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E-2D雷达的发展——从雷达监控技术实验雷达RSTER到E-2C RMP计划

发布时间:2018-01-26  原作者:   点击数:

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  E-2D的APY-9雷达据报导探测性能相比旧的APS-145雷达是“两个世代(two generation)”的进步。在官方网站上,厂商解释雷达探距性能的进步主要来自两点:第一是使用SiC高功率固体发射机技术,功率比起APS-145雷达系统有了大幅提升;第二是采用更为灵敏的数字接收机,同样对于雷达探距有帮助。根据相关文件,E-2D雷达的相关技术早在2000年前就被大量验证和发展,除了上述提的两点和广为人知的STAP技术,E-2D雷达也具有由林肯实验室协力发展的数字波束成型(digital beam forming)能力【1】。

E-2D与E-2C的雷达覆盖范围对比
E-2D与E-2C的雷达覆盖范围对比

  早在1977年,意识到巡航导弹带来的威胁,美国国防高等研究计划署(DARPA)开始与林肯实验室团队合作发展对抗这类目标的防空系统。一开始计划重点是了解和评估美国本身不同种类的巡航导弹面对苏联防空系统的生存和穿透能力,1982年空军自DARPA转接走计划主导权后,1983年计划名称定为“空中载具生存能力评估计划(Air Vehicle Survivability Evaluation program,AVSE)”。经由早期研究和后来的AVSE计划(1977年~1984年),大量的模拟和实际地面的实验资料,林肯实验室团队了解到不只是巡航导弹本身的雷达低可观测性对于防空雷达系统是挑战,由于巡航导弹普遍飞行在低高度,严重的环境杂波会更进一步使雷达侦测不到目标。在了解和认清这类目标为防空系统带来的挑战后,计划目的之一也加入了设计和发展雷达或红外系统去防御这类威胁。

APY-9雷达具备机械扫描和电子式扫描方式
APY-9雷达具备机械扫描和电子式扫描方式

  1983年海军也加入了AVSE计划,海军加入计划的理由与空军不同,希望利用AVSE计划累积起来的数据,协助海军发展舰载雷达防空系统去对抗苏联的巡航导弹威胁。基于此目的,海军与林肯实验室团队在1984年正式开启了“雷达监控技术计划(Radar Surveillance Technology program,RST program)”,一个名为“ 雷达监控技术实验雷达(Radar Surveillance Technology Experimental Radar,RSTER)”的电子扫描阵列(electronically scanned array)雷达因此完成。RSTER雷达工作频段在UHF波段,AVSE计划相关研究指出大部分巡航导弹的低可观测雷达技术(包含外型设计和吸波涂料)在高频的X波段附近较有效,在波长较长的频段效果则不明显,因此UHF波段是对抗这类目标的合适选择之一。最初的RSTER天线由西屋公司(Westinghouse)发展,阵面5米高、10米宽,拥有14排通道(每通道上拥有24个辐射阵子)【2】,具有极低的旁瓣特性。天线水平方向是机械转动,利用低旁瓣来对抗杂讯干扰;垂直方向则是电扫,采用数字自适应凋零技术(digital adaptive nulling)排除干扰源。同时雷达功率发射机也是由西屋公司提供,是Si功率模块全固态发射机,发射机由14个功率模块组成,每个模块尖峰功率10kw,脉冲重复频率为300Hz(通常状态,最高到1200Hz),整个发射机尖峰功率为140kw而平均功率为8.4kw,占空比为6%(Pulse width 200ms搭配PRF 300Hz)。1991年RSTER雷达原型在Katahdin Hill由林肯实验室团队组装完成,测试表明雷达在抑制环境或人为干扰表现上还超乎了当初的开发要求。1992年RSTER雷达在海军在维吉尼亚州的测试场地Wallops Island进型更多项目测试,包含探测、追踪巡航导弹和试验抗干扰能力。RST相关技术最终被用于提升海军的舰载雷达性能。

还在Katahdin Hill时的RSTER雷达
还在Katahdin Hill时的RSTER雷达

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