的“弗雷亚”将频带扩展了十几倍之多，在57~187兆赫的频带上都能发射信号。

然而，盟军最初的干扰集中在“弗雷亚”警戒雷达上，对“维尔茨堡”预期中的干扰却迟迟没有实施，等待这种雷达的是一种全新的干扰样式。1943年7月，在丘吉尔的亲自批准下，英国轰炸机在汉堡启用了这种极为简单却十分致命的干扰——“窗口”箔条。雷达屏幕被箔条反射的大量回波所遮盖，操作手根本无法从中辨识出真正的目标，高度依赖雷达的德国防空系统效能大幅降低。在这个代号“哥莫拉”的行动中，英军轰炸机只付出了极小的代价便让汉堡蒙受了前所未有的巨大损失。汉堡的灾难之后，德国以惊人的速度集中最强的研究力量，寻求反箔条干扰的技术措施，仅仅一周之后，便制造出了第一种反箔条装置——“维尔茨劳斯”。其设计思路是，当箔条从飞机上投下之后，速度会很快降低，而根据多普勒效应，不同速度的目标所反射的回波频率会与雷达发射频率有所差异，这样就可以把高速飞行的轰炸机与低速运动的箔条云区分开来。“维尔茨劳斯”可以在箔条云回波强度比真实目标强三倍时正常工作。但是，只有当飞机与雷达站接近或远离的速度达到每小时20千米时，“维尔茨劳斯”才将其认定为飞机，当飞机相对雷达站做切线飞行时，雷达就无法辨认目标，相反，如果风速足够大，箔条云也能以每小时20千米以上的速度运动，雷达就会把它当成飞机。

在以多普勒原理为基础的“维尔茨劳斯”出现后不久，另一种反箔条干扰装置也被紧急研制出来，其代号为“纽伦堡”。它的工作原理是，当雷达脉冲遇到飞机高速旋转的螺旋桨时会产生一种“调制”效果，回波的幅度会呈现忽强忽弱的变化，如果将信号接入音频电路，操作手就可以从耳机中听到某种特殊的沙沙声，而箔条云反射的回波则不会产生这种声音。由于这种方法对操作手的熟练程度要求很高，推广难度颇大，实用性也存在问题，但是当“维尔茨劳斯”面对的箔条干扰密度达到饱和时，“纽伦堡”可以辅助其对目标进行粗略的跟踪。在盟军强大的干扰攻势威胁之下，形势已经不允许德国在实验室将技术问题完全解决后再大规模列装，只能以最快速度充实到防空一线，边使用边改进。

1943年10月，盟军开始针对“维尔茨堡”雷达发起有源干扰，但薄弱的阻塞干扰没有达到明显效果，2个月后，美军开始联合运用金属箔条与有源干扰手段，再次给德国雷达防空体系带来了沉重的打击。面对有源干扰，德国以扩展雷达工作频段和发展快速变频技术作为应对。1944年初，部分“维尔茨堡”加装了“维斯玛”变频装置，工作频率在原型机553~566兆赫的A频段基础上增加了517~566兆赫的B频段。“维尔茨堡”的原始设计对频率稳定性的要求较高，要实现变频并不是按几下开关、拧几下旋钮那么简单，而是需要操作手快速更换雷达主机内的部件单元，在同一频段内改频的时间需要1分钟，在A、B频段间切换则需要4分钟。

然而，用来对抗有源干扰的“维斯玛”变频装置与反箔条干扰“维尔茨劳斯”确实一对天生的冤家，因为“维尔茨劳斯”使用的振荡器频率一旦更改，就需要长时间的精确调谐，完全跟不上“维斯玛”的变频速度。这种境况直到1944年末“塔斯特劳斯”脉冲多普勒反干扰装置出现才得以解决。

1944年10月，盟军加大有源干扰和箔条的使用力度，因为科学界、工程界和军方已经一致认定这是对付德国雷达的最有效方式。德国采取了两方面应对方式：一是将“维尔茨堡”的工作频率进一步向440~470兆赫的C频段扩展，这一计划很快变为现实；二是提高雷达的发射功率来“烧穿”干扰，启动峰值功率达1兆瓦的“维尔茨堡”升级计划，这个雄心勃勃的计划需要将现有发射机的功率提高100倍，实现难度可想而知，所以直到战争结束也没有完成。

1944年末，又有几种变频装置投入使用，“维尔茨堡”实现了在A、B、C频段间快速连续变频，和以往的抗干扰装置一样，它们在兼容性上存在着许多问题，但饥不择食的德军雷达防空网已经顾不上那么多了。在C频段启用一段时间后，德军发现这一频段的干扰较弱，所以决定隐蔽C频段，严禁雷达部队使用C频段跟踪有可能执行雷达侦察任务的单架飞机或小型飞机编队，即使在遭遇空袭时，也要尽可能减少C频段的工作时间。德军还在汉堡应用了一种新的抗干扰战术，外围部署的雷达使用A频段，内层工作在B频段，而核心区的雷达使用C频段，作战时，A频段雷达最先开机，诱使盟军将干扰频率调谐到A频段，然后打开 B频段雷达，进一步吸引干扰力量，最后打开受干扰较轻的C频段雷达。

在德军紧急研制的所有抗干扰装置中，“K-劳斯”是效果最好的一个。它采用了更先进的滤波电路，可以在比飞机回波幅度强15~20倍的箔条云中跟踪目标。1944年冬季在汉诺威附近的作战试验中，装备“K-劳斯”的两个连在两个月内连续击落了12架飞机，而此前的很长时间他们一直都没有取得任何战果，充分证明了其非凡的有效性。虽然“K-劳斯”计划生产上千部，但对于挽救帝国命运来说已经太迟了，到战争结束时，德军只接收了125套。

新型雷达的部署

为现有雷达加装抗干扰装置成为了德军持续推进的一项工作，当盟军让一项抗干扰措施失效时，新的反制措施很快就会研究出来，盟军又会更新其干扰方式，形成了一场干扰与反干扰的拉锯战。与此同时，几种新型雷达进入了德军的编制序列，让这个无形的战场变得更加热闹非凡。

1943年中期，德国开始部署“曼海姆”炮瞄雷达，这种雷达是在“维尔茨堡”基础上发展而来，拥有与之相同的工作频率，但重量更轻、功率更大，显示装置由荧光屏改为指针仪表式，能够提供更精确的火控数据，甚至能够自动跟踪目标。“曼海姆”获得优先生产权，用以取代“维尔茨堡”雷达。至当年末，已经有120套该型雷达部署在重要目标附近。但是在实战中，“曼海姆”雷达在面对有源干扰和箔条时与“维尔茨堡”雷达一样脆弱，因此停止了优先生产。“维尔茨堡”所加装的反干扰装置同样适用于“曼海姆”，但由于后者更复杂的设计，部署每种反干扰设备的时间都要滞后于“维尔茨堡”几个月。

1944年，德国部署了两种新型地面雷达——“猎宫”和“大维尔茨堡-古斯塔夫”。“猎宫”警戒雷达以“弗雷亚”雷达为基础，具有更大的功率，最大搜索距离80千米，并且配备了平面位置显示器（PPI）。与德军装备的雷达不同，“猎宫”在设计之初就已经考虑到变频的需要，天线由1米长的宽带偶极子组成，在129~165兆赫频段预置了4个频率，遇到干扰时，无需借助任何反干扰装置就能够迅速切换到未被干扰的频率。直到大战结束前的几个月，“猎宫”仍是德国最重要的地面控制截击雷达。

◎ “奈普顿”机载雷达既可以安装在双发飞机的机头，也可以安装在单发飞机的机身上。图为安装“奈普顿”雷达的Me-262和Fw-1 90，注意其不同的天线安装形式

◎ 1943年11月，美军开始使用工作频率比H2S更高的H2X雷达，其波长仅为3厘米，远在“纳克索斯”接收机的探测频率范围之外

就当时的电子对抗水平而言，厘米波雷达可以全然不受有源干扰和箔条影响。但德国在这方面的技术进展较慢，直到在坠毁的盟军飞机上缴获了英军的H2S和美军的H2X机载雷达之后，才让德军决心下大气力研制自己的厘米波雷达。

1945年1月底，德国的第一个厘米波雷达系统“埃格兰”在柏林附近投入作战使用。德军以最高的优先级订购了1 000套“埃格兰”雷达，计划年内交付100部，然而由于盟军的轰炸重创了德国工业，生产计划不得不推迟。直至战争结束，德军也没有能力部署第二套“埃格兰”系统。工作波长为9厘米的“猎宫”-Z雷达也在柏林东部进行了试验，截至大战结束，也仅仅停留在样机阶段。如果战争再拖延几个月，这些不受干扰的厘米波雷达也许能够重新构筑起一个有效的地面防空系统，只是风雨飘摇的第三帝国实在支撑不了那么久了。

在机载雷达方面，早期“列支敦士登”B/C型和C-1型雷达在箔条的强烈干扰下无法发现目标，德军夜间歼击机部队急需新型雷达的补充。1943年末，工作在90兆赫的“列支敦士登”SN-2 开始生产，与工作在490兆赫的早期“列支敦士登”雷达相比，它的频率只是其前身的一个零头，盟军根本没有发现德军启用了这一频段的雷达。“列支敦士登”SN-2度过了足足8个月不受干扰的逍遥日子，最后因一架误降英国机场的Ju-88而使其完全暴露（这架飞机还装有“弗伦斯堡”接收机，后文会详细介绍），盟军很快制作了与其波长相应的Z形箔条。接替“列支敦士登”SN-2的是“奈普顿”雷达，它工作在158~187兆赫兹的频段，可以使用不同的天线安装在单发和双发飞机上，还能作为护尾雷达使用。实际上，“奈普顿”雷达是作为“柏林”厘米波机载雷达的后备装备来设计的，但“柏林”的研制进程过于迟缓，足足拖了两年多才开始生产，这才把“奈普顿”推上了前线。“柏林”雷达的工作频率高达3 250~ 3 330兆赫，可以完全不受干扰的影响，最大探测距离可达9千米，搜索角度为+/-55度。其衍生型还被安装在“提尔皮茨号”战列舰和“欧根亲王号”重型巡洋舰上，并且有在XXI型潜艇上安装的计划。不仅如此，“柏林”N-4还开创性地安装在了飞机机身上方，配备一个360度全景显示器来观察飞机四周的空情，这一型后来被重新命名为“不莱梅”，虽然最终未能生产，但它已经具备了现代预警指挥机的雏形。

◎“柏林”机载雷达是德国空军装备的第一款厘米波机载雷达，其天线安装在流线型的木质整流罩内，不会像“列支敦士登”SN2雷达巨大的“鹿角”天线那样增加飞行阻力。右图为皇家空军军官和缴获的“柏林”机载雷达

◎ “纳克斯堡”实际上是“纳克索斯”接收机和“维尔茨堡”天线的组合体，有过不错的实战表现

◎ “纳克索斯”的显示装置，可见6点钟方向有一个目标信号源，右侧的开关用于调节灵敏度

◎ 皇家空军轰炸机安装“莫妮卡”护尾雷达的初衷是保护自己不被敌机尾随，但在德军使用“弗伦斯堡”装置之后，全程开机的“莫妮卡”发挥了完全相反的作用。图中的兰开斯特轰炸机尾炮下方伸出的“莫妮卡”天线

1943年9月，德律风根公司研制出了“纳克索斯-Z”侦察接收机，它可以在16千米的距离上截获波长10厘米左右的雷达信号。其生产计划当即获得了批准，德军希望将其安装在歼击机上，用来跟踪和攻击开启H2S雷达进行导航的领航轰炸机，一旦负责标识目标的领航机被击落，将大大增加后续轰炸机编队确认目标的难度。严格来说，“纳克索斯”实际上是一种雷达告警接收机，比如安装在潜艇上的“纳克索斯-U”，当载有10厘米波长对海搜索雷达的飞机逼近时，该设备可发出预警。而“纳克索斯-ZR”则安装在夜间歼击机的尾部，当其被载有Mk IV雷达的“蚊”式飞机追击时会发出警告。这种装置的有效性毋庸置疑，战争末期，几乎每架德军夜间歼击机都安装了“纳克索斯”接收机。

德律风根公司还将“纳克索斯”接收机安装在了“维尔茨堡”具有极强方向性的碟形天线上，制造出了能够精确测定H2S发射源的“纳克斯堡”接收机。“纳克斯堡”于1943年9月22日部署在埃森附近，可探测到160~200千米距离的单架飞机发射的雷达波。在实际运用中，埃森的“纳克斯堡”测向站展现出了巨大的战术价值。10月，这种接收机开始进入批量生产，老式的“维尔茨堡”碟形天线被收集起来，成为“纳克斯堡”现成的主要部件。德国人在北方的石勒苏益格——荷尔斯泰因到南部的黑森林地区部署了一系列“纳克斯堡”测向站，多次对来袭的盟军轰炸机编队实施成功跟踪。

获取这些被动探测设备的情报对盟军来说非常困难，因为它们本身不发射任何信号，无法用电子侦察的方式一探究竟。然而，德国人送来了一份从天而降的大礼——1944年7月13日凌晨4时30分，一架装备齐全的JU-88误打误撞地降落在了英国机场，3名机组人员驾机滑到停机坪上，关掉发动机，爬出机舱正活动腿脚时，一辆英军汽车驶来，车上的人用手枪将他们“请”上了车。这架Ju-88上安装有“列支敦士登”SN2雷达、“弗伦兹堡”寻的器等盟军见所未见的电子设备。皇家空军很快对“弗伦茨堡”的性能进行了验证，先是派出一架飞机开启“莫妮卡”雷达作为目标，“弗伦茨堡”精确地显示出了它的方位。后来，为验证在密集队形中“弗伦茨堡”的分辨力，又调用5架“兰开斯特”轰炸机进行试验，Ju-88的寻的器并没有混淆这几个靠得很近的信号。8月底，英军再次派出71架“兰开斯特”轰炸机，将机上的“莫妮卡”全部开启，结果令人震惊，“弗伦斯堡”还是从容地处理了如此密集的雷达信号，完全可以准确地跟踪每一架飞机。试验的结果已经非常明确了，本该保护英军飞行员的“莫妮卡”却成了引狼入室的祸首，英国轰炸机指挥部当即采取行动，拆除了所有飞机上的护尾雷达，并且规定，除非在紧急情况下，禁止轰炸机打开敌我识别装置，只有当轰炸机深入敌领空60千米且进入敌雷达侦测范围时，方可打开 H2S雷达。

随着盟军对机载电子设备管制的加强，德军很难再找到可供跟踪的信号源，这些曾作为救命稻草而大量部署的被动寻的装置也随即黯然失色。

为摆脱电子干扰，德国举全国之力将最新的技术应用到雷达的改进和新型电子设备的研究上，但被盟军的战略轰炸严重破坏的工业生产已经无力支撑风雨飘摇的第三帝国。1945年5月，随着德国的无条件投降，欧洲战场迎来了最终的结局。根据战后的统计和俘虏的供述，电子对抗措施让德国雷达防空系统的效能降低了70%~80%，超过1 000架盟军重型轰炸机免于被击落的命运，同时也挽救了上万名空勤人员的宝贵生命。而在东方战场上，在严密的电子对抗措施保护下，美国向日本列岛发动了无情的战略轰炸，请关注下期文章——《最后一击》。

[编辑/何懿]