后两种战舰都需要对敌方空袭的预警。日军袭击珍珠港后,随着海战的战法发生了从战列舰列队打炮到以航空母舰为核心的远程空中打击转变后,CXAM-1的安装清单自然是从航母开始。但也包括了新组建的大西洋舰队的旗舰——“德克萨斯”号战列舰。那两艘大型水上飞机母舰被选中的原因应该和航母差不多,因为美国海军在很大程度上依赖远程水上飞机进行侦察和轰炸。
为这两艘船装备搜索雷达不仅有助于发现敌机,还使他们能够跟踪和控制自己的飞机。图七 安装了CAXM-1雷达的“阿尔伯马尔”号水上飞机母舰作为早期的雷达产品,CXAM/-1能显示的仅仅是回波强度,即显示不同距离的信号强度。较大的哔哔声表明有回波,操作员就可以根据它标记距离。天线可以以每分钟五转的标准速度进行360°扫描。
结合天线的方向,操作员就可以在方位图上标出目标距离。所有的这些都是人工操作,没有像今天的平面位置指示器这样的图形显示。和XAF一样,CXAM/-1在相对较长的波长(1.5米,相当于200兆赫兹)下工作,其14度宽的无线电波束可以提供3度的分辨率。 它可以区分两个相距366米的物体,其测距误差在275米以内。
对于一架在3000米高空飞行的战斗机大小目标它的探测距离在80公里左右。显然只能获得水平位置是不够的。到1945年,随着喷气式飞机的服役,旧的雷达的预警时间缩短,美国海军开始寻找一种更精确地跟踪飞机的方法,这意味着使用波束更窄、波长更短的雷达发射机。随之而来的是CXAM/-1的一系列短波长后继产品,即SR,SPS-6和SPS-12。
一切似乎都预示着1938年代的系统即将淘汰。图八 早期的短波长雷达SPS-12的天线但是,在测试这些新型号时,它们产生了令人意想不到的结果。新的,更加流线型的喷气式战斗机将这些短波脉冲全部漫反射掉了。雷达接收机无法接收到足够强的回波信号。虽然带有外部炸弹或副油箱的喷气机相对较容易被发现和追踪,但没有携带这些附属物的喷气机却很难被发现。
图九 回归长波长的SPS-43对空搜索雷达NRL的雷达专家很快找到了问题所在,即雷达波长越长,目标形状的细节对信号的影响就越小。 结果,美国海军又为航空母舰和导弹巡洋舰开发了带有超宽天线的新长波雷达:SPS-17,SPS-29,SPS-37和SPS-43。它们的天线让人想起20世纪30、40年代的“大床垫”。
这些雷达后来被换成了现在仍在使用的短波长SPS-49。后者通过采用更好的信号处理技术,来克服在探测流线型的喷气式飞机方面的不足。图十 AN/SPS-49对空搜索雷达直到现在仍在使用稀星天外最后想说的是,算法的增强不能改变基本物理原理——波长越长,雷达受目标形状的影响就越小。而读者应该都知道,对于隐形飞机而言,飞机的外形是最重要的因素。
受形状影响越少的雷达系统,就越可能检测到隐形飞机。这就是为什么一谈到反隐身,经常看到的一个名词就是“米波雷达”。这也是为什么在我国新型导弹驱逐舰上可以找到长波长雷达的原因,其工作频率可能还低于CXAM/-1及其继任者使用的频率。尽管因为无线电波长太大,无法获得良好的精确度,但从理论上讲,它们可以检测到隐形飞机和导弹。