2.9 美国
【型号】AN/SPN-41飞机进场控制雷达(AN/SPN-41 Approach Radar)
【生产厂商】卡特勒-哈默公司(Cutler-Hammar Co.)
【研制年代】20世纪60年代中期(估计)
【概述】
AN/SPN-41飞机进场控制雷达如图2-50所示。
AN/SPN-41是一套电子辅助着陆设备,由两部发射机组成。它可以将准备着陆的飞机飞行数据提供给载舰的雷达着陆系统或光学着陆系统。从航空母舰向飞机发射滑翔斜率和中心线偏差信息,装在飞机上的AN/ARA-63接收/译码组合设备接收信息并进行译码。两部独立的发射机(方位和仰角)的发射信号由各自扇形扫描的天线向外辐射。方位发射机安装在舰船尾部的中心线上着陆跑道甲板稍下的地方;仰角发射机位于舰塔后部附近的甲板上,它提供滑行倾斜度信号。飞机上的AN/ARA-63接收机将角度信息显示在双针指示器上,垂直针指示方位信息,水平针指示仰角信息。
图2-50 AN/SPN-41飞机进场控制雷达
据分析,AN/SPN-41舰载导航雷达应该是在20世纪60年代中期研发的,其改型有3种型号,即AN/SPN-41A、AN/SPN-41B和AN/SPN-41C,主要用于装备美国海军“小鹰”(Kitty Hawk)级航空母舰、“企业”(Enterprise)号航空母舰和“尼米兹”(Nimitz)级航空母舰。
【性能参数】
〖作用距离〗93km
〖工作频率〗15.42~15.69GHz,10个频点
〖精度〗0.125°
〖天线类别〗抛物面,抛物柱面
〖波束宽度〗方位角天线:2°×10°。仰角天线:1.3°×40°
〖峰值功率〗2.2kW
〖体制形式〗脉冲位置调制
〖电源〗三相,115V/400Hz
〖热耗散〗600W
参考文献
[1]世界海用雷达手册. 国防工业出版社,2007:202~203.
[2]国外舰载雷达手册. 南京船舶雷达研究所,1982:310.
【型号】AN/SPN-43A、AN/SPN-43C空中交通管制雷达(AN/SPN-43A, AN/SPN-43C Air Traffic Control Radar)
【生产厂商】国际电话电报公司电子系统与雷达系统部——吉尔菲兰分公司(ITT Electronic Systems, Radar Systems-Gilfillan Co.)
【研制年代】20世纪60年代中期(对于AN/SPN-43,估计)
【概述】
AN/SPN-43雷达(见图2-51)是一种舰载空中交通管制雷达,装备中型和大型航空母舰,与AN/SPN-35飞机进场控制雷达联合工作,为飞机的全天候起飞和着陆提供可靠的雷达空中交通管制。舰上的显示器显示AN/SPN-43雷达给出的平面位置显示信息,向航空母舰交通管制中心控制器提供导航数据,以对终端区域内的飞机同时进行控制和识别。该雷达以常规监视方式工作时,在雷达水平面到9140m高度范围内提供93km距离内的数据,而对低空飞机跟踪的最小作用距离为230m。通过三脉冲副瓣压缩敌我识别系统对飞机给出可靠的识别。敌我识别系统与雷达同步以显示搜索雷达和敌我识别器的数据。分层叠装成一组的搜索天线和敌我识别天线安装在可补偿舰艇纵摇和横摇的陀螺稳定平台上。AN/SPN-43雷达是AN/SPN-6雷达的改进型,对AN/SPN-6雷达的基本改进之处包括:采用余割平方天线,具有可覆盖高空的扇形波束;一部峰值功率增大到850kW的发射机;一部噪声系数改善到3.5dB的低噪声接收机;改善工作频率的自动频率控制,以提高频率的稳定度;敌我识别器采用新型副瓣压缩天线,能可靠地识别飞机。AN/SPN-43雷达已有AN/SPN-43A、AN/SPN-43B、AN/SPN-43C、AN/SPN-43(V)等改进型雷达。
AN/SPN-43C雷达采用S波段磁控管发射机和相参接收机,在杂波电平低的开阔海洋环境下的性能非常好。最近,海军要求该系统在海岸环境下(杂波电平动态上升)工作。由于该雷达既无动目标显示(MTI)功能,也无脉冲多普勒信号处理功能,因此,目标回波淹没在大量杂波中,难以对飞机进行定位和跟踪。不过,经改进,AN/SPN-43C雷达增加了一台脉冲多普勒信号处理器。脉冲多普勒系统能抑制一次和二次时间往返杂波,杂波改善因子(CIF)为50dB。脉冲多普勒信号处理器能在信杂比超过60dB的环境下工作。
AN/SPN-43C雷达与空中交通控制中心引导高度和身份识别(AATCC DAIR)的系统联合使用,用于飞机的编号和战术布置。此外,它还用做近程空中搜索雷达的备份件。在增加了动目标显示/动目标检测(MTI/MTD)功能之后,整个系统性能主要有如下三个方面的改进:
● 基带的直接数字转换,提高了I/Q的相位正交性能;
● 磁控管发射脉冲的回波均衡性得到了提高;
● 采用最佳多普勒滤波器进行多次间隔杂波对消。
根据最新报道,目前AN/SPN-43C雷达已装备美国海军“企业”(Enterprise)号航空母舰和“尼米兹”(Nimitz)级航空母舰,另外还装备“巴丹岛”(Bataan)号、“好人李查德”(Bonhomme Richard)号、“拳师”(Boxer)号、“埃塞克斯”(Essex)号、“硫磺岛”(Iwo Jima)号、“奇尔沙治”(Kearsage)号、LHA-6号、“马金岛”(Makin Island)号和“黄蜂”(Wasp)号两栖突击舰。
图2-51 AN/SPN-43雷达
【性能参数】
〖作用距离〗93km(高度:0~9140m);230m(最小,低空飞机)
〖工作频段〗3.5~3.7GHz
〖覆盖范围〗方位:360°
〖分辨力〗方位:1.5°
天馈线
〖天线型式〗抛物面反射体(搜索天线)
〖天线尺寸〗3.66m
〖天线转速〗15r/min(顺时针)
〖极化形式〗水平极化或圆极化(可变)
〖天线增益〗32dB(最小)
〖波束宽度〗方位:1.5°。仰角:4.2°(余割平方至45°)
〖副瓣电平〗方位:-22dB。仰角-22dB(地面一侧)
〖电压驻波比〗1.5∶1
〖超出稳定基座底面的垂直高度〗最大纵摇或横摇(±20°)偏移时为4.27m
〖超出稳定基座底面的水平宽度〗最大纵摇或横摇(±20°)偏移时为3m
① 敌我识别器天线(定向)
〖频率〗1000~1110MHz
〖波束宽度〗方位:9.0°(1030MHz);14.0°(1090MHz)。
仰角:45°(1030MHz);45°(1090MHz)
〖极化形式〗垂直极化
〖天线增益〗18dB(1030MHz);13dB(1090MHz)
〖波束倾斜〗相对于舰载武器装备参考水平面为+10°
〖副瓣电平〗方位:-23dB(1030MHz)。其仰角:-20dB(1090MHz)
〖电压驻波比〗1.8∶1(1030MHz);4.0∶1(1090MHz)
② 敌我识别器天线(非定向)
〖极化形式〗垂直极化
〖天线增益〗超出半波偶极子1.8dB
〖波束宽度〗方位:在±0.5°范围内无方向性。仰角:45°
〖波束倾斜〗相对于舰载武器装备参考水平面为0°~+6°
③ 天线基座
〖稳定平面〗纵摇和横摇
〖同步数据源〗舰用回转罗径装置或类似设备
〖纵摇平面偏移极限〗:电动±4.5°;液压±7°;机械±9°
④ 液压系统
〖压强〗95kg/cm2
〖液体型号〗MIL-H-5606
〖液体容量〗2.84L
发射机
〖类别〗磁控管
〖冷却方式〗风冷,供给的干燥气流0.0425m3/min(压力为0.105~0.14kg/cm2);
水冷(淡水),34.1加仑/min(压力为5.27~7.03kg/cm2)
〖峰值功率〗850kW±150kW(88.4~90dBmW)
〖工作比〗0.1%
〖脉冲宽度〗0.9μs±0.15μs
〖重复频率〗1125Hz±25Hz
接收机
〖本机振荡器频率〗3560~3670MHz调谐(断开自动频率控制):操作员调谐;本振频率可调±10MHz
〖频率稳定度〗本振±1.0MHz;接收机±1.5MHz
〖中频频率〗30MHz
〖中频带宽〗2MHz(-3dB电平,最小);2.5MHz(典型);10MHz(-60dB电平)
〖射频带宽〗>20MHz
〖射频增益(参量放大器)〗20dB
〖不稳定度〗±1dB(最大)
〖中频增益〗105dB(最小)
〖视频极限电平〗0.9V
〖灵敏度〗-106dBmW(接通参放);-95dBmW(断开参放)
〖灵敏度时间控制动态范围〗40dB(中频);20dB(射频)
〖噪声系数〗3.5dB(整个接收机通道)
〖自动频率控制通道捕获带宽〗±20MHz
〖鉴频器带宽〗16MHz(峰-峰)
环境条件
〖工作温度〗0~+50℃
〖存储温度〗-62~+75℃
〖相对湿度〗95%时无有害影响(工作和不工作)
〖高度〗海平面至12.2km(不工作,运输时)
〖抗风能力〗65kn(工作);100kn(不工作)
〖积冰〗22kg/m2
电源及功耗
三相交流,440V±10%,60Hz±2Hz,13.4kVA;单相交流,115V±10%,60Hz±2Hz, 0.7kVA
参考文献
[1]世界海用雷达手册. 国防工业出版社,2007:204~206.
[2]Jane's Radar and Electronic Warfare Systems 2007-2008:295;2008-2009:293;2009-2010:301.
【型号】AN/SPN-46(V)进场控制雷达(AN/SPN-46(V) Approach Radar)
【生产厂商】特克斯特伦系统公司(Textron Systems)
【研制年代】20世纪80年代
【概述】
AN/SPN-46(V)(见图2-52)为I波段、K波段双波段飞机精密进场控制雷达。它可以同时自动控制两架飞机在航母或其他平台上降落。该系统由一个雷达/舰船传感器子系统、一个中心计算机、一个显示单元和辅助设备组成。该系统实质上是一部同时具有交叉波段信标和飞机表面回波跟踪能力的自动截获/跟踪雷达。它设计主要用于状态Ⅲ(CASE Ⅲ)修正期的导航辅助,具有三种工作模式:
图2-52 AN/SPN-46(V)雷达
● 无干预、闭环、自动降落模式;
● 仪表降落系统进场模式;
● 航母控制的对话进场模式。
系统其他特色包括:
● 飞行员可选的模式控制;
● 高精度飞机跟踪信息;
● 在飞机运动的同时发生的舰船运动的补偿和最佳飞行路线计算;
● 作用距离18km;
● 在全天候和各种甲板条件下都有7km的进场控制区域。
该雷达采用低截获概率技术,降低了敌方的无源检测概率。它采用I波段相干发射机和接收机,对接收到的信号运用单脉冲跟踪和多普勒处理。数字多普勒处理器提供的动目标显示和检测能力,提高了系统在雨中的目标捕获能力。已知的系统中使用的技术还有中频自动增益控制、恒虚警处理、可变的重频控制和距离跟踪等。
目前,根据参考文献[2]可知,AN/SPN-46(V)雷达已有3种装备型号,即AN/SPN-46(V)1(用于航空母舰,天线直径为1.2m)、AN/SPN-46(V)2[陆基系统,天线直径为2.1m,用于PALS(精密进场着陆系统)训练]和AN/SPN-46(V)3(具有动目标指示与探测能力)。而且,AN/SPN-46(V)雷达业已装备美国海军的“企业”(Enterprise)号航空母舰、“约翰·F·肯尼迪” (John F Kennedy)号航空母舰(已退役)、“小鹰”(Kitty Hawk)级航空母舰(每艘舰两部雷达)以及“尼米兹”(Nimitz)级航空母舰(每艘舰两部雷达)。另外可信的一点是,AN/SPN-46(V)2雷达已被美海军安装在一些它“所选定的”海军一级航空站内。【性能参数】
〖工作频率〗9310MHz±35MHz;33.2GHz±0.2GHz
〖作用距离〗18km(在全天候和甲板条件下有7km的进场控制区域)
〖天线〗1.22m双波段抛物面;K波段圆锥扫描;I波段单脉冲卡塞格伦馈电;圆极化和线极化。
〖覆盖范围〗±150°(方位);-15°~+30°(仰角)。
〖自动搜索〗25°(方位);1°(仰角);366m(距离)
〖扫描速率〗12次/min
〖峰值功率〗50kW
〖脉宽〗0.2μs
〖重复频率〗2000pps
参考文献
[1]世界海用雷达手册. 国防工业出版社,2007:207.
[2]Jane's Radar and Electronic Warfare Systems 2007-2008:295;2008-2009:293;2009-2010:301.
【型号】AN/SPQ-9B火控雷达(AN/SPQ-9B Fire-Control Radar)
【生产厂商】诺斯罗普·格鲁曼公司电子系统分部——诺登系统公司(Northrup Grumman Electronic Systems Sector-Norden Systems)
【研制年代】1994年
【概述】
AN/SPQ-9B是一种多波形、窄波束、X波段、脉冲多普勒雷达,它采用了AN/APG-68机载火控雷达的发射机,设计用于Mk86舰炮火控系统中替代AN/SPQ-9A,或者作为独立设备使用。该雷达的研发与采购过程大致为:
20世纪80年代末,由于近海亚音速或超音速掠海飞行反舰导弹威胁的不断增加,水面舰艇急需装备一种能在强杂波环境下有效探测反舰导弹的雷达。因此,美海军研究实验室雷达分部于1991年提出研制AN/SPQ-9B雷达。要求这种雷达能够提供一种全新的低成本高效低空探测能力,而且可提供比AN/SPQ-9A雷达更强的对海探测能力,能够更好地支持MK86火控系统和实现海上导航。在此之后,1994年10月,诺斯罗普·格鲁曼公司电子系统分部——诺顿系统公司被授予AN/SPQ-9B雷达开发合同,合同价值为1千6百万美元。1997年年初,美国海军开始对第一台试制的AN/SPQ-9B雷达进行试验。1997年8月,美国海军授予诺顿系统公司一项价值910万美元的合同,合同内容包括首批两部改进型AN/SPQ-9B雷达的初始低速生产。1999年8月26日,诺顿系统公司被授予9352040美元,对现有合同(N00024-94-C-5441)进行修改,结果现成了一个“变更的订单”:未来AN/SPQ-9B的天线配置将由“重型”变为“轻型”,提供技术改造套件将现有系统的天线改进至“轻型”标准。消息发布时,该项目计划于2001年2月底完成,采购方是美国海军的“海军海上系统司令部”。2001年1月19日,诺顿系统公司被授予一项价值2475000美元的固定价合同,合同要求完成5部轻型配置的、低速初始生产AN/SPQ-9B雷达的制造、集成、检验、试验直至交付,并且提供一套单一AN/SPQ-9B技术改造组件将一部重型配置的AN/SPQ-9B雷达改造成轻型配置。消息发布时,合同计划于2003年3月底完成。交付时,合同中购买的5部雷达分别装备“艾森豪威尔”(Eisenhower)号航母和未透露数量的美国海军“圣·安东尼奥”(San Antonio)级两栖运输船坞。2002年10月2日,诺顿系统公司被授予一项价值15085638美元的固定价信函合同,合同内容为购买“改进的轻型”AN/SPQ-9B雷达。消息发布时,合同的计划完成时间是2005年8月底,买方仍然是美国海军的海军海上系统司令部。据悉,装备美军航母的AN/SPQ-9B主要用于替代Mk 23 TAS。2009年10月30日,美国海军和诺登系统公司签订两份与AN/SPQ-9B雷达相关的合同,其中一份是以2660万美元的固定价格采购4部AN/SPQ-9B雷达。这标志着美海军将继续扩大AN/SPQ-9B雷达的装备。
AN/SPQ-9B是从AN/SPQ-9A雷达发展起来的,它既能作为单独的探测设备进行独立工作,也可与舰艇自卫防御系统、“宙斯盾”(Aegis)作战系统结合,成为作战系统的一部分。该雷达具有以下特点:
● 采用低噪声激励装置,其接收机和处理器充分利用了商用现成技术。
●采用窄波束、高数据率、多普勒处理技术和数字旁瓣对消技术,具有高的杂波抑制/改善能力(在90dB范围内),可在严重海杂波和箔条干扰条件下,对低空飞行的极小雷达反射截面的反舰导弹进行探测与跟踪。
● 能够同时探测、截获和跟踪多个目标,可提供原始清晰的(经过处理的)海面图像,经过处理的空中合成图像,选通图像以及表明天线相对方位、方位参考脉冲和方位变化脉冲的信标图像合成信号。
● 具有对空工作模式、对海工作模式和信标工作模式三种工作模式,另外还有反舰导弹探测和动目标显示等子工作模式。
● 可变的对空通道脉宽和固定的对海通道脉宽,动目标显示改善因子达80dB和高的扫描速率。
●采用了先进的探测和跟踪算法以及先进的单次扫描探测与跟踪技术。AN/SPQ-9B雷达天线能产生3个波束,如果主波束检测到空中目标,后2个波束则对该目标进行确认和跟踪,这样单次扫描即可实现跟踪,并能够将获得的数据传送给火控系统。
● 可同时对空/对海搜索和信标跟踪。
● 广泛的系统机内自检能力。
根据参考文献[2]报道,AN/SPQ-9B雷达尽管在名声上比不上AN/SPY-1相控阵雷达,但它在结构上进行了全新设计,而且广泛应用大量的先进技术,具有较大的发展潜力。例如,美海军正在搞的巡洋舰现代化项目,该项目就是将AN/SPQ-9B雷达作为标准装备加装在“提康德罗加”(Ticonderoga)级巡洋舰上,让其与该舰上的AN/SPY-1(D)相控阵雷达相互补充,弥补后者在低空探测方面的不足。
至于AN/SPQ-9B雷达的装备情况,现已知:到目前为止,它已经装备或拟定装备的美海军舰艇包括“乔治·H·W·布什”(George H·W·Bush)号航母、“德怀特·D·艾森豪威尔”(Dwight D·Eisenhower)号航母、“企业”(Enterprise)号航母(改进时)、“尼米兹”(Nimitz)号航母、“罗纳德·里根”(Ronald Reagan)号航母、“哈里·S·杜鲁门”(Harry S Truman)号航母、“卡尔·文森”(Carl Vinson)号航母、“乔治·华盛顿”(George Washington)号航母、“马金岛”(Makin Island)号两栖空击舰、“硫磺岛”(Iwo Jima)号两栖突击舰、LHA6号两栖突击舰、“传奇”(Legend)级武装快艇、“圣·安东尼奥”(San Antonio)级两栖船坞运输舰以及“提康德罗加”(Ticonderoga)级巡洋舰(舷号从CG52至CG73)。
AN/SPQ-9A雷达天线如图2-53所示。
图2-53 AN/SPQ-9A雷达天线
AN/SPQ-9B雷达重型天线如图2-54所示。
图2-54 AN/SPQ-9B雷达重型天线
AN/SPQ-9B雷达轻型双面脊背阵列天线如图2-55所示。
图2-55 AN/SPQ-9B雷达轻型双面脊背阵列天线
AN/SPQ-9B雷达甲板下装置如图2-56所示。
图2-56 AN/SPQ-9B雷达甲板下装置
【性能参数】
〖工作频段〗8~12.5GHz
〖作用距离〗37km(最大);137m(最小)
〖探测概率〗0.9(σ=1m2,距离27.4km)
〖距离精度〗0.9m ±距离的0.025%
〖距离分辨力〗45.7m
〖天线型式〗裂缝阵列天线(轻型天线)
〖天线尺寸〗2.35m×0.726m
〖稳定性〗有纵横摇稳定装置
〖天线转速〗60r/min(亦说30r/min)
〖波束宽度〗方位1.35°;仰角3°
〖天线重量〗537.5kg(带天线罩)
〖重频〗3kHz
参考文献
[1]Jane's Radar and Electronic Warfare Systems 2007-2008:172~173;2008-2009:166~167;2009-2010:173~174.
[2]李红军. AN/SPQ-9B雷达. 舰船知识,2010(4):58~59.
[3]723情报室馆藏资料《舰载火控雷达系统》,2009:28~30.
[4]世界海用雷达手册. 国防工业出版社,2007:210~211.
【型号】 AN/SPS-48E远程三坐标对空监视雷达(AN/SPS-48E Long-Range 3-D Air Surveillance Radar)
【生产厂商】 国际电话电报公司电子系统与雷达系统部——吉尔菲兰分公司(ITT Electronic Systems, Radar Systems-Gilfilan)
【研制年代】1978年,1986年(开始装备)
【概述】
AN/SPS-48E雷达是一种美国海军大型水面舰艇大量装备的三坐标远程对空搜索雷达,其主要功能是提供空中目标的三维数据以及为武器控制系统提供目标指示。该雷达在方位上为360°机械扫描,在仰角上采用电频扫。在计算机控制下,通过向频率敏感的平面阵列天线馈送多路E/F波段射频信号,形成多波束并实现仰角扫描。雷达可以同时发射9个在仰角方向叠加的1.5°的笔形波束,这9个波束为一组,覆盖5.6°的仰角范围。典型情况下,8组波束形成45°仰角扫描。测量范围和发射机功率电平随空域覆盖而改变以提高检测概率。采用电子稳定波束,即随着舰船的运动,雷达的发射频率为舰船纵、横摇的函数。在计算机的控制下,雷达具有4种工作模式,对于距离为400多千米、高度在30500m范围内的飞机,可以进行目标指示,并且给出其方向。
AN/SPS-48E雷达天线如图2-87所示。
图2-57 AN/SPS-48E雷达天线
据悉,AN/SPS-48E配置源于20世纪80年代后期的一次意义重大的系统重新设计——该设计为美国海军“新威胁升级”(NTU)计划的一部分,45部该种雷达装备了包括航母、两栖攻击舰和两栖登陆船坞在内的一系列舰船。NTU提高了发射功率,增加了一个新型低副瓣天线和自适应数字处理,从而更有利于检测和跟踪在恶劣电子干扰环境中由诸如Tu-26飞机上发射的高空反舰导弹。1991年,又增加了具有数字动目标显示(DMTI)和多普勒处理的“低垂直面视场变更包”——该“变更包”现已装备所有AN/SPS-48雷达,使之能检测和跟踪低空飞行的反舰巡航导弹。这样改进之后,该雷达既能为SM-2武器系统(标准-2导弹系统)的目标搜索和中段制导提供目标位置数据,也能为“拉姆”导弹(Rolling Airframe Missile)和“海麻雀”导弹提供跟踪数据。
据悉,至1998年,美国海军已开始对AN/SPS-48E进行升级,使之拥有协同作战能力(CEC)接口,该接口能够实现向战斗群中的其他舰船分配高质量火控数据。CEC接口[采用“商用现货”(COTS)产品,基于VME总线,采用68040处理器和接口]也被用于与装备美国海军L级舰船的舰船自卫系统(SSDS)对接。
实际上,AN/SPS-48E雷达只是舰载AN/SPS-48系列3D远程对空搜索雷达中的一种,是AN/SPS-48C雷达的改进型。当前一个完整的AN/SPS-48雷达系列应包括AN/SPS-48、AN/SPS-48A、AN/SPS-48B、AN/SPS-48C、AN/SPS-48D、AN/SPS-48E、AN/SPS-48F和AN/SPS-48G 8种型号的雷达。其中,AN/SPS-48雷达于1959年开始研制,装备时间是在1965年,为基本型;其余型号均为改进型号,各有独到之处。为了便于同上述AN/SPS-48E进行比较,下面分别简要介绍AN/SPS-48、AN/SPS-48A、AN/SPS-48F和AN/SPS-48G这4种具有代表性型号雷达的情况。
● AN/SPS-48雷达。该雷达是基本型,它在外形和工作原理方面类似于AN/SPS-52雷达,但AN/SPS-48雷达的体积较大,其天线如图2-58所示。另外,前者在天线上缘装敌我识别器,扫描器基本上是正方形的,而后者在天线下缘装敌我识别器,扫描器是长方形的。AN/SPS-48雷达的天线阵面由73根波导管组成,比一般由点馈源和反射体组成的天线具有更高的增益和更低的副瓣。在方位上为360°机械扫描,在仰角上采用电频扫,由电子计算机控制发射频率,可以同时发射9个1.5°的叠加笔形波束。阵面左侧凸出的带状部分是天线的波导馈源,由蛇形波导延迟线组成。每一根波导分别接在方形波导法兰上。通过自动改变发射频率,使之与船体的摆动成函数关系,从而获得船体运动的波束稳定性。可采取8种工作方式,由电子计算机程序控制。敌我识别天线装在阵面的上端。该雷达除平面位置显示器外,还配有动目标显示器。
图2-58 AN/SPS-48雷达天线
● AN/SPS-48A雷达。该雷达是从AN/PSP-48雷达改进而成的。它采用平面相控阵天线和多波束工作方式,频扫由电子计算机控制。可以提供8种工作方式。搜索是通过天线在方位内以7.5r/min或15r/min的转速连续旋转获得的,在仰角平面内则进行电子频扫。仰角扫描是通过改变E/F频段射频能量的频率来实现的,该射频能量加到相控阵天线上,以一系列笔形波束的形式发射。对于舰艇的纵摇和横摇,可用自动装置使仰角扫描覆盖稳定在±20°。利用抗干扰视频特点,可以在有干扰的情况下改进任何工作方式所接收的雷达回波,并可选用一个或多个视频以改进雷达的显示。为了同时改进视频显示,可以利用两种形式的视频处理方法。为了显示雷达的真正工作状态,配有机内状况监视电路。另外,为了防止设备损坏和伤害维修人员,整个雷达配有保护联锁电路。该雷达可发射3种功率电平,对应于要覆盖的距离。在远距离(400km)搜索时,则使用2200kW的最大发射功率。雷达功率和脉冲间隔周期的关系是可控制的,如果发射机不饱和,则在所有的距离和仰角上都可以达到最大的目标探测能力。
● AN/SPS-48F雷达(见图2-59)。该雷达是吉尔菲兰公司(Gilfilan)为了适应国际市场的需求开发出的一种AN/SPS-48E雷达的变型。AN/SPS-48F雷达不但更轻更小,而且更可靠,可取代通用两栖攻击舰上的AN/SPS-52雷达。它在AN/SPS-48E雷达的基础上去掉了固态发射机的末级放大级,这样输出功率和目标探测范围就有所减小。采用嵌入式处理器。根据所要求发射机功率的不同,AN/SPS-48F雷达分为三种配置:V1、V2、和V3。AN/SPS-48F(V1)雷达采用一个60kW的单级发射机, AN/SPS-48F(V2)雷达采用660kW的双级发射机,而AN/SPS-48(V3)雷达则采用2200kW(亦说2400kW)的三级发射机。以方位机械扫描和电子波束仰角扫描的复杂结合来提供位置和高度信息。通过改变馈送给对频率敏感的平面阵天线的射频能量的频率来完成仰角扫描和形成多波束,于是就产生了一系列笔形波束来有效地扫描垂直面。对于每6°的仰角覆盖,雷达在3μs内产生9个脉冲,每个脉冲流向上作0°~45°的移动。
图2-59 AN/SPS-48F雷达示意图(3种配置布局)
● AN/SPS-48G雷达。该雷达目前是AN/SPS-48系列中的最新型号,是吉尔菲兰公司截至2006年针对AN/SPS-48E上马“雷达过时使用价值恢复”(ROAR)项目的成果。根据参考文献[1]可知,AN/SPS-48G(V)雷达采用了新的固态发射机、数字接收机/处理器、开放式系统结构、嵌入式逻辑运算支援软件以及一个集成有“专家”机内自检能力的战术综合数字式环境(TIDE)装置。其设计宗旨在于全面提升雷达的作战有效性。与AN/SPS-48E雷达相比,AN/SPS-48G(V)雷达还具有其他一些优势,如:系
统外场可更换单元数目有所减少(通过“共用”);降低了人工操控与人员训练需求;利用开放式体系结构和设备模块,能够更加容易在技术上对雷达进行升级。
对于AN/SPS-48E雷达的装舰使用情况,现已知的是,该雷达于1986年中期开始供货,第一部雷达系统在1987年初装备美国海军“比德尔”(Biddle)号导弹巡洋舰;到1994年7月份,美海军一共接收到45部该型雷达;截至2006年,美海军中装备这种型号雷达的水面舰艇有“企业”(Enterprise)号航母、“约翰·F·肯尼迪”(John F Kennedy)号航母、“小鹰”(Kitty Hawk)号航母、“尼米兹”(Nimitz)级航母、LHA-6号两栖突击舰(AN/SPS-48E(V)10)、“塔拉瓦”(Tarawa)级两栖突击舰、“黄蜂”(Wasp)级两栖突击舰以及“圣·安东尼奥”(San Antonio)级两栖船坞运输舰。需要注意的一点是,美海军上述两栖突击舰所装的SPS-48E雷达是从美海军退役巡洋舰上拆卸下来重新装备的。另外,除了装备水面舰艇,美海军还将AN/SPS-48E雷达安装在陆地上使用。而且,美国卖给中国台湾的“基德”(Kidd)级驱逐舰也装备了AN/SPS-48E雷达。
典型的AN/SPS-48雷达陆上安装如图2-60所示。
图2-60 典型的AN/SPS-48雷达陆上安装示意图
【性能参数】
参考文献
[1]Jane's Radar and Electronic Warfare Systems 2007-2008:145~146;2008-2009:140~141;2009-2010:145~147.
[2]世界海用雷达手册. 国防工业出版社,2007:241~243.
【型号】AN/SPS-49(V)对空警戒雷达(AN/SPS-49(V) Air Surveillance Radar)
【生产厂商】雷声技术服务(系统支持)公司(Raytheon Technical Service(System Support))
【研制年代】1961年(开始)
【概述】
AN/SPS-49(V)是一种超远程两坐标(2D)对空搜索系列雷达,累计约有14种产品型号,被当作主要的探测雷达,装备了多个国家的各种水面战舰。
● AN/SPS-49雷达(见图2-61)。该雷达为基本型,开发于1961年,是从AN/SPS-40雷达改进而来的。后来,在其基础上开发成功的AN/SPS-49(V)系列雷达,被誉为美国海军当前最好的远程对空警戒2D雷达,已实现数字化和固态化,用于取代AN/SPS-37和AN/SPS-43系列雷达。
图2-61 AN/SPS-49雷达
● AN/SPS-49(V)1雷达。它是该系列雷达中较早期的产品,20世纪70年代开发,具备相干副瓣对消和数字动目标显示能力。
● AN/SPS-49(V)2雷达。该雷达用于经“新威胁升级”(NTU)的巡洋舰,没有相干副瓣消除器。
● AN/SPS-49(V)3雷达。该雷达为加拿大生产的型号,具有嵌入式跟踪器。
● AN/SPS-49(V)4雷达。该雷达为AN/SPS-49(V)2雷达的改进型,增加了雷达视频处理器的接口。
● AN/SPS-49(V)5雷达。该雷达的电子对抗及自动目标探测性能有较大改进,峰值功率较大。它具有以下特点:采用高平均功率,实现远程监视和对小RCS的威胁目标的探测;自动实现对所有威胁目标的可靠探测和快速指示;在给定的敌对环境中,具有很强的反对抗警戒能力;为更精确目标控制和指示提供高精度的方位值;采用脉冲多普勒处理和杂波图,实现对气象杂波、地杂波、海杂波以及箔条干扰的抑制;天线采用水平稳定装置以保证仰角覆盖的一致性;具有快速传输数据的数字接口;具有跟踪多达255个目标的能力。AN/SPS-49(V)5雷达采用双曲抛物面余割平方赋形天线,增益为28.5dB,副瓣低。在主反射面的上、下分别安装有辅助全向天线,用以相干的副瓣对消。采用伺服控制的视线稳定装置使天线波束保持水平。雷达发射机由全相干固态驱动器和束调管放大链组成,峰值功率为360kW。由于开发完美,而且试验彻底,它能提供稳定的重频参差和频率捷变的脉冲串用于改进的脉冲多普勒处理。该雷达能自动启动一种四环相干副瓣对消器(CSLC)使由天线副瓣进入的电子对抗信号电平大大降低。其他进一步提高雷达的抗干扰性能的措施还有副瓣消隐、频率捷变、单个脉冲干扰缩减、抗箔条干扰模式、差量交叉场放大(Variance Cross Field Amplification)以及用于使主瓣干扰最小化的波束非聚束。
● AN/SPS-49(V)6雷达。该雷达为采用双屏蔽电缆和改进冷却系统的AN/SPS-49(V)3。
● AN/SPS-49(V)7雷达。该雷达实际上为采用AN/SPS-49(V)6雷达冷却系统的AN/SPS-49(V)3雷达。
● AN/SPS-49(V)8雷达。该雷达是AN/SPS-49(V)5雷达的改进型,增加了“宙斯盾”(Aegis)跟踪器改进组件。
● AN/SPS-49(V)9雷达。该雷达未见详细报道。
● AN/SPS-49A(V)1/2雷达。该雷达实际就是AN/SPS-49MPU雷达,是经过“中等PRF”改进(MPU)的型号,能够提供多脉冲多普勒模式来探测海杂波环境中的低空小目标。探测范围是原来的两倍多。据称,PRF增加到3500Hz,非模糊距离减少到37km。
● AN/SPS-49(V)(VSR)雷达。该雷达仍在研制,为立体扫描雷达,是AN/SPS-49的有源阵列雷达,用于替代非“宙斯盾”(Aegis)舰艇的AN/SPS-48雷达和AN/SPS-49雷达。
● AN/SPS-49LW雷达。该雷达重量较轻,采用小天线。
● AN/SPS-100雷达。该雷达是AN/SPS-49雷达的派生型,主要用于小型舰艇。
截至1994年年底,一共销售出200余部AN/SPS-49(V)雷达(注:此数据来自参考文献[1]。参考文献[2]提供的数据为截至1999年5月共生产了约228套)。另据参考文献[1],算到2006/2007年,AN/SPS-49(V)雷达业已被澳大利亚、巴林、加拿大、埃及、韩国、新西兰、波兰、葡萄牙、西班牙、中国台湾、土耳其和美国等全球12个国家和地区的海军所使用。其中,对于中国台湾,“基德”(Kidd)级驱逐舰装备了AN/SPS-49(V)5雷达,“成功”(Cheng Kung)级护卫舰装备了AN/SPS-49(V)5或AN/SPS-49A雷达[安装在“张骞”(Chang Chien)号和“班超”(Pan Chao)号护卫舰上]。对于美国,“乔治·H·W·布什”(George H W Bush)号航母、“德怀特·D·艾森豪威尔”(Dwight D Eisenhower)号航母、“尼米兹”(Nimitz)号航母、“罗纳德·里根”(Ronald Reagan)号航母、“约翰·C·斯腾尼斯”(John C Stennis)号航母和“卡尔·文森”(Carl Vinson)号航母均装备的是AN/SPS-49(V)1雷达(可能经过改进),“小鹰”(Kitty Hawk)号航母装备的是AN/SPS-49(V)5雷达,“奥利弗·哈泽德·佩里”(Oliver Hazard Perry)级护卫舰装备了AN/SPS-49(V)4和AN/SPS-49(V)5雷达,“提康德罗加”(Ticonderoga)级巡洋舰装备了AN/SPS-49(V)7和AN/SPS-49(V)8雷达,“黄蜂”(Wasp)级两栖突击舰装备的是AN/SPS-49(V)9雷达,而“惠德贝岛”(Whidbey Island)级船坞登陆舰装备了AN/SPS-49(V)1雷达(可能经过改进)。
【性能参数】
〖工作频率〗850~942MHz
〖作用距离〗>463km(最大);0.9km(最小)
〖覆盖范围〗360°(方位);45720m(高度)
〖测量精度〗0.06km(距离);0.5°(方位)
天馈线
〖天线尺寸〗7.3m×4.3m
〖极化形式〗水平极化
〖天线转速〗6r/min或12r/min
〖天线增益〗28.5dB
〖波束宽度〗3.4°(方位);余割平方至30°(仰角)
发射机
〖峰值功率〗360kW
〖平均功率〗13kW
〖频率选择〗固定或捷变
〖脉冲宽度〗125μs
〖重复频率〗280Hz,800Hz,1000Hz
〖可靠性〗MTBF>300h
重量
〖甲板上设备〗1456kg
〖甲板下设备〗6255kg
〖敌我识别器〗AS-2188型天线(安装在悬臂上)
参考文献
[1]Jane's Radar and Electronic Warfare Systems 2007-2008:146~147;2008-2009:142~143;2009-2010:147~148.
[2]世界海用雷达手册. 国防工业出版社,2007:243~245.
【型号】AN/SPS-64(V)导航和搜索雷达(AN/SPS-64(V) Navigation and Search Radar)
【生产厂商】雷声综合防御系统公司(Ratheon Integrated Defensive System)
【研制年代】20世纪70年代(估计)
【概述】
AN/SPS-64雷达如图2-62所示。
图2-62 AN/SPS-64雷达
AN/SPS-64系列雷达的主要功能是导航和对海搜索。除了发射机和显示器外,全都是固态化的。在美国海军舰艇、海岸警卫队舰艇和商船上的使用,证明了该雷达具有较好的性能。该雷达已用在美国无线电公司(Radio Corporation of America)研制的R-76型射击指挥系统中。当I频段跟踪雷达以干扰源跟踪方式工作时,AN/SPS-64雷达能有效地在海面杂波条件下发现小型目标并完成单独测距。其改进型AN/SPS-64(V)雷达采用光栅显示器,具有较好的工作性能。AN/SPS-64(V)系列雷达有些工作于I波段(9375~9420MHz),有些工作于F波段(3030MHz),可选配相对运动显示器、真运动显示器或防撞显示器。30cm和41cm的平面位置显示器外加一些选件和配件是基本配置,它能满足大多数场合的需要。41cm的RAYCAS V显示器将防撞、目标跟踪、导航和战术数据综合显示出来。RAYPATH显示器将雷达信息、防撞和导航数据显示在一个30cm或41cm的显示屏上。该系列雷达在大型商船上的使用结果表明,其性能好,可靠性高,而对各型海军舰船而言是效费比最高的雷达系统。通过选择不同的天线、发射机(25kW、50kW或60kW)和显示器,该雷达有15种以上的不同配置形式。由于完全采用模块化设计,可以根据需要,复制系统以及混合使用不同的显示器和不同的收发机。由于具有自适应接口能力,该雷达使用的显示器系列也可以用于其他雷达系统。该系列显示器配有与AN/SPA-25雷达和AN/SPA-66雷达的接口,还配有与火控和电子支援措施系统的接口。
AN/SPS-64(V)雷达的航向指示器/雷达跟踪显示器如图2-63所示。
图2-63 AN/SPS-64(V)雷达的航向指示器/雷达跟踪显示器
AN/SPS-64雷达有多种改进型,这些改进雷达分别为:
● AN/SPS-64(V)1雷达。该雷达采用了一个1.8m的I频段天线的海岸警卫系统、20kW的发射机、一个30cm的显示器。其民用型称为RM 1220 6X。
● AN/SPS-64(V)2雷达。该雷达采用1.8m的I频段天线的海岸警卫系统、20kW的发射机、一个30cm和一个41cm的显示器。其民用型称为RM 1220 6X。
● AN/SPS-64(V)3雷达。该雷达采用两个1.8m的I频段天线的海岸警卫系统、两部20kW的发射机、两个30cm和一个41cm的显示器。其民用型称为RM 1220 6X或RM 1220 6X RM16。
● AN/SPS-64(V)4雷达。该雷达为海岸警卫系统,采用一个1.8m的I频段天线、一个30cm的F频段天线、一部20kW的I频段发射机、一部60kW的F频段发射机、一个30cm和两个41cm的显示器。其民用型称为RM 1220 6X或RM 1660 12S RM16。
● AN/SPS-64(V)5雷达。该雷达为陆军系统,采用一个1.8m的I频段天线、一部20kW发射机、一个41cm的显示器。其民用型称为TM 1620 6X。
● AN/SPS-64(V)6雷达。该雷达为海岸警卫系统,采用一个1.8m的I频段天线、一个30cm的F频段天线、一部50kW的I频段发射机、一部60kW的F频段发射机、一个30cm和一个41cm的显示器。其民用型称为RM 1250 6X或RAYCAS 1660 12S。
● AN/SPS-64(V)7雷达。该雷达为海岸警卫系统,采用一个1.8m的I频段天线、一部20kW的I频段发射机、一个30cm的显示器。其民用型称为RM 1025 6X。
● AN/SPS-64(V)8雷达。该雷达为海岸警卫系统,采用一个1.8m的I频段天线、一部20kW的I频段发射机、一个41cm的显示器。其民用型称为RM 1025 6X。
● AN/SPS-64(V)9雷达。该雷达为海军系统,采用一个1.8m的I频段天线、一部20kW的发射机、一个30cm的显示器。其民用型称为RM 1220 6X。
● AN/SPS-64(V)10雷达。该雷达为海岸警卫系统,采用一个1.8m的I频段天线、两部20kW的I频段发射机、一个30cm和一个41cm的显示器。
● AN/SPS-64(V)11雷达。该雷达为海岸警卫系统,采用一个1.8m的I频段天线、一部20kW的I频段发射机,一个30cm的显示器。其民用型也称为RAYPATH 1225 6X。
● AN/SPS-64(V)12雷达。该雷达为陆军系统,采用一部10kW的I频段发射机、一个30cm的显示器。其民用型称为TM 1210 4X。
● AN/SPS-64(V)13雷达。该雷达为陆军系统,采用一部10kW的I频段发射机、一个25cm的显示器。其民用型称为1010 E 4X。
● AN/SPS-64(V)14雷达。该雷达为陆军系统,采用一部10kW的发射机和天线罩、一个25cm的显示器。民用型也称1010 E D。
● AN/SPS-64(V)15雷达。该雷达为海军系统,采用一个1.8m的I频段天线、一部50kW的发射机、一个41cm的显示器。其民用型称为RM 1650 6X或RAYCAS V。
● AN/SPS-64(V)16雷达。该雷达为陆军系统,采用一个1.8m的I频段天线、一部50kW的发射机、一个41cm的显示器。它还包括防爆系统。其民用型称为RAYPATH 1650 6X。
● AN/SPS-64(V)17雷达。该雷达为陆军系统,采用一个3.6m的F频段天线、一部60kW的发射机、一个41cm的显示器。其民用型称为RAYPATH 1650 12S。
● AN/SPS-64(V)18雷达。该雷达为海军系统,采用一个2.7m的I频段天线、一部50kW的发射机、一个41cm的显示器。其民用型称为RAYCAS 1650 9X NWU-51。
● AN/FPS-121雷达。这是一种基本的AN/SPS-64雷达,由海岸警卫队安装于休斯顿到加尔维斯敦港口的航运通道,用于船只的交通控制。
截至2006/2007年,AN/SPS-64(V)雷达已经装备巴西、哥斯达黎加、多米尼加、埃及、爱沙尼亚、德国、加纳、希腊、韩国、立陶宛、圣卢西亚、墨西哥、密克罗尼西亚、尼日利亚、巴拿马、菲律宾、萨尔瓦多、沙特阿拉伯、南非、中国台湾、泰国、特立尼达和多巴哥、乌拉圭、委内瑞拉以及美国等全球25个国家和地区的各型舰艇。其中,中国台湾海军装备AN/SPS-64(V)雷达的是“基德”(Kidd)级驱逐舰。美国海军“企业”(Enterprise)号航母、“西奥多·罗斯福”(Theodore Roosevelt)号航母、“哈里·S·杜鲁门”(Harry S Truman)号航母和“乔治·华盛顿”(George Washington)号航母装备的是AN/SPS-64(V)9雷达;“奥斯卡·奥斯汀”(Oscar Austin)号驱逐舰、“巴尔克利”(Bulkeley)号驱逐舰、“温斯顿·S·丘吉尔”(Winston S Churchill)号驱逐舰、“霍华德”(Howard)号驱逐舰、“拉森”(Lassen)号驱逐舰、“普雷布尔”(Preble)号驱逐舰、“麦坎普贝尔”(McCampbell)号驱逐舰、“罗斯福”(Roosevelt)号驱逐舰和“肖普”(Shoup)号驱逐舰装备的是AN/SPS-64(V)9雷达;“阿利·伯克”(Arleigh Burke)(Flts Ⅰ和Flts Ⅱ)级驱逐舰装备了AN/SPS-64(V)9;“贝”(Bay)级破水船装备了AN/SPS-64(V)1雷达;“蓝岭”(Blue Ridge)级指挥舰、“基珀”(Keeper)级海岸警卫队航标敷设船、“北极”(Polar)级海岸警卫队破冰船、“鱼鹰”(Osprey)级沿海猎雷艇、“波瓦坦”(Powhatan)级舰队远洋拖船装备、“卫兵”(Safeguard)级救助舰和“提康德罗加”(Ticonderoga)级巡洋舰均装备了AN/SPS-64(V)9雷达;“惠德贝岛”(Whidbey Island)级船坞登陆舰装备的是AN/SPS-64(V)9雷达,或者是AN/SPS-73(V)12雷达。
【性能参数】
参考文献
[1]Jane's Radar and Electronic Warfare Systems 2007-2008:148;2008-2009:144~145;2009-2010:149~150.
[2]世界海用雷达手册. 国防工业出版社,2007:254~255.
【型号】AN/SPS-67(V)对海搜索和导航雷达(AN/SPS-67(V) Surface Search And Navigation Radar)
【生产厂商】DRS C3系统公司(DRS C3.Systems LLC)
[原为DRS电子系统公司(DRS Electronic Systems Inc.)]
【研制年代】1979年
【概述】
AN/SPS-67(V)系列近程两坐标对海搜索及导航雷达(见图2-64)为AN/SPS-10雷达的换代产品,可提供海面目标、低空飞行器高精度检测和跟踪,同时支持舰船导航要求。它是固态G频段装备,采用了更加可靠的天线以及标准电子模块技术,因此更易修理和维护。即使在雨、海杂波等恶劣环境下,雷达系统也可以提供优越的性能。此外,因其能够检测到浮标、小障碍物,还适合于港口导航。
图2-64 AN/SPS-67(V)雷达
AN/SPS-67(V)雷达甲板下部分包括一个收发器、一个视频处理器、一个雷达控制单元、一个天线控制器以及一个天线安全开关。所有这些全部容纳在五个机柜内。AN/SPS-67(V)雷达具有三种脉冲模式:宽(1μs)、中(0.25μs)、窄(0.1μs),对应的脉冲重复频率分别为750Hz、1200Hz、2400Hz,旨在增强特殊作战情况下的雷达性能。其中,短脉冲模式在导航、近程小目标分辨力方面性能较好;中、长脉冲则适合于对开阔海域中、远程目标的检测用。通过数字视频杂波抑制器、干扰抑制器,系统的性能得到了进一步改善。标准电子模块技术和机内自检测试系统的使用,使得系统的可靠性、可维护性以及可利用性增强。
AN/SPS-67(V)雷达有多种型号:AN/SPS-67(V)1、AN/SPS-67(V)2、AN/SPS-67(V)3、AN/SPS-67(V)4、AN/SPS-67(V)5等。AN/SPS-67(V)1使用同轴磁控管作为发射输出管,广泛使用小型、超小型技术,且尽可能采用标准电子模块结构。与AN/SPS-10F雷达相比, AN/SPS-67(V)1具有如下优点:
● 低空飞行器检测;
● 3个可选脉冲宽度;
● 采用跳动模式,增强电子对抗能力;
● 扇形辐射;
● 由于标准电子模块技术的使用,可维护性提高;
● 发射机和接收机自动可调。
AN/SPS-67(V)雷达目前正在智利、埃及、印度、马来西亚、墨西哥、摩洛哥、挪威、西班牙、中国台湾、泰国、土耳其和美国等全球12个国家和地区的海军中服役,装备的舰种有航空母舰、导弹巡洋舰、驱逐舰、护卫舰、两栖突击舰、战斗支援舰、船坞登陆舰、两栖运输舰和坦克登陆舰等。其中,中国台湾海军的“诺克斯”(Knox)级驱逐舰装备AN/SPS-67(V)雷达或AN/SPS-10雷达,“新港”(Newport)级登陆舰也装备AN/SPS-67(V)雷达。美国海军的“企业”(Enterprise)号和“小鹰”(Kitty Hawk)号航母装备AN/SPS-67(V)雷达;“阿利·伯克”(Arleigh Burke)(Flts I,II,IIA)级驱逐舰装备的是AN/SPS-67(V)3和AN/SPS-67(V)5雷达;“奥斯汀”(Austin)级两栖船坞运输舰和“仁慈”(Mercy)级医院船装备的是AN/SPS-67(V)雷达;“尼米兹”(Nimitz)级航空母舰装备的是AN/SPS-67(V)1雷达;“塔拉瓦”(Tarawa)级两栖突击舰装备的是AN/SPS-67(V)3雷达;而“黄蜂”(Wasp)级两栖突击舰也装备了AN/SPS-67(V)雷达。
【性能参数】
〖工作频段〗5.45~5.825GHz
〖作用距离〗104km(测量距离)
〖方位波束宽度〗1.5°
〖俯仰面波束宽度〗12°(AN/SPS-67(V)1);31°(AN/SPS-67(V)2和(V)3)
〖天线转速〗15r/min或30r/min
〖脉宽〗0.1μs;0.25μs;1μs
〖重复频率〗750Hz;1200Hz;2400Hz
〖峰值功率〗280kW
〖扫描周期〗4s(AN/SPS-67(V)1);2s或4s(AN/SPS-67(V)2和(V)3)
〖跟踪启动〗自动(AN/SPS-67(V)3)
〖跟踪文件长度〗128(AN/SPS-67(V)3——可扩展,对上述所有工作模式具有>24dB改善,相干接收,自动杂波锁定,数字动目标指示)
〖MTI改善因子〗>24dB
〖MTBF〗>600h
〖MTTR〗<30min
参考文献
[1]Jane's Radar and Electronic Warfare Systems 2007-2008:149~150;2008-2009:145~146;2009-2010:150.
[2]世界海用雷达手册. 国防工业出版社,2007:258~259.
【型号】AN/SPS-73(V)海面搜索雷达(AN/SPS-73(V) Surface Search Radar)
【生产厂商】雷声综合防御系统公司(Raytheon Integrated Defense Systems)
【研制年代】1979年
【概述】
AN/SPS-73是一种先进的导航和监视雷达,既可装备舰船,也可以陆基使用。它将商用现成产品与专用技术结合起来,具有很强的导航感知能力。舰船应用有两种类型:用于小型舰艇的I波段导航雷达系统(NRS)和用于大型舰船的舰载双雷达系统(SDRS,I/F双波段雷达)。据悉,典型的NRS包括一个25kW的I波段收发机、一个波束宽度为0.95°的2.6m天线、一个性能监控单元、一个安全开关单元和一个配有21英寸、1536像素×1144像素阴极射线显示器独立操作员战位(SAOP)。而一个典型的SDRS配置包括两个独立操作员战位,I波段25kW收发机和F波段30kW收发机,一个3.1m、波束宽度为0.75°的I波段天线,一个2.7m、波束宽度为2.3°F波段天线,一个安全开关单元,一个显示器集线器单元,两个性能监控单元和一个控制开关单元。
AN/SPS-73(V)采用先进的数字技术,舰载应用时能将来自本舰上其他传感器的数据进行综合。所采用的新型控制台满足甚至超过了国际海事及海事服务雷达技术委员会对于自动雷达点迹(ARAP)的要求。其性能监控彩色显示器比老雷达的分辨率高。其人机接口与标准工作站Ⅲ的环境相似,包含有弹出式菜单、图形按键和图形浮标。雷达显示器能够传递更多组织得很好的信息。
AN/SPS-73(V)比当前的其他雷达具有更强的探测能力,因为它具有不用波导的更有效的天线、灵敏度更高的接收机和先进的雷达处理器。因不同的平台和目标而异,该雷达的探测距离提高20%~60%。它能以高速率跟踪多个目标,显示器包括专为美国海军空中战斗中心研制的雷达扫描转换器和处理器。
雷达处理器可以安装在一个“远处”的电路板箱内或位于操作员位置上,它将雷达自动探测/跟踪以及扫描转换成数字视频提供给显示器。它既使用了商用现成处理卡,又使用了专门处理卡。
操作员位置显示器提供了灵活的配置,以适应各种尺寸和各类舰船使用。一种隔舱安装的、53cm的监控器可以装在一个远的位置上。
与AN/SPS-64(V)雷达相比,AN/SPS-73(V)雷达平均故障间隔提高了9倍。AN/SPS-73(V)雷达的机内自检系统可以判别大多数故障。AN/SPS-73(V)雷达每年约需2h的预防性维护,而AN/SPS-64(V)雷达却需要74h。
AN/SPS-73(V)雷达具有开放式结构,采用模块化设计,便于根据特殊功能要求进行组配,因而适装于各类舰艇。
AN/SPS-73(V)雷达可以与TAC-4(SCCS-270)以及TAC-3(SCCS-378)舰载指挥和控制系统集成,还可以与美国海岸警卫队专用的一些接口集成,这些专用接口包括RADDS雷达显示器(SPA-25Gs)、StatNet、陀螺仪、速度记录仪、LORAN-C、GPS、DGPS、战术指挥信息交换系统以及Link-11。在海岸警卫队的WHEC上增加SCCS-378,就确保了在战斗部署、自然紧急情况、反毒品、搜索和营救以及海事禁令中与国防部的互操作性。
AN/SPS-73(V)雷达的I波段在标准天气条件下,可以提供较高的分辨率,更好地满足港口和河流的导航需要。在大雨情况下,F波段比I波段的距离性能要好30%~60%;在海面杂波密度大的区域,F波段显示小目标的距离比I波段要远2~3倍。
目前,AN/SPS-73(V)雷达(见图2-65)从AN/SPS-73(V)1雷达到AN/SPS-73(V)17雷达一共有17种产品型号,其雷达系统配置不同,适装不同平台。现已知系统配置的雷达为:
● AN/SPS-73(V)1雷达。400’WAGB;两个I频段,四个SAOP。
● AN/SPS-73(V)2雷达。378’WHEC;一个F频段,一个I频段,两个SAOP。
● AN/SPS-73(V)3雷达。295’WIX;两个I频段,三个SAOP。
● AN/SPS-73(V)4雷达。270’WMEC;一个I频段,一个F频段,两个SAOP。
● AN/SPS-73(V)6雷达。210’WMEC;一个I频段,两个SAOP。
● AN/SPS-73(V)8雷达。160’WLIC;一个I频段,一个SAOP。
● AN/SPS-73(V)9雷达。140’WTGB;一个I频段,两个SAOP。
● AN/SPS-73(V)10雷达。110’WPB和87’WPB;一个I频段,一个SAOP。
图2-65 AN/SPS-73(V)雷达
根据参考文献[1],AN/SPS-73(V)雷达业已装备阿塞拜疆、哥伦比亚、哥斯达黎加、多米尼加、萨尔瓦多、格鲁吉亚、印度、牙买加、西班牙、斯里兰卡、土库曼和美国全球12个国家的海军舰艇。这其中,美国装备的舰艇有“乔治·H·W·布什”(George H W Bush)号航母(AN/SPS-73(V)17雷达)、“德怀特·D·艾森豪威尔”(Dwight D Eisenhower)号航母(AN/SPS-73(V)17雷达)、“约翰·C·斯滕尼斯”(John C Stennis)号航母(AN/SPS-73(V)12雷达)、“尼米兹”(Nimitz)号航母(AN/SPS-73(V)12雷达)、“罗纳德·里根”(Ronald Reagan)号航母(AN/SPS-73(V)17雷达)“卡尔·文森”(Carl Vinson)号航母(AN/SPS-73(V)12雷达)和“乔治·华盛顿”(George Washington)号航母(AN/SPS-73(V)12雷达),“科罗纳多”(Coronado)指挥舰(退役);美海岸警卫队“阿库什尼特”(Acushnet)号快艇、“亚历克斯·哈利”(Alex Haley)号快艇和“斯托里斯”(Storis)号快艇(退役),“鹰”(Eagle)号海上训练快艇,“龙卷风”(Cyclone)级海岸巡逻艇;LHA6级(每舰装两部AN/SPS-73(V)雷达)、“塔拉瓦”(Tarawa)级和“黄蜂”(Wasp)级两栖突击舰;“奥斯汀”(Austin)级两栖船坞运输舰(AN/SPS-73(V)12雷达)和“圣·安东尼奥”(San Antonio)级两栖船坞运输舰(AN/SPS-73(V)13雷达),“惠德贝岛”(Whidbey Island)级船坞登陆舰(AN/SPS-64(V)9雷达或AN/SPS-73(V)12雷达);“岛”(Island)级巡逻艇;“复仇者”(Avenger)级反水雷舰艇(AN/SPS-73(V)雷达,作为改进措施);“传奇”(Legend)级国家安全检查武装快艇;“福莫斯”(Famous)级、“汉密尔顿”(Hamilton)/“英雄”(Hero)级和“信任”(Reliance)级海岸警卫队快艇。
【性能参数】
〖工作频段〗8~12.5GHz或2~4GHz和8~12.5GHz
[亦说I频段(9418MHz±30MHz),F频段(3050MHz±30MHz)]
〖作用距离〗93~178km(截获与跟踪)
〖峰值功率〗25kW(I波段);30kW(F波段)
〖脉冲宽度〗0.08~1.2μs
〖重复频率〗600~2200Hz(I波段);600~1900Hz(F波段)
〖天线型式〗旋转裂缝波导阵列
〖极化形式〗水平
〖天线转速〗20~25r/min
〖波束宽度〗I波段:方位为1.8°、1.23°、0.95°、0.75°;仰角为25°、20°。
F波段:方位为2.3°、1.9°;仰角为25°
〖中频频率〗60MHz
〖数据提取〗操作员可选的STC/FTC,受命令控制的统计性CFAR滤波
〖扫描变换器〗操作员可选、可编程,支持标准雷达输入模式
〖雷达视频〗4位数字化
〖终端显示〗53cm和66cm显示器
〖操作支持〗标准键盘和滚球;屏幕拖拉菜单;距离圈;CPA/TCPA;跟踪的软件控制;多部雷达控制和数据融合
〖操作系统〗VxWorks
〖图形〗X/Windows
〖显示分辨率〗1600×1248或1528×1144
〖距离量程〗0.7km,1.4km,2.8km,5.6km,11.1km,22.2km,44.5km,88.9km,177.8km
〖距离精度〗距离量程的1%
〖方位精度〗±0.5°
〖跟踪容量〗最多20(人工);最多200(自动)
〖跟踪速度〗0~389km/h
〖航迹史〗2、4或6条航迹图,以1min、3min、6min或15min为间隔
〖航迹矢量长度〗1min,3min,6min,15min,30 min,60min
〖MTBF〗400h
〖MTTR〗30min
〖可用性〗99.9%
〖抗风能力〗100kn
参考文献
[1]Jane's Radar and Electronic Warfare Systems 2007-2008:150;2008-2009:146;2009-2010:151.
[2]世界海用雷达手册. 国防工业出版社,2007:260~262.
【型号】AN/SPY-3多功能相控阵雷达(AN/SPY-3 Multi-Function Phased Array Radar)
【生产厂商】雷声公司(Raytheon)
【研制年代】1999年
【概述】
AN/SPY-3是一部目前估计尚在研发之中的X波段舰载固态多功能有源相控阵雷达,如图2-66所示。该雷达与一部S波段的立体搜索雷达(VSR)共享一个终端和一个处理控制单元,构成一个一体化的双波段雷达(DBR)探测系统。AN/SPY-3的主要功能包括海面及低飞目标搜索、监视、目标跟踪、指令制导、半主动寻的照射、飞机着舰导航以及潜望镜探测等。雷达天线由三个平面有源阵列构成,天线包含20000~24000个收/发组件。AN/SPY-3能替代当前在CVN68航母上的多部传统雷达,包括AN/SPS-67雷达、带Mk95照射器的AN/SPQ-9B或Mk23 TAS以及能为航母上的进场控制提供滑道倾角的AN/SPN-41/46雷达。
图2-66 AN/SPY-3多功能相控阵雷达
实际上,眼下鲜见AN/SPY-3雷达的公开报道。对于该雷达系统结构,参考文献[1]描述为:
● AN/SPY-3雷达由6个主要的子系统组成。两个子系统(3个有源阵列和接收激励器)位于甲板上,信号与数据处理器、电源变压器、交直流功率转换器和热交换器位于甲板下。对于3个有源阵列,每个阵列包含大约5000个发射/接收(T/R)阵元。这些阵元与T/R组件相连,构成了基本的阵列模块,即综合多通道T/R组件(T/RIMM)。每个综合多通道T/R组件驱动8个阵元,被设计渐变到阵列结构,它包含有微波放大器、移相器和封装在4个组件中的衰减器、封装在两个组件中的分发移相与衰减指令的控制电路、使T/R组件所需的电源达到要求的直流/直流变换器以及8个T/R阵元所需的储能电容器。另外,电源变压器将440V的交流三相标准舰载电源转换为多相交流电源,然后提供给交直流功率转换器。交直流转换器对该交流电源进行整流和滤波从而生成300V的直流,然后通过低感应传输线传送到阵列。未来舰船将在现有的舰载系统上增加综合高功率直流分配系统。这样一来,舰上的变压器和交直流功率转换器即可取消。
● AN/SPY-3雷达激励器采用直接合成法帮助生成具有大范围脉冲重复频率、脉冲宽度和调制类型的大量波形。这些波形包括非线性调频、相位调制和宽带线性调频。激励器旨在产生具有极低的相位与幅度噪声的高稳定信号,以满足AN/SPY-3雷达在复杂海上环境中工作的高杂波对消的要求。
激励器的数字部分为AN/SPY-3雷达系统提供波形和系统定时。大动态范围的接收机系统处理每个阵列所接收的信号,并生成传送到信号与数据处理器的数字信号。大动态范围需要贯穿AN/SPY-3雷达的整个接收链,以便通过采用距离模糊脉冲多普勒波形来有效消除由距雷达很近的回波产生的高杂波电平。这种多通道接收机提供单脉冲处理和辅助通道,以满足旁瓣消隐和自适应旁瓣对消的需要。该接收机具有
窄带和宽带通道,帮助AN/SPY-3雷达达成其模式和功能。
● AN/SPY-3雷达信号与数据处理器是一部商用超级计算机,它可以满足雷达与信号处理、雷达制定计划、跟踪和波束控制计算所需的低等待时间要求。AN/SPY-3处理器的雷达信号处理功能包括通道均衡、杂波滤波、脉冲编辑、多普勒快速傅里叶变换、脉冲压缩、旁瓣对消、恒虚警处理和各种电子防护算法。该超级计算机安装在机柜中,能够防止冲击和震动的影响,这就使商用现成设备能够满足海上环境对冲击和震动的严格要求。通过该信号与数据处理器实现了与舰船作战控制单元的接口。
另外,由参考文献[2]得知,美国海军在2006年中期对AN/SPY-3雷达成功地进行了一系列海上测试,验证了其独特的能力,包括首次在海上截获并跟踪一架现场控制的飞机。
按照美国海军计划,AN/SPY-3雷达将装备新型的DDG-1000“朱姆沃尔特”(Zumwalt)级多任务驱逐舰和CVN-21未来航空母舰。
美国海军新型水面舰艇设计外观如图2-67所示。
图2-67 美国海军新型水面舰艇设计外观图(上层建筑具有DBR雷达)
【性能参数】
〖工作频段〗X波段
〖体制〗固态有源相控阵
〖天线〗3个平面阵列
参考文献
[1]王燕. 美国海军AN/SPY-3有源相控阵雷达系统. 国际电子战,2005(7):40.
[2]国际电子战,2006(6):10.
[3]世界海用雷达手册. 国防工业出版社,2007:266~267.
【型号】AN/TPX-42(V)空中交通管制雷达(AN/TPX-42(V) Air Traffic Control Radar)
【生产厂商】泰里福尼克斯公司指挥系统分部(Telephonics Corporation-Command Systems Division)
【研制年代】不详
【概述】
AN/TPX-42(V)是一种地基对空二次监视雷达(SSR)系统,其基本型号是AN/TPX-42雷达。根据参考文献[1]获得的消息,泰里尼福克斯公司至少已生产322部基本型,部署在美国国内各地和海外基地。而且基本型AN/TPX-42雷达有许多改进型,其中适合装备舰艇的型号是AN/TPX-42(V)13雷达。现已知,其余改进型要么与舰载AN/TPX-42(V)13雷达配置一致,要么就配备有经过加固的升级部件。而在进行改进时所用的升级套件包括可更换的显示器和各种SSR系统增强部件。显示器升级的重点放在可经受恶劣环境的ADP-2000型显示器。该显示器将雷达数据处理与显示处理功能集成在一个机箱内,以具有内部网络功能为特色。它可提供所有的空中交通管制功能,可以按标准嵌入式计算机处理格式进行设计,也可以按一种包含UNIX工作站和图形用户接口的A/T结构进行配置。在基本型AN/TPX-42雷达改进升级过程中,采用泰里福尼克斯公司的BTE-2000信标目标提取器来替代原来的视频信号处理器。舰载AN/TPX-42(V)13雷达则使用了军用显示器以及泰里福尼克斯公司的信标和搜索雷达提取器。
据报道,“特殊”型号的AN/TPX-42雷达已经装备美国海军航空母舰,而各种基本的、可编程的AN/TPX-42(V)雷达的民用和军用用户涉及巴西、保加利亚、加拿大、捷克斯洛伐克、伊朗、荷兰、挪威、菲律宾、波兰、西班牙和中国台湾等全球11个国家和地区。另外,从2006年2月起,美国海军着手对现役的AN/TPX-42二次监视雷达进行升级(使用多种新的元件组合,采用AN/UYK-44处理器,升级跟踪处理器,引入AN/UYQ-70和空中交通管制通用显控台(ATCCC)及平板显示器),升级后的设备有两种配置形式:AN/TPX-42(V)14 Field Change 1和AN/TPX-42A(V)14 Field Change 2。作为该升级计划的一部分,军方要求2007财政拨款中包含购买一部AN/TPX-42A(V)14 Upgrade F和一部AN/TPX-42(V)14 Upgrage G,以及装备两部AN/TPX-42A(V)14 Upgrade A和两部AN/TPX-42A(V)14 Upgrade C雷达的资金。
参考文献
[1]Jane's Radar and Electronic Warfare Systems 2007-2008:283;2008-2009:282~283;2009-2010:290.
【型号】AN/URN-25战术空中导航系统(AN/URN-25 Tactical Air Navigation System)
【生产厂商】塔格特公司(Target Corporation)[原生产厂商:古尔德公司(Gould Inc.)]
【研制年代】1977年投产,1978年装备
【概述】
AN/URN-25是目前广泛装备的一种“塔康”(TACAN)系统,如图2-68所示。所谓的TACAN是英文Tactical Air Navigation(战术空中导航)或Tactical Air Control and Navigation(战术空中控制和导航)的缩略语,中文音译为“塔康”。“塔康系统是一种极坐标型天线电导航系统,通过测距设备(DME)为飞机提供距离和方位信息。AN/URN-25型“塔康”系统是AN/URN-20型“塔康”系统的替代品,它实际上只是一部信标应答机,要与安装在飞机上的“塔康”导航询向器一起工作。AN/URN-25“塔康”系统根据需要可以舰载、车载或者固定站安装。在300英里距离范围内,AN/URN-25对询问器发出的信号作出应答,向飞机提供距离、方位和识别信号。
该系统主要有两部分组成:单元1和单元2。
●单元1:OX-52/URN-25应答器组合,安装在一个机柜里。机柜里有两个垂直的抽屉,一个装有编码调制器,另一个装有收发机。
●单元2:C-10363/URN-25控制指示器,其作用是显示应答器的工作状态和故障报警,并对应答器进行有限的远距离控制。该单元可以安装在自己的机柜里,也可以安装在标准的19in机箱里。
图2-68 AN/URN-25型“塔康”系统
AN/URN-25“塔康”系统特点:具有252个信道,X和Y模式可用于全频段;峰值功率3kW;内置监控/测试能力;除了发射机中的冗余陶瓷三极管均使用固态电路;可以配用所有机械扫描的塔康天线,而且已被设计配置先进的电调天线阵(如用于舰载系统的OE-273(V)天线和用于岸基系统的OE-258天线);采用模块化结构,应用数字技术;遇到故障情况时,设备可以转换到降功率应急工作模式,或者在“双安装”(indual installations)条件下进行自动切换;一分钟信道切换能力。
作为美国海军(海军电子系统司令部)资助项目,AN/URN-25的设计符合军用规范,完全满足装备舰船、载车或固定站点的要求。该信标包含了生产商在25年塔康系统设计制造中取得的可靠技术和经验。它是唯一获得美国军事部门(U.S. Military Service)批准的现代化高功率系统,目前正处于其第四个产品制造周期。
目前,AN/URN-25型“塔康”系统装备西班牙海军“亚斯都里阿斯王子”(Principle De Asturias)号航空母舰、泰国海军“差克里·纳吕贝特”(Chakri Naruebet)号航空母舰以及美国海军“小鹰”(Kitty Hawk)级航空母舰、“企业”(Enterprise)号航空母舰、“尼米兹”(Nimitz)级航空母舰、“提康德罗加”(Ticonderoga)级巡洋舰、“阿利·伯克”(Arleigh Burke)级驱逐舰、“斯普鲁恩斯”(Spruance)级驱逐舰和“佩里”(Perry)级导弹护卫舰。【性能参数】
〖峰值功率〗3kW(发射管寿命末期);700W(可选的降功率模式)
〖应急功率电平〗700W,160W(亦说150W)
〖信道数〗252
〖信道切换时间〗小于1min(平均值)
〖MTBF〗6000h(舰载);18000h(地面站)
〖平均修复维护时间〗25min(模块级);120min(零部件级)
〖电源〗115V,45~450Hz
〖重量〗436kg(应答机);34kg(状态控制显示器)
参考文献
[1]723所情报室《舰载导航雷达资料》,2009:13~16.
[2]723所馆藏资料《外军无线电电子装备手册》,1999:187.
[3]外军作战平台电子装备大全. 解放军出版社,1999:52.
[4]http://www.targetcorporation.com
【型号】DBR双波段雷达(Dual Band Radar)
【生产厂商】雷声公司(Raytheon Company);洛克希德·马丁公司(Lockheed Martin Inc.)
【研制年代】21世纪初
【概述】
先进DBR雷达为AN/SPY-3和VSR(立体搜索雷达)的集合体。其中,立体搜索雷达VSR由洛克希德·马丁公司研制。该雷达工作于S波段,采用相控阵体制,天线由三个平面阵列构成。其主要功能是半球范围内的目标搜索和监视。AN/SPY-3是X波段舰载有源相控阵雷达。该雷达由雷声公司研制,天线由三个平面有源阵列构成,天线包含20000~24000个收/发组件。其主要功能有海面及低飞目标搜索、监视、目标跟踪、指令制导、半主动寻的照射、飞机着舰导航等。AN/SPY-3和VSR共享一个终端和一个数据处理控制单元,天线以共坐标形式工作,从而形成一个一体化的DBR雷达。
双波段雷达如图2-69所示。
图2-69 双波段雷达
DBR雷达性能卓越,几乎覆盖了传统舰船上多部雷达完成的所有功能,从而使新型航母上的雷达数量大大减少。VSR可实现远程警戒、高空目标搜索、有限区域防空和一般情报提供,并将威胁目标提供给AN/SPY-3进行精密跟踪。AN/SPY-3能在海上常见的恶劣环境中提供包括目前最先进的低可观察反舰巡航导弹在内的低空威胁导弹的自动探测、跟踪,能探测潜望镜之类的海面小目标,能为舰空导弹提供中段制导,能为半主动寻的舰空导弹提供多个目标的间断连续波照射,同时还能完成飞机进场控制雷达的功能。
【性能参数】
〖工作频段〗S波段,X波段
〖体制〗双波段,相控阵
〖天线〗S波段、X波段共坐标
参考文献
[1]The Journal of Electronic Defense (July),2005(7):14~16.
[2]世界海用雷达手册. 国防工业出版社,2007:266~267.
【型号】Mk23目标捕获系统(Mk23 Target Acquisition System(TAS))
【生产厂商】雷声综合防御系统公司(Raytheon Integrated Defense Systems)
【研制年代】1980年
【概述】
Mk23 TAS(目标捕获系统)为一部D波段扇形波束二维(距离和方位)脉冲多普勒雷达(见图2-70),它设计主要用于北约“海麻雀”导弹系统以对付掠海飞行、高空俯冲和“突然出现”(POP-UP)的导弹。作为第二用途,该雷达也可被用于空防监视和飞机控制。4.3m的天线包括26个喇叭,天线以15r/min或30r/min的速率旋转,可以提供方位360°、垂直面75°的覆盖。天线安装在具有30°稳定能力的天线座上,Mk12敌我识别设备与其背靠背安装。该雷达对于雷达截面积为1m2的目标的探测距离大于37km,第二用途时,其作用距离接近185km。
图2-70 Mk23 TAS雷达
Mk23具有四种工作方式:
● 标准点防御模式,此时该设备被用于探测、跟踪远至32km以外的导弹,引导反导导弹对其实施拦截;
● 中程模式,用于监视和飞机控制,作用距离可远至185km;
● 组合模式;
● 辐射控制模式,此时允许操作员选择扫描扇区,设备将自动开、关以防止被探测。
低空袭击时间一般为30~60s,而Mk23 TAS则具有异常迅速的反应时间,这就为武器控制系统提供了充分的时间以实施多层火力截击目标,因而具有很高的摧毁概率。
Mk23 TAS有Ⅰ型和Ⅱ型两种型号。Ⅰ型装备在有海军战术数据系统(NTDS)的舰艇上,Ⅱ型装备在无NTDS的舰艇上。Ⅰ型与NSSMS和NTDS有直接的计算机对计算机接口,舰上的显示器可用于Mk23 TAS。Ⅱ型有与NSSMS的计算机接口,使用它本身的显示器。
雷达由天线/底座和甲板下的稳定/传动控制装置、接收机/激励器、信号处理机、发射机、系统状态控制台组成。其特设的信号处理电路,可从阴极射线管显示器上去掉杂波和电子干扰信号,它只显示雷达视频输入的动目标信号。通过信号处理,只使动目标数据以数字方式指示给数据处理器,故可方便而迅速地执行计算机程序,自动探测、捕获、跟踪出现的真实目标。
Mk23 TAS只需两名技术人员来操作。操作员可选择全自动、半自动或手动工作方式。在全自动工作方式时,通过操作员可使系统按人工选择的程序工作,通过设置速度门限对某些目标威胁做出更迅速的响应。该系统也能提供作战区域内有关己方舰艇的信息,因此武器系统能适当地调整其火力分布。
该系统已在许多方面作了改进以缩短反应时间、扩大雷达覆盖范围和提高系统灵活性。这些改进包括采用新型计算机以提高系统速度和扩展其存储能力,采用相控阵天线取代喇叭天线以确定所选择目标的仰角。据雷声公司说,这样改进后的系统,具备方位、距离、仰角和距离变化率(径向速度)四维能力,因而缩短了武器系统的反应时间,同时也能被当做“发射后不管”(fire-and-forget)导弹的目标指示雷达使用。对发射机进行过改进的系统被命名为Mk23M,据报道其最大探测距离超过278km。据说雷声公司已承担一项Mk23 TAS的明确的改进任务(改进后的系统被称为TAS(Ⅰ)),此时该雷达被设想为机械旋转的“相位对相位”(phase-to-phase)型,它能在垂直面和方位面内操控两个11°的宽聚焦波束。这种方法使得雷达能够在机械旋转扫描的同时实现“回扫”(back-scan)和“预先扫描”(fore-scan),发出跟踪确认波束,从而提供一种单独的扫描截获能力。
截至2007年,Mk23 TAS系统装备的美国海军舰艇包括“企业”(Enterprise)号、“小鹰”(Kitty Hawk)号、“亚伯拉罕·林肯”(Abraham Lincoln)号、“西奥多·罗斯福”(Theodore Roosevelt)号和“哈里·S·杜鲁门”(Harry S Truman)号航空母舰,“巴丹岛”(Battan)号、“拳师”(Boxer)、“埃塞克斯”(Essex)号、“奇尔沙治”(Kearsarge)号、“好人李查德”(Bonhomme Richard)号和“黄蜂”(Wasp)号两栖突击舰,以及“塔拉瓦”(Tarawa)级两栖突击舰。
【性能参数】
〖工作频段〗1~2GHz
〖作用距离〗20n mile(标准模式,σ=1m2);100n mile(二次监视)
〖覆盖范围〗360°(方位);0°~75°(仰角);同时54个目标
天馈线
〖天线尺寸〗328cm(高)×815cm(宽)×193cm(长)
〖天线转速〗15r/min或30r/min
〖发射机峰值功率〗200kW
〖重量〗908kg(天线);4540kg(总重量)
参考文献
[1]Jane's Radar and Electronic Warfare Systems 2007-2008:173;2008-2009:167.
[2]世界海用雷达手册. 国防工业出版社,2007:278.
【型号】Mk95跟踪照射雷达(Mk95 Tracking And Illumination Radar)
【生产厂商】雷声公司(Raytheon Company)
【研制年代】20世纪70年代初
【概述】
Mk95是一种连续波跟踪/照射雷达,用于“海麻雀”(Sea Sparrow)舰对空导弹的Mk91火控系统中。该雷达使用独特的连续波发射/接收天线。
截至2001年,Mk95雷达装备丹麦海军“尼尔斯·尤尔”(Niels Juel)级护卫舰(2×Mk95/每条舰),挪威海军“纳尔维克”(Narvik)号护卫舰,美国海军“企业”(Enterprise)号和“小鹰”(Kitty Hawk)号航空母舰(4×Mk95/每条舰)、“尼米兹”(Nimitz)级航空母舰(4×Mk95/每条舰)和“黄蜂”(Wasp)级两栖突击舰(2×Mk95/每条舰)。
另外,值得注意的是,日本海军的“朝雾”(Asagiri)级、“榛名”(Haruna)级、“初雪”(Hatsuyuki)级、“村雨”(Murasame)级和“高月”(Takatsuki)级驱逐舰均都装备“海麻雀”舰对空导弹系统,舰上日本产的Type2火控雷达也可能就是获准生产的Mk 95雷达。
【性能参数】
〖工作频段〗8~12.5GHz(X波段)
〖发射功率〗2kW(CW)
参考文献
[1]Jane's Radar and Electronic Warfare Systems 2007-2008:171;2008-2009:165.
[2]美国海军武器装备手册. 解放军出版社,2000:752~753.
注:
上述Mk95雷达应该就是下面所要介绍的MK-91火控系统雷达,或者是其改进型。由中国船舶重工集团公司723所情报室馆藏资料《舰载火控雷达系统》(2009年3月)可知:
● MK-91火控系统雷达是I波段(8~10GHz)的跟踪与照射雷达,配备于北约(NATO)“海麻雀”舰载近程防御反导武器系统中,用于对抗掠海反舰导弹,具有搜索、捕获、跟踪和照射目标多种功能。该雷达由美国雷声公司探测器和电子系统部(主承包商)、丹麦TERMA电子公司(雷达接收机)、丹麦NEA林德保A/S公司(静态频率变换器)、荷兰Bronswerk-Amersfoort公司(液体冷却器组体)和挪威康斯堡集团A/S公司(雷达基座和火控计算机)于20世纪60年代末开始研制,20世纪70年代装备。
● MK-91火控系统雷达(见图2-71)设备包括一部抛物面发射天线、一部卡塞格伦接收天线、发射机、接收机、显控台等。
● MK-91火控系统雷达的特点:发射和接收采用独立分开的天线,天线由天线罩保护;发射机提供搜索捕获目标的射频功率、空中和水面工作方式的跟踪、对“海麻雀”导弹的目标照射和调制、导弹调整的基准信号、接收机本振信号、雷达目标数据处理的距离基准等;接收机装在天线单元上,还配备有电视摄像机;接收机具有杂波过滤、电子抗干扰、信号变换和放大等功能;控制机柜有搜索和跟踪显示器、状态和故障指示器、操作控制器和机内测试设备,操作控制器提供扫描方向图选择、电子抗干扰措施选择和检验等功能。
● MK-91火控系统雷达基本性能参数:工作频率为I波段;天线尺寸为1m(直径),2.54m×2.44m (安装尺寸);发射功率为2kW(平均,连续波);作用距离为25km。
图2-71 MK-91火控系统雷达
● 丹麦、挪威、日本、意大利和美国海军曾装备MK-91 Mod O型和MK-91 Mod I型火控系统,其载舰包括挪威海军的“奥斯陆”(Oslo)级护卫舰,美国海军的“约翰·F·肯尼迪”(John F Kennedy)号航母、“企业”(Enterprise)号航母、“尼米兹”(Nimitz)级航母、“小鹰”(Kitty Hawk)级航母、“斯普鲁恩斯”(Spruance)级驱逐舰和“黄蜂”(Wasp)级两栖突击舰等。
【型号】“密集阵”系统火控雷达(Phalanx System Fire-Control Radar)
【生产厂商】通用动力公司(General Dynamics Corporation)
【研制年代】1976年(研制成功)
【概述】
“密集阵”(Phalanx)系统火控雷达(见图2-72)有两部:一部是搜索雷达;另一部是跟踪雷达,工作在Ku波段,脉冲多普勒体制。搜索雷达天线与跟踪雷达天线是分开的,搜索天线在上,跟踪天线在下,都安装在同一稳定平台上,外加屋顶形天线罩。这两种天线共有一部发射机。较小的搜索天线装在最高处,可作全方位高速扇扫,把获取的目标参数与预先存储在火控计算机里的可能的威胁目标数据相比较,一旦完成对目标的威胁估计后,便自动地把目标指示给跟踪雷达,以对目标进行跟踪,并通过火控计算机计算出准确射击诸元,然后驱动火炮以极高射速队目标实施射击。
“密集阵”(Phalanx)系统火控雷达是Mk-15型近程防御武器系统的重要组成部分,于1976年研制成功,“密集阵”系统现有多种改进型产品:Mk-15-1-0、Mk-15-1-1、Mk-15-1-2、Mk-15-1-3,Mk-15-1-3型1998年装舰。其火控雷达也有相应的改进型。1980年美国通用动力公司投产的Mk-15-0型“密集阵”近程反导系统正式装舰,在“企业”(Enterprise)号等航母上服役,当时火炮口径20mm,火炮管数6,射速500发/min/管,射程500~1000m。这些炮弹对来袭导弹形成弹雨,从而引爆敌方导弹的战斗部。该火炮系统能截获潜射导弹和掠海飞行的反舰导弹。其中改进型Block 1B“密集阵”火控系统的研制始于1994年,它是在原火控雷达基础上加装一部前视红外探测器,从而使该系统对小型水面舰艇或低速飞机具有全天候作战能力。第一套Block 1B“密集阵”火控系统于1996年5月首次公开展览。美国打算用Block 1B改进型火控系统替换现有的“密集阵”火控系统。改进后的Block 1B火控系统加装了一部新的雷达,以扩大系统的搜索范围,该雷达采用4面阵背靠背天线,从而可将火炮发射速率提高到4500发/min,其后又添加机内自检设备,也提高了可靠性。为了对付21世纪反舰导弹,美国海军已着手研制新型“密集阵”Mk-15-2近程防御武器系统。
图2-72 “密集阵”(Phalanx)系统火控雷达
目前已有800多套系统销售给16个国家和地区的海军。例如,截至1994年,Phalanx系统装配的舰艇就有澳大利亚海军的“佩里”(Perry)和“亚当斯”(Adams)级驱逐舰,加拿大海军的“王牌”(Trump)和“城市”(City)级舰艇,希腊海军的“梅科”(Meko)200级护卫舰,以色列海军的“萨尔”(Saar)5/4.5/IV级护卫舰,日本海军的多艘驱逐舰,巴勒斯坦海军的“巴布尔”(Babur)和“基林”(Gearing)级驱逐舰,葡萄牙还举的“梅科”200级护卫舰,沙特海军的PCG和PGG级舰艇,台湾地区海军的“武进”(Wu Chin)Ⅲ驱逐舰和“佩里”级护卫舰,英国海军的42型(Type 42)驱逐舰,以及美国海军的各型航空母舰和主要的水面战舰。
【性能参数】
〖工作频率〗Ku波段
〖频宽〗600MHz
参考文献
[1]中船重工集团公司七二三所情报室馆藏资料. 《舰载火控雷达系统》,2009:19~21.