天际娱乐场在线赌博·宙斯盾AN/SPY-1雷达探测500公里 超我国346B雷达

点击右上方”关注“按钮,就可得到最新文章推送!美国舰载四面阵相控阵雷达an/spy-1是美国海军舰载宙斯盾(aegis)区域防御武器系统的一个单元,故在论述an/spy-1雷达之前,先有必要对aegis系统作一简要介绍。1941年,日本偷袭珍珠港使美国海军受到重创。自此以后,美国海军投入了大量的人力、物力和财力,着手对导弹武器系统一体化概念进行探讨和设计,这就是二战后着手研制的宙斯盾(aegis)

天际娱乐场在线赌博·宙斯盾AN/SPY-1雷达探测500公里 超我国346B雷达

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美国舰载四面阵相控阵雷达an/spy-1是美国海军舰载宙斯盾(aegis)区域防御武器系统的一个单元,故在论述an/spy-1雷达之前,先有必要对aegis系统作一简要介绍。

1941年,日本偷袭珍珠港使美国海军受到重创。自此以后,美国海军投入了大量的人力、物力和财力,着手对导弹武器系统一体化概念进行探讨和设计,这就是二战后着手研制的宙斯盾(aegis)区域防御武器系统。aegis防御系统于1969年由国防部批准正式立项。立项的目的主要是用于对付80年代和90年代乃止2000年以后日益增长的空中威胁,这些威胁主要是自50年代以后出现了高速高空或高速低空和高载荷的新型战机和高速空/面及面/面战术导弹。这些导弹采用了欺骗性弹道,并增加了高功率和多用性电子对抗。

aegis系统于1970年10月完成系统设计评估,1971年转入设计生产阶段,1972年2月完成关键设计方案评估并着手制造与试验,1972年年底完成元器件鉴定试验,1973年交rca公司陆军试验场作系统级测试,1974年安装在诺顿湾试验舰上作了长达32个月的海上试验。

诺顿湾试验舰

1974年把an/apy-1安装在诺顿湾试验舰上,成功地自动探测并跟踪了在太平洋上空飞行的20架飞机,用ea-6b干扰机对an/apy-1进行满功率干扰也无济于事。美国空军改用相当于32架ea-6b的满功率干扰机kc-135(配置了tree shark)仍不能完全干扰an/spy-1。在这两种情况下,an/spy-1的雷达波束均能“烧穿”干扰机并摸拟发射防御导弹。

1975年,aegis在海上作了6天的“实战”演习,演习重点是对无人驾驶飞机和导弹威胁实际发射了3枚sm-1型导弹均获成功。

1976年3月,美国海军在南加尼福尼亚海岸外组织了多国舰队演习,共有5个国家41条军舰、数百架飞机和18000人参加。这次演习“敌情”复杂,共持续了10天。诺顿湾试验舰在全天候和电子对抗环境中成功地探测并拦截了作单批或多批袭击的“敌机”和“敌舰”。1976年12月10日,一枚sm-2中程导弹在发射后很短的时间内被an/spy-1截获、跟踪和控制,直到直接成功地命中无人驾驶目标。

sm-2导弹

综上所述,aegis武器系统是一种具有快速响应可把标准导弹发射到空中和地面目标的高性能防空作战系统,也是美国海军第一个对密集空中攻击能作出全自动反应的武器系统。它可提供80年代和90年代的宽域面/空和面/面防御。采用远程面/面巡航导弹和增程面/空导弹时,可提供攻击海面的反击能力。

aegis计划一开始,军方就提出了五项最关键的技术要求,即反应快、火力猛、生存能力强、可用性高和覆盖范围大。这五项要求是作为设计aegis的“基石”。

an/spy-1是aegis系统的心脏,是aegis作战系统的主要对空对海雷达,是一部对空中和海面目标进行自动搜索、检测、跟踪并对sm-2导弹进行中段制导的多功能雷达。

an/spy-1属于被动式相位阵列雷达,是为神盾舰载作战系统发展而来的,可提供神盾舰艇所需要的强大侦搜与射控能力,在神盾舰上表现出优越的防空性能,目前装备于提康德罗加级导弹巡洋舰、亚里·勃克级驱逐舰、南森级巡防舰、金刚型护卫舰、爱宕级护卫舰、世宗大王级驱逐舰和f100级护卫舰。

康德罗加级巡洋舰

在提康德罗加级巡洋舰上的前后2座舰岛内,由64部总功率为5mw的并联式发射机组,各向两面天线馈送其所需的射频能量。在阿利·伯克级驱逐舰和日本金刚级导弹驱逐舰上,由于四面天线均集中在同一个舰岛内,故发射机组仅有一部。

an/spy-1是一部工作在e/f频段的四面阵,可提供方位360°,仰角90°的覆盖范围,作用距离超过250海里。

an/spy-1到目前为止共有四种型号:an/spy-1a、an/spy-1b、an/spy-1c和an/spy-1d。an/spy-1a用于装备ddg-47型驱逐舰和cg-58型巡洋舰。

an/spy雷达的进化

an/spy-1b用于装备cg-59型巡洋舰。

an/spy-1c是利用飞机作载体提出的项目,因难于实现而被取消。

an/spy-1d用于装备ddg-51型驱逐舰。

an/spy-1a由如下五个功能单元组成:天线单元、雷达发射机单元、信号处理单元、控制单元和辅助设备单元。这五个单元的组合支撑着aegis上述的五大关键性能。这“五大”关键性能也是an/spy-1系列雷达的五大显著特点。

①天线单元 形成和控制高功率发射波束并把它辐射入空间。它也可接收和放大被接收到的信号并把它转换成中频。

②发射单元 把高功率射频脉冲发送到相控阵天线。发射单元含有两组各32个sfd-261型交叉场放大器作为终端放大器(sfd-261的设计规范为5000小时寿命,但到70年代中期已达规定寿命的2~4倍,每组放大器均可在军舰的一端驱动电控阵列。

an/spy-1d发射单元

③信号处理机 产生雷达发射机波形并根据雷达计算机组指定的接收机来处理所选择的回波。它也可为an/uya-4型显示单元产生并分配an/spy-1a雷达视频信号。

④控制单元 含有an/spy-1a雷达计算机组和显示设备。这些设备的工作是靠an/spy-1a型雷达计算机程序来调度和控制雷达系统功能。

⑤辅助设备单元 提供特定的工作条件使an/spy/1a雷达工作最佳化。该单元包括空气冷却和水冷却、空气脱水、水净化和若干电源设备。

an/spy-1a雷达和可用率高是借助于机内冗余技术和快速计算机控制的重组来确保的。雷达必需连续工作,只需少量操作维护人员。

sps-52三坐标雷达

非宙斯盾舰的美系一般舰艇(如维吉尼亚级巡洋舰、纪德级驱逐舰等),在发射防空导弹时,效率有限,电子扫描阵列中,被统称为频率扫描器的频率扫描阵列于上世纪50年代被率先应用于美国海军的搜索雷达上。虽然天线是朝着旋转方向机械旋转,但通过将电波波束朝俯仰方向挥动,可以实现三维立体搜索和探测目标。美国1953年开发出第一部频率扫描阵列雷达sps-26,并于1957年装备在诺福克级护卫舰上进行各种试验。sps-26通过竖置反射镜,按照不同的频率,朝俯仰方向扫描2.4度×3度的笔形波束。因为最大探测距离只有160公里左右,不足以制导“黄铜骑士”(talos)防空导弹,因此在过渡到导弹巡洋舰和驱逐舰搭载用的sps-39后,性能得到改善。该型雷达又经过sps-42,最后发展为sps-52。sps-52成为搭载“黄铜骑士”“小猎犬”“鞑靼人”“标准”等导弹的巡洋舰和驱逐舰上的标准三维雷达。随着性能改善和提高,导弹驱逐舰雷达由sps-39换装为sps-52,导弹巡洋舰由sps-39换装为大型sps-48。

美国海军在上世纪50年代末开始开发比sps-39/42探测距离更远的频率扫描阵列雷达sps-48,上世纪60年代中期完成实用机测试,开始装备在导弹巡洋舰、部分导弹驱逐舰、航母、登陆舰等大型舰艇上。天线以7.5或15转/分的速度旋转,低高角最大探测距离达到400公里以上。到了新世纪初,装备sps-48雷达的导弹巡洋舰和驱逐舰已经全部退役,装备5.2米×5.3米天线,重约2吨的大型三维雷达的舰艇,只剩下航母和大型登陆舰、船坞登陆舰。

长滩号巡洋舰的雷达为四组sps—32/33 3d频率相控阵对空搜索雷达

除了天线旋转型雷达外,美国海军还开发了固定天线型电子扫描雷达。即装备在世界第一艘核动力巡洋舰“长滩”号和“企业”号航母上的四面固定天线型sps-32雷达。这种雷达按照频率扫描方式,按照旋转方向旋转横7度×竖50度的扇形波束,四面合计可360度全角扫描。

但如果装备spy-1的话,spy-1在搜获目标后能立刻进入追踪状态,spy-1也能同时追踪目标以及在空中飞行的sm-2,此外也能随时分出波束(s波段)对sm-2导弹进行上链传输,神盾舰上的sm-2导弹在发射后便 快速而规律地进行下链传输回报位置,接着spy-1雷达便将目标与导弹的位置一并馈入宙斯盾系统的武器控制系统(wcs)武器控制系统,进而计算出导弹与目标间的位置相对变化,然后再透过spy-1将新的控制参数上链给空中的sm-2导弹 ;此种上/下链传输的更新速率极高,并持续进行到导弹转入终端照明阶段、由连续波照明雷达接手为止。此外,照明雷达开始照射之后也不需要自己追踪目标,完全由spy-1相位阵列雷达指挥调整照射方向直到命中,由于只需要单向的照明,spg-62的构造比过去美国海军的照明雷达简化许多,没有g波段搜索功能,只具备x波段(i)波段照明功能 (只有发射器,没有接收功能),成本与重量得以降低。

spg-62照明雷达

相较于波长较短的c波段、x波段,s波段由于波长较大,传递距离较远,但鉴别度也比较差;如果欲以s波段达成照射等级的精确度,就必需加大天线孔径,这对于直径有限的防空导弹,是不可能的(sm-2防空导弹),所以同时交战的目标数,仍取决于舰上照明雷达的数量。不过由于spy-1雷达精确度相当高,因此由中途导引转换至终端照射阶段时,spg-62照明雷达可直接 依照spy-1提供的目标方向进行照射,不需要进行额外的搜索与捕捉动作,大幅缩短反应时间。

an/spy-1b采用新型移相器和波束成形技术,以降低天线旁瓣,从而降低了有源电子干扰的威胁。an/spy-1b还将采用分布式微处理器系统以实现快速信号处理,使得中央处理器的信号分析和融合中心的融合任务容易完成。

an/spy-1d雷达更新项目目前正在洛克希德·马丁公司进行前期组装联试。雷达更新目的是提高在重杂波环境下(如沿海地区的城市、工业区、迁移鸟类和沙暴)对低空目标的快速截获能力。

an/spy-1d雷达

更新项目包括对发射机、信号处理机及计算机程序的修改。发射机的关键件换成新器件,以降低内部噪声,提高信号稳定度。信号处理机改为先进的数据分布结构,微处理器的能力也得到加强,从而大大加快了信号处理速度。计算机程序采用新的处理方法,加强了对信号处理和发射机管理,提高了消除杂波和对欺骗性电磁干扰的抑制能力,从而确保了与当前正在发展的威胁目标相同步。

虽然没有公布雷达的各项性能,但据说spy-1的最大探测距离为500公里,最大探测目标数为200个以上,其中,可同时交战目标在20个以上。

最先装备spy-1雷达的是美国海军提康德罗加级巡洋舰,同级巡洋舰有27艘。而阿利伯克级驱逐舰自1991年首舰服役以来,连同目前正在建造的同级舰艇,总数量预计已经超过了70艘。

an/spy-1d雷达

继美国海军后,日本海上自卫队的护卫舰也开始装备spy-1雷达。从1993年服役的“金刚”号开始,之后又装备“雾岛”号、“妙高”号、“鸟海”号等“宙斯盾”战舰。再之后的两艘爱宕级“宙斯盾”护卫舰采用的是spy-d(v)雷达,其在改造为导弹防御系统后,可用于制导“标准”-3型导弹。

继美日后,西班牙海军的4艘艾尔瓦洛·迪巴赞级护卫舰、韩国海军的3艘kdx-iii型世宗大王级驱逐舰也装备了spy-1d雷达。之后开发的spy-1f雷达天线规模变小,天线直径2.4米,每个阵面有1856个移相器。挪威南森级护卫舰就采用了spy-1f雷达。另外,澳大利亚也计划2016-2019年服役3艘搭载spy-d(v)等“宙斯盾”武器系统的霍巴特级驱逐舰。

相控阵雷达于上世纪60年代初问世。60年代后期,美国为了争取在世界上第一个推出新一代舰空导弹,以便压倒前苏联“称霸海上”,在当时雷达技术特别是微波电子元器件水平较低的条件下,第一个研制出用于防空导弹系统的s波段多功能相控阵雷达spy-1。通过打靶和海试,1983年初开始装舰服役。这在当时自然是世界最先进水平了,所以一些媒体把它捧为“神盾”。

事实上,法、意、英以及俄罗斯等国,当时就可能看出宙斯盾在技术上的一些软肋,他们在上世纪90年代后装舰服役的设备,是与宙斯盾不同的模式。

arabel雷达

首先是雷达频段的选择,法国(如戴高乐航母上的arabel雷达)、意大利(如其导弹护卫舰上的empar雷达)、英国(如其海军的trixsar雷达)和俄罗斯(如其基洛夫巡洋舰的上舰型s-300雷达)则几乎都采用更高的c波段(6ghz左右)甚至x波段(10ghz左右),以显著提高跟踪制导精度。在这些高波段,很容易使天线波束做到1度或更小(此时测角精度可达1毫弧度),而不是宙斯盾的1.8度或更大。同时,一些关键技术也有所突破:如天线馈电采用空间馈电方式,而不是宙斯盾的分支馈电,以降低射频损耗。

而且,这些国家不强调一部相控阵雷达有多功能,而是将探测、搜索任务交由另一台s波段的搜索雷达来完成;而c或x波段的相控阵雷达则主要执行跟踪、制导任务,以有利于大幅度提高系统的整体性能。这一模式,俄罗斯等国家一直沿用至今。

美国海军在装备和运用之初便存在的低空目标应对性能问题。因为雷达频率采用s波段,电波波束低至海面附近时,尤其再遭遇恶劣天气,容易受到海面杂波的影响,发生多径干扰,从而影响对新型反舰导弹等超低空目标的搜索和探测。这虽然是无论哪种频率雷达都不可避免的自然现象,但其弱点是相较于频率比s波段更高的c波段、x波段而言的。当然,据说美国正在努力通过雷达信号处理电路降低海面杂波的影响。但是,多径干扰现象仍很难克服。因此美国海军近年来已经决定,在号称天下无敌的“宙斯盾”舰上使用不易受到海面状况影响的x波段雷达来应对低空目标,即天线旋转型spq-9b,美国正依次将之追加装备在“宙斯盾”巡洋舰和驱逐舰上。

美国大约也看出宙斯盾的破绽,所以就不断推出改进型,从a、b、c一直到k。同时也不再强调要求spy-1雷达多功能,而是将某些任务如照射、指令等交由其它雷达执行(但跟踪制导仍由spy-1承担)。

spy-1升级路线

按美国的技术水平,对spy-1雷达作番大改革完全是“小菜一碟”,但为什么一直没有大动作?一些专家认为,一则是美国已装备了84艘宙斯盾舰(22艘“提康德罗加”级巡洋舰,62艘“阿利·伯克”级驱逐舰),这些舰艇在全世界各大洋游弋,基本上已能完成美国充当“世界警察”的任务;再则军费拮据,84艘舰都要提高频段和更新换代需要天文数字的美元。

宙斯盾系统除雷达外,至少还有两大主要部分:

第一部分是指挥决策与武器管制系统,是整个系统的核心。它接收来自于舰上各雷达、各种电子战与声呐等侦测设备的信息,再加上水上、水下与空中的其他传感器(如预警机,甚至卫星等)经由战术数据链路(如link-16等)送来的情报,经过自动化的信号处理、目标识别、威胁分析之后,显示在宙斯盾系统的大型显示屏幕上,提供给指挥官最即时的情报资料以进行决策。

宙斯盾指挥决策与武器管制系统

武器管制系统辖下除舰空导弹外,还包括鱼叉型反舰导弹、近程弹炮结合系统、鱼雷发射系统以及反鱼雷装置等。美国军方资料宣传,这些电脑作战系统即使在无人值守情况下,也能根据测出和判别目标的威胁高低程度,自动进行接战。不过,从1988年7月美国文森号导弹驱逐舰开进伊朗水域内,用宙斯盾舰空导弹系统发射两枚标准-2导弹,将正在航线上正常飞行的伊朗655航班客机击落,造成290名乘客和机组人员全部遇难事件来看,其实际表现与军方宣传似乎还大有差距。

标准-3导弹

第二就是导弹。早期宙斯盾用的是标准-2导弹,是半主动寻的方式。本世纪后改用美国最引以自豪的标准-3导弹。这种导弹采用主动寻的式雷达导引头,尤其是它具有直接碰撞杀伤功能,基本上是一种“发射后不管”式导弹(仅在起飞后一小段内尚需spy-1制导)。实际上,spy-1雷达在整个系统中作用不断缩小,而导弹的作用越来越大。

美国海军新型an/spy-6型雷达在太平洋反导试验靶场的首次反导演习中成功地搜索、发现并跟踪了弹道导弹靶弹。该雷达的开发商雷神公司表示,这是继去年7月7日该雷达开始在太平洋反导试验靶场投入测试以来的首次实战化演习。装备这种雷达的“伯克3”型驱逐舰雷达技术水平将赶上中国海军052d和055型驱逐舰。

an/spy-6

负责该雷达的雷神公司项目主管泰德·迪金森表示,本次演习成果是amdr-s项目(s波段防空反导雷达,即spy-6)的“重大成就”,雷神公司“履行了对政府的承诺和最初的目标”。他还是特意强调该雷达项目“完全是绿色环保的”,志得意满之态溢于言表。

单面an/spy-6(v)s波段有源相控阵(aesa)雷达陆上测试样机。请注意其顶部的an/spy-9b双面阵列旋转式x波段无源相控阵(pesa)雷达,该雷达未来将与spy-6配套使用

spy-6高度注重可扩展性和模块化,雷达的基本组成单位为rma(雷达模块组件),目前计划在伯克iii上安装的spy-6单阵面有37个rma。

an/spy-6

amdr(air &missile defense radar)-s雷达是美国海军新一代舰载远程对空探测系统的核心,预计将装备给美国海军未来的“次时代防空核心”——阿利伯克级fightiii型导弹 驱逐舰。

现阶段的spy-6采用了氮化镓(gan)材料t/r组件,并使用dbf技术,通过数字化技术来形成雷达波束,使得雷达具有波束指向性更高、探测能力和抗干扰能力更强等特点。

美国海军在总结了前代spy-1型pesa雷达系统使用经验后,又参考了中国346/a型雷达的设计思路,才有了青出于蓝而胜于蓝的spy-6。据估计,理想状态下,该雷达对f22/j20这类目标的追踪半径将达到160公里左右。

在该次演习后,spy-6雷达将会被转移到瓦勒普斯岛的海军水面战系统测试中心进行战斗测试。完整状态的spy-6雷达将于2017年底完成,届时该雷达的性噪比会比现役的spy-1d提高15个分贝、探测灵敏度提高30倍。spy-6雷达的单价可能将超过2.38亿美元,雷神公司已经获得了首批8套雷达的生产合同。

amdr-s

美国海军原计划为伯克iii准备amdr-s和amdr-x两款不同波段的aesa雷达,但现在只有amdr-s项目修得正果。由于原本为amdr-x项目设计的三面固态spy-3型雷达并不能直接照射现役的标准2系列半主动雷达制导防空导弹,仍然需要spg-62型火控雷达提供末端目标照射,因此伯克iii原方案的火力通道相比spy-1无源相控阵雷达搭载舰并没有本质提高。

再加上这种设计会让伯克iii增重超过100吨,提高了伯克系列本就不低的重心,导致其适航性严重下降。更何况该雷达要到2025年才能部署,届时就更尴尬了。因为到那时候标准2都快退役了,而标准6是主动雷达制导防空导弹根本不需要高精度x波段雷达的末端照射。因此美国海军停止了amdr-x项目的开发,转成单独的x波段替代雷达(主要是取代现役的spq-9b)项目。

amdr-x

美国海军伯克iii型驱逐舰的生产计划。首舰预期2021年交付,2023年初步形成战斗力,而配备x波段aesa雷达的“全状态“版按计划将从2027年开始交付,总产量仅有10艘。对比已经准备“下饺子”的055型驱逐舰,伯克iii的命运真是叫人唏嘘不已。

失去amdr-x项目的首批12艘伯克iii,就只能用现役的spq-9b型x波段双面旋转pesa雷达凑合着拦截掠海飞行的亚音速反舰导弹了。至于原定从伯克iii型13号舰开始装备的新型x波段aesa雷达能否如期上舰,还是未知。

薛集资讯

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