Development and Performance Analysis of U.S. Long Range Discrimination Radar

doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2026.04.001

Abstract

Abstract:

This paper systematically tracked and studied the development of the U.S. long range discrimination radar （LRDR） and expounded on its mission， research and development process， radar system configuration， and derivative development. Based on multi-source open information， after mutual verification and elimination of false information， this paper determined the basic parameters such as the antenna array size， as well as the number and spacing of T/R modules. On this basis， it analyzed the main performance including the operating frequency range， beam scanning coverage， maximum instantaneous bandwidth， detection range， beam width， measurement accuracy， and multi-target capability. This contributes to an in-depth understanding of its capability profile and its role in the U.S. homeland ballistic missile defense operations.

Key words: long range discrimination radar（LRDR）, antenna array, subarray suite, detection range, main performance

摘要：

系统性跟踪研究了美国远程识别雷达的发展情况，阐述了其使命任务、研发历程、雷达系统情况及衍生发展情况。基于多源公开信息，经相互印证、去伪存真后，判定雷达天线阵列尺寸、T/R模块数量与间距等基本参数。并以此为基础，对其工作频率范围、波束扫描范围、最大瞬时带宽、作用距离、波束宽度、测量精度、多目标能力等主要性能进行了分析，有助于深入理解其能力剖面及其在美国本土弹道导弹防御作战中的地位与作用。

关键词: 远程识别雷达, 天线阵面, 子阵列套件, 作用距离, 主要性能

CLC Number:

TN959

Yuyan TANG, Yan CHEN, Ludan ZHANG. Development and Performance Analysis of U.S. Long Range Discrimination Radar[J]. Modern Defense Technology, 2026, 54(4): 1-11.

唐毓燕, 陈燕, 张露丹. 美远程识别雷达发展情况及其性能分析[J]. 现代防御技术, 2026, 54(4): 1-11.

Figures/Tables 13

Fig. 1 Clear long range discrimination radar

Fig. 2 Schematic diagram of composition and scaling configuration of panels on each array of LRDR

Fig. 3 Layout of panels and SAS of LRDR

Fig. 4 Appearance of SAS

Fig. 5 Derivative development plan of LRDR

Fig. 6 AN/SPY-7（V）1 radar array during hoisting

Fig. 7 SPY-7（V）1 radar array structure without SAS installed

Table 1 Relationship between maximum scanning angle of grating-lobe-free beam and operating frequency of LRDR in azimuth

雷达工作频率 $f 0$ /GHz	无栅瓣波束最大扫描角/（°）
3.1	≥90
3.3	69.1
3.42	60.0
3.5	55.5
3.7	46.5

Table 1 Relationship between maximum scanning angle of grating-lobe-free beam and operating frequency of LRDR in azimuth

雷达工作频率 $f 0$ /GHz	无栅瓣波束最大扫描角/（°）
3.1	≥90
3.3	69.1
3.42	60.0
3.5	55.5
3.7	46.5

Table 2 Relationship between maximum scanning angle of grating-lobe-free beam and operating frequency of LRDR in elevation

雷达工作频率 $f 0$ /GHz	无栅瓣波束最大扫描角/（°）
2.7	≥90
2.8	79.8
2.9	66.3
2.97	60.5
3.1	52.4
3.3	43.1
3.42	38.6
3.5	36.0
3.7	30.1

Table 2 Relationship between maximum scanning angle of grating-lobe-free beam and operating frequency of LRDR in elevation

雷达工作频率 $f 0$ /GHz	无栅瓣波束最大扫描角/（°）
2.7	≥90
2.8	79.8
2.9	66.3
2.97	60.5
3.1	52.4
3.3	43.1
3.42	38.6
3.5	36.0
3.7	30.1

Table 3 Analysis of detection range of LRDR

雷达参数	参数值	参数来源与分析过程
单阵面峰值功率/kW	18 611.2	经验估计值。按单个T/R模块峰值功率200 W计算，单阵面考虑典型5 816个SAS（93 056个T/R模块）
典型波长/cm	9.68	对应典型工作频率3.1 GHz
接收天线阵列物理口径/m²	236.8	情报参数推导，折算有效口径损失约1.2 dB
发射天线阵列物理口径/m²	236.8	情报参数推导，折算有效口径损失约1.2 dB
阵面T/R模块数量	93 056	情报参数
阵面倾角/（°）	20	情报参数
最大脉宽/ms	8.5	经验估计值。LRDR雷达可按最大5 000 km距离安排搜索跟踪，对应脉冲重复间隔34 ms，按占空比25%取最大脉宽8.5 ms
天线方位扫描角/（°）	±60	情报参数
天线俯仰扫描角/（°）	-20~+60	情报参数
天线系统噪声温度/K	290	经验估计值
天线接收机噪声系数/dB	2.5	经验估计值
跟踪最低信噪比/dB	15	经验估计值
雷达系统总损耗/dB	6	经验估计值
单个脉冲法向作用距离/km	≥5 500（σ=0.02 m²，S/N=15 dB）	根据式（6）计算得到

Table 4 Beam width and measurement accuracy of LRDR

雷达型号	LRDR雷达
典型工作频率/GHz	3.1
阵列天线尺寸（高×宽）/m	16.5×15
方位波束宽度/（°）（工作频率3.1 GHz）	0.40（0°扫描角）， 0.79（60°扫描角）
俯仰波束宽度/（°）（工作频率3.1 GHz）	0.36（0°扫描角）， 0.72（60°扫描角）
测距精度 $σ R$ /m（信号带宽2 MHz）	6
方位测角精度 $σ A$ /（°）	0.018（0°扫描角）， 0.035（60°扫描角）
俯仰测角精度 $σ E$ /（°）	0.016（0°扫描角）， 0.032（60°扫描角）

Table 4 Beam width and measurement accuracy of LRDR

雷达型号	LRDR雷达
典型工作频率/GHz	3.1
阵列天线尺寸（高×宽）/m	16.5×15
方位波束宽度/（°）（工作频率3.1 GHz）	0.40（0°扫描角）， 0.79（60°扫描角）
俯仰波束宽度/（°）（工作频率3.1 GHz）	0.36（0°扫描角）， 0.72（60°扫描角）
测距精度 $σ R$ /m（信号带宽2 MHz）	6
方位测角精度 $σ A$ /（°）	0.018（0°扫描角）， 0.035（60°扫描角）
俯仰测角精度 $σ E$ /（°）	0.016（0°扫描角）， 0.032（60°扫描角）

Table 5 Multi-target capabilities of U.S. land-based/sea-based missile defense radars

跟踪距离5 000 km：不少于25枚弹道导弹

跟踪距离2 000 km：不少于60枚弹道导弹

窄带跟踪

少量诱饵有限突防

跟踪距离5 000 km：不少于13枚弹道导弹

跟踪距离2 000 km：不少于30枚弹道导弹

窄带/宽带交替跟踪

Table 6 Main performance parameters of LRDR

序号	雷达状态	实际部署雷达参数	数据来源
1	工作波段	S波段（2~4 GHz）	洛马公司官网信息
2	天线阵面数量（个）	2	洛马公司官网信息
3	天线阵列斜高^*/m	约16.5	根据每个面板高8.23 m/宽3 m及AN/SPY-7公开阵面图片等信息相互印证推导
4	天线阵列宽度^*/m	约15.0	每个面板宽度约3 m
5	每面天线包含面板数（个）	10（高2×宽5）	由图2得到
6	每个面板包含SAS数（个）	最多608（高38×宽16）	由图3得到
7	每面天线包含SAS数^*（个）	5 816（高76×宽80）	情报参数，序号5~6参数印证
8	每个SAS包含T/R模块数（个）	16	由图4得到
9	每面天线包含T/R模块数^*（个）	93 056	根据序号7~8参数推导
10	整个雷达包含T/R模块数^*（个）	186 112	根据序号2，9参数推导
11	SAS间距（高×宽）^*/m	0.217 1×0.187 5	根据天线阵列斜高约16.5 m、宽约15.0 m、SAS布局以及AN/SPY-7公开阵面图片等信息相互印证推导
12	T/R模块间距（高×宽）^*/m	0.054×0.047	根据序号8，11参数推导
13	每面天线阵列物理口径^*/m²	约236.8	根据序号3~4，7参数推导
14	单个T/R模块峰值功率^**/W	约200 W	根据美国现阶段技术发展水平推测
15	每个阵面峰值功率^**/MW	约18.6
16	工作频率范围^**/GHz	2.7~3.5
17	最大瞬时带宽^**/MHz	200～400
18	宽带成像距离分辨率^**/m	理论约0.375～0.75，实际约0.5~1
19	极化方式	双极化	公开信息
20	阵面倾角/（°）	20	公开信息
21	每个阵面方位扫描范围/（°）	±60	公开信息
22	方位向0°扫描角波束宽度^*/（°）	0.40（3.1 GHz）	根据天线尺寸、波段推导
23	俯仰向0°扫描角波束宽度^*/（°）	0.36（3.1 GHz）	根据天线尺寸、波段推导
24	测距精度^*/（m，1σ）	6	根据信号带宽参数推导
25	测角精度^*/（（°），1σ）	方位角0.018，俯仰角0.016	根据序号22~23参数推导
26	单个脉冲法向作用距离^*/km	≥5 500（σ=0.02 m²，S/N=15 dB）	根据雷达原理推导
27	多目标能力^*	头体分离无突防场景：不少于25枚弹道导弹（跟踪距离5 000 km），60枚弹道导弹（跟踪距离2 000 km）；少量诱饵有限突防场景：不少于13枚弹道导弹（跟踪距离5 000 km），30枚弹道导弹（跟踪距离2 000 km）。	根据雷达资源与目标场景综合分析

Table 6 Main performance parameters of LRDR

序号	雷达状态	实际部署雷达参数	数据来源
1	工作波段	S波段（2~4 GHz）	洛马公司官网信息
2	天线阵面数量（个）	2	洛马公司官网信息
3	天线阵列斜高^*/m	约16.5	根据每个面板高8.23 m/宽3 m及AN/SPY-7公开阵面图片等信息相互印证推导
4	天线阵列宽度^*/m	约15.0	每个面板宽度约3 m
5	每面天线包含面板数（个）	10（高2×宽5）	由图2得到
6	每个面板包含SAS数（个）	最多608（高38×宽16）	由图3得到
7	每面天线包含SAS数^*（个）	5 816（高76×宽80）	情报参数，序号5~6参数印证
8	每个SAS包含T/R模块数（个）	16	由图4得到
9	每面天线包含T/R模块数^*（个）	93 056	根据序号7~8参数推导
10	整个雷达包含T/R模块数^*（个）	186 112	根据序号2，9参数推导
11	SAS间距（高×宽）^*/m	0.217 1×0.187 5	根据天线阵列斜高约16.5 m、宽约15.0 m、SAS布局以及AN/SPY-7公开阵面图片等信息相互印证推导
12	T/R模块间距（高×宽）^*/m	0.054×0.047	根据序号8，11参数推导
13	每面天线阵列物理口径^*/m²	约236.8	根据序号3~4，7参数推导
14	单个T/R模块峰值功率^**/W	约200 W	根据美国现阶段技术发展水平推测
15	每个阵面峰值功率^**/MW	约18.6
16	工作频率范围^**/GHz	2.7~3.5
17	最大瞬时带宽^**/MHz	200～400
18	宽带成像距离分辨率^**/m	理论约0.375～0.75，实际约0.5~1
19	极化方式	双极化	公开信息
20	阵面倾角/（°）	20	公开信息
21	每个阵面方位扫描范围/（°）	±60	公开信息
22	方位向0°扫描角波束宽度^*/（°）	0.40（3.1 GHz）	根据天线尺寸、波段推导
23	俯仰向0°扫描角波束宽度^*/（°）	0.36（3.1 GHz）	根据天线尺寸、波段推导
24	测距精度^*/（m，1σ）	6	根据信号带宽参数推导
25	测角精度^*/（（°），1σ）	方位角0.018，俯仰角0.016	根据序号22~23参数推导
26	单个脉冲法向作用距离^*/km	≥5 500（σ=0.02 m²，S/N=15 dB）	根据雷达原理推导
27	多目标能力^*	头体分离无突防场景：不少于25枚弹道导弹（跟踪距离5 000 km），60枚弹道导弹（跟踪距离2 000 km）；少量诱饵有限突防场景：不少于13枚弹道导弹（跟踪距离5 000 km），30枚弹道导弹（跟踪距离2 000 km）。	根据雷达资源与目标场景综合分析

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