新的防空反导雷达(AMDR),SPY-6雷达将替代“宙斯盾”SPY-1系列 留言

在文章《“宙斯盾”SPY-1相控阵雷达,详细参数分析》的最后有报告提出“宙斯盾”雷达系列已难以满足探测需求了。鉴于“宙斯盾”的SPY-1雷达在导弹防御作用方面的局限性,从2016财年开始(驱逐舰编号到123)美国海军驱逐舰生产将转换到新的“宙斯盾”Flight III 舰,当前的SPY-1雷达替换为新的防空反导雷达(AMDR),即SPY-6雷达。

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AMDR将用S波段雷达AMDR-S和X波段雷达AMDR-X,连同一个通用控制系统取代目前的S波段宙斯盾SPY-1雷达。

AMDR-S是一个大型的四阵面S波段相控阵雷达,将用于立体搜索和防空反导。更小的AMDR-X雷达将用于地表和地平线搜索。

根据目前的计划,AMDR的T/R模块将使用新的氮化镓(GaN)技术,该技术能够比目前的砷化镓(GaAs)模块提供更高的峰值功率和平均功率。

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在2012年1月美国海军宣布,已经决定为AMDR-S做SPY+15设计。”+15″ 表示,新的雷达将比当前的SPY-1雷达有15dB=31.6的信噪比优势。因此,对给定的目标SPY+15雷达获得的信噪比将是当前宙斯盾雷达(大概是SPY-1D(V))信噪比的32倍。

虽然这32倍的雷达灵敏度提高相对于目前的SPY-1雷达在单个宙斯盾舰上的导弹防御能力是一个非常显著增强,特别是将减少他们对其它外部传感器的依赖,但这似乎还没有达到美国海军所需要的雷达能力。

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2012年1月的政府问责办公室报告说,“第Flight III的14英尺AMDR将无法满足海军的目标或期望的一体化防空反导(IAMD,Integrated Air and Missile Defense)能力。”政府问责办公室援引了两项最近的海军研究作为对这一发现的支撑。

2009年的“雷达/船体研究红队”指出,面对在该研究中所考虑到的威胁,SPY+15将提供一个“刚刚够用”的能力。然而,这些威胁可能不只限于弹道导弹。由于SPY+15的不足,早期的海军航空和导弹防御联合部队研究拒绝采用它,并得出结论,对应对最突出的威胁,需要雷达接近SPY+30的能力(30dB=1000)。

这种能力需要一个直径大于20英尺的天线阵列。不过据政府问责办公室称,美国海军已经得出结论,现在规划的14英尺雷达是可以安装在现有DDG-51船体上最大的了。

分割线,以上内容来源于唐晨亮的翻译

AMDR雷达比现有的AN/SPY-1系列具有更高的灵敏度、工作带宽和弹道导弹识别能力,而且保证了雷达波束的转换速度、稳定性和波束的灵活指向。那么AMDR雷达具有哪些先进的技术呢?

先进的双波段数字波束成形技术(DBF)

AMDR雷达将采用先进的双波段模式,完整的AMDR套装包括1部用于大量搜索的四面S波段雷达、1部用于地平线搜索的三面X波段雷达、以及1台雷达控制器(RSC),后者为S波段和X波段雷达提供资源管理,协调与宙斯盾作战系统的交互关系。

数字阵列雷达的接收波束和发射波束都是通过数字技术来形成。数字阵列雷达的基本结构一般由天线阵列、数字发射/接收(T/R)组件、时钟、数据传输系统、数字处理机组成。

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把发射机、接收机、激励器和本振信号发生器集为一体,成为一个完整的发射机和接收机分系统,核心技术是基于直接频率合成的发射数字波束形成技术,以及基于A/D转换的接收数字波束形成技术。

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发射时,由实时信号处理机产生每个天线单元的幅相控制字,对各T/R组件的信号产生器进行控制,产生一定频率、相位、幅度的射频信号;输出至对应的天线单元,最后由各阵元的辐射信号在空间合成所需的发射方向图。

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接收时,每个T/R组件接收天线各单元的微波信号,经过下变频形成中频信号,再经中频采样处理后输出回波信号;多路数字化T/R组件输出的大量回波数据,通过高速数据传输系统传送至实时信号处理机,实时信号处理机完成自适应波束形成和软件化信号处理。

采用GaN的T/R组件

发射/接收(T/R)组件技术采用了新一代宽禁带半导体器件氮化镓(GaN),氮化镓的功率密度比传统的砷化镓(GaAs)高出一个数量级,热导率超过7倍,因此大大增加了固态功率组件的发射功率、雷达威力有了很大提高,同时还降低了对制冷设备的依赖。

模块化可升级

AMDR天生具备完全可升级性,雷达系统基于一个2×2×2英尺(0.61×0.61×0.61米)的雷达组装模块,可根据任务要求组成大型雷达或小型雷达。

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冷却、校准、功率和逻辑界面是完全可升级的,该雷达系统能适合无数种应用,并非仅适用于AMDR,同时具备实用性、可靠性和可维护性。

由于采用开放式的结构体系和模块化的设计,整个系统可被分为多个子模块,可以分别由不同的公司单独研制。这样的模式有效地减少了研发成本,缩短了研发时间。

另外,可升级的特点使得系统的通用性和适应性大大增加。美国军用装备合同商重视对关键材料、关键技术的前期储备,对提高雷达系统性能具有十分关键的作用。

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新型装备,特别是具有划时代意义的新型装备的研制是一项耗时长、成本高的系统性工作,充分的技术储备、科学规范的管理和严格的论证缺一不可,而这也是值得我们借鉴学习的地方。

数字阵列雷达

有源相控阵雷达进入数字阶段后,就叫数字相控阵雷达,为表示与有源相控阵的区别,有些人也把数字相控阵雷达称为数字阵列雷达。

数字阵列雷达可以使雷达变成真正的先进的多功能雷达,一部数字相控阵雷达,既是强大的预警雷达,也是强大的隐形探测雷达,也是强大的对空雷达,也是强大的对地雷达,也是强大的火控雷达,也是强大的电子干扰机,也是强大的通信收发机,也是强大的无源探测雷达。

雷达利用通用硬件平台,可以通过不同的软件编程实现单部雷达的多功能化,可以通过网络软件实现多部雷达的组网以及对节点雷达体制、工作方式、工作频段、信号参数和处理方法实施可编程控制。

灵活通用、低成本高性能的软件化雷达将是数字阵列雷达未来的发展方向。

原文始发于微信公众号(雷达通信电子战)

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