2.4 意大利

【型号】AN/SPS-52C对空监视雷达(AN/SPS-52C Air Surveillance Radar)

【生产厂商】雷声综合防御系统公司(Raytheon Integrated Defence Systems)

【研制年代】1973年

【概述】(参见2.7节对应型号)

AN/SPS-52C对空监视雷达如图2-20所示。

图2-20 AN/SPS-52C对空监视雷达

【型号】MM/SPS-768对空搜索雷达(MM/SPS-768 Air Search Radar)

【生产厂商】塞莱克斯系统综合公司(SELEX Sistemi Integrati SpA)

【研制年代】1968年研制,1976年开始装备

【概述】

意大利海军命名的MM/SPS-768雷达即为RAN 3L远程对空搜索雷达(见图2-21),是一种工作在D频段且适装于大中型水面舰艇的大功率警戒搜索雷达。该雷达由全相参发射机/接收机链和采用合成编码波形的数字处理器组成。其特点是:作用距离远;整机除了末级射频放大器外为全固态;具有高精度、当代的电子反干扰和抑制杂波装置;天线反射器上可安装具有旁瓣抑制功能的敌我识别天线。

图2-21 MM/SPS-768对空搜索雷达(即RAN 3L远程对空搜索雷达)

【性能参数】

〖频段〗D(1~2GHz)

〖天线〗双曲抛物面反射器,带弯曲喇叭形辐射器

〖天线转速〗6r/min

〖极化形式〗线性

〖发射机〗频率捷变,频率分集和固定频率;多脉冲编码辐射

〖接收机〗双变频,相干限幅,双通道动目标显示处理,编码匹配滤波,双阈值方位相关

〖作用距离〗>204km(战斗机)

〖距离精度〗70m

〖角精度〗0.4°

参考文献

[1]Jane's Radar and Electronic Warfare Systems 2007-2008:122~123.

【型号】MM/SPS-774对空/对海监视雷达(MM/SPS-774 Air/Surface Surveillance Radar)

【生产厂商】塞莱克斯系统综合公司(SELEX Sistemi Integrati SpA)

【研制年代】1969年研制,1977年开始装备

【概述】

意大利海军命名为MM/SPS-774雷达即为RAN 10S大功率组合式对空/对海监视雷达,是一种工作在F频段、适合装备中等吨位水平舰艇(如驱逐舰、护卫舰、反潜轻型巡洋舰)的作战传感器,其设计原理与MM/SPS-768雷达相同,而且这两种雷达系统的若干部件也是通用的。

MM/SPS-774雷达具有以下主要特点:

● 仰角覆盖范围宽,高数据率,高精度/分辨力;

● 采用编码波形和数字信号处理技术,便于进行杂波和干扰抑制,可同时使雷达保持在其整个工作频段的捷变频能力和抑制杂波能力;

● 天线部分有纵横摇稳定装置,可在其反射体顶上安装具有旁瓣抑制功效的敌我识别天线。

该雷达典型工作任务包括:对飞机和导弹的空中警戒;引导固定翼和旋转翼飞机;对海监视;导航和舰对舰导弹制导。它最适合于为舰炮和/或舰对空导弹武器控制系统提供目标指示。

MM/SPS-774对空/对海监视雷达(即RAN 10S大功率组合式对空/对海监视雷达)如图2-22所示。

图2-22 MM/SPS-774对空/对海监视雷达(即RAN 10S大功率组合式对空/对海监视雷达)

【性能参数】

〖频段〗F波段(3~4GHz)

〖天线〗纵横摇稳定

〖天线转速〗15r/min;30r/min

〖极化形式〗线极化和圆极化

〖发射机〗频率捷变,固定频率,多脉冲编码辐射

〖接收机〗双变频,硬限幅,双通道多普勒信号处理,编码匹配滤波,双阈值方位相关

〖作用距离〗>93km(战斗机大小的空中目标)

〖距离精度〗20m

〖角精度〗0.35°

参考文献

[1]Jane's Radar and Electronic Warfare Systems 2007-2008:123.

【型号】MM/SPS-702监视雷达(MM/SPS-702 Surveillance Radar)

【生产厂商】伽利略航空电子设备公司(Galileo Avionica)

[隶属于塞莱克斯传感器与机载系统公司(SELEX Sensors and Airborne Systems)]

【研制年代】20世纪70年代

【概述】

MM/SPS-702监视雷达(见图2-23)是一种I频段(8~10GHz)频率捷变的动目标显示雷达,具有对海面目标搜索、低空目标搜索(尤其擅长探测掠海飞行的反舰导弹)、直升机引导、为武器系统提供目标指示和导航等功能。该雷达可提供较高的目标角度和距离分辨力,能够工作在密集的杂波环境中,可进行数字动目标显示(杂波可见度高),并且采用了多种抗干扰措施。雷达系统配置包括磁控管功率放大器、录取器和边扫描边跟踪装置以及一个纵横摇稳定的轻型双曲抛物反射面天线。雷达天线的垂直方向图为余割平方,其上可安装与之构成一体的敌我识别、导航或辅助舰对舰导弹发射的天线。

图2-23 MM/SPS-702监视雷达

注:

以下内容摘自参考文献[2],给出MM/SPS-702雷达更详细的描述。

● MM/SPS-702雷达是由MM/SPQ-701雷达演变而来,主要保留了搜索功能部分,是MM/SPQ-701雷达的简易型。该雷达是新一代的海上搜索雷达,除完成搜索任务外,还可以完成对舰舰导弹的制导,并且为边搜索边跟踪系统提供数据。

● MM/SPS-702雷达由天线(带稳定的伺服功率放大器)、发射机/接收机、相参发射机(可选择)和控制设备组成。

● 雷达天线装有纵摇和横摇稳定装置,具有很高的动态精度,因而可以减小方位误差和提高低空覆盖能力。天线结构采用双曲面反射体(余割平方覆盖),整个天线的重量很轻,极化方式为线性极化或圆极化。天线可根据需要采用不同的转速。雷达天线上可装配敌我识别天线、导航天线或武器发射天线,组成一个整体。

●发射机采用一个有200kW峰值功率的频率磁控管,采用两种不同的脉冲重复频率。调制器为线性陶瓷氢闸流管。

●接收机包括铁氧体环形双工器、无源收发限幅器和RF放大器、大动态范围低噪声系数混频器以及稳定的本机振荡器和压控振荡器,采用动目标显示和频率捷变工作方式,提供了具有不同动态特性和数据处理特性的中频通道,即线性对数-快速时间常数电路、对数单元平均恒虚警率视频信号处理器、宽限窄电路、动目标显示、灵敏度时间控制和方位累积器。

● 数字动目标显示采用同相和正交的视频分量以去除盲速,同时可得到自适应速度补偿,这样便可完

成对本舰相对于周围杂波(如雨滴杂波)速度的补偿。数字动目标显示滤波器的速度相应特性使它能检测15~1100m/s速度范围内的动目标(使用窄脉冲)。

● 为了改善该雷达以动目标显示工作方式工作时的性能,可附加一个相参发射机,用磁控管注入技术得到脉间相位相参,此时磁控管的工作像放大器而不像振荡器,因此增大了雷达的整个改善因子,并可得到方位相关(在天线波束宽度上相匹配),以便视频积累增大信噪比而去除所有的干扰,这就大大降低了虚警数目。

● 控制装置具有对雷达各部分加以控制的功能,也可显示设备的总状况。需要的时候,该雷达的标准组件设计将允许它使用不同的结构。

【性能参数】(引自参考文献[2])

作用距离

〖天线转速为15r/min,工作在频率捷变模式时〗

25km(σ=0.1m2,无起伏);39km(σ=2m2,1类起伏);48km(σ=2m2,2类起伏);

48km(σ=5m2,1类起伏);60km(σ=5m2,2类起伏);57km(σ=10m2,1类起伏);

57km(σ=10m2,2类起伏)

〖天线转速为30r/min,工作在动目标显示模式时〗

17km(σ=0.1m2,无起伏);30km(σ=2m2,1类起伏);38km(σ=5m2,1类起伏);

45km(σ=10m2,1类起伏)

天馈线

〖天线类别〗双曲面反射体

〖天线尺寸〗1.8m(宽)×3.1m(高)

〖稳定平台〗纵摇和横摇稳定座

〖天线转速〗15r/min;30r/min

〖极化形式〗水平极化或圆极化

〖天线增益〗<35dB

〖波束宽度〗1.1°(方位);7°(仰角,余割平方至30°)

〖副瓣电平〗≤−23dB(水平)

〖馈源形式〗喇叭

发射机

〖类别〗同轴磁控管

〖峰值功率〗200kW

〖工作比〗1%(典型值)

〖脉冲宽度〗1μs;0.3μs;

〖重复频率〗1000Hz;3000Hz

接收机

〖动态范围〗20dB(线性);70dB(对数)

〖噪声系数〗<5dB

信号处理

〖类型〗对数单元平均恒虚警率

〖MTI改善因子〗≥25dB

〖ECCM〗频率捷变、线性对数-快速时间常数电路、对数单元平均恒虚警率视频信号处理、宽限窄电路、动目标显示、灵敏度时间控制等

可靠性

〖MTBF〗30h

〖MTTR〗30min

整机

〖电源及功耗〗>8kVA

〖重量〗365kg(天线);125kg(电源);360kg(发射机/接收机);52kg(相参发射机);12kg(控制装置)

参考文献

[1]Jane's Radar and Electronic Warfare Systems 2007-2008:122;2009-2010:122.

[2]世界海用雷达手册. 国防工业出版社,2007:351~353.

【型号】MM/UPX-718信标系统(MM/UPX-718 Beacon System)

【生产厂商】 阿莱尼亚·迪费塞航空电子系统与设备分公司:奥菲西尼·伽利略(Alenia Difesa Avionic Systems and Equipment Division—Officine Galileo)

【研制年代】20世纪80年代

【概述】

这是一种用于舰载直升机识别与定位的二次雷达系统,它包括两个部分:安装在舰上的询问器MM/UPX-718(发射编码信号进行询问,接收解码信号)和安装在直升机上的应答器MM/UPX-719(以解码信号询问,以编码信号回复)(见图2-24)。其工作任务是实现1艘或多艘舰艇全天候地对1架或多架直升机进行联络、识别与精确定位。

图2-24 MM/UPX-719舰载机应答器

该信标系统能够适合许多国家海军的普遍要求,例如:控制直升机安全地超低空飞行、悬停或在密集的海杂波或雨杂波情况下机动飞行。而且,它还能够使直升机执行包括反潜作战、侦察以及为导弹发射进行超视距瞄准等在内的更多任务。系统舰载询问器MM/UPX-718对机载应答器MM/UPX-719的信号发射,可以与主雷达结合起来。根据编码装置的工作特性,舰艇可以最多识别10架直升机,反之亦然。该信标系统对于在大约457m高度飞行的直升机,其作用距离超过100km。

【性能参数】

〖频段〗I(8~10GHz)

参考文献

[1]Jane's Fighting Ships 2006-2007:378.

[2]Jane's Radar and Electronic Warfare Systems 2000-2001:266.

【型号】 Surveillance and Navigation Radar)

【生产厂商】伽利略航空电子设备公司(Galileo Avionica)

【研制年代】1990年(生产中)

【概述】

这是一种装备意大利海军航空母舰的用于空中交通管制与飞机着舰引导的雷达。该雷达与MM/SPN-728(V)2雷达(适装于轻型反潜巡洋舰)、MM/SPN-728(V)3雷达(适装于猎雷舰/扫雷舰)同属一个系列,均是从MM/SPN-728监视与导航雷达改进而来的。

MM/SPN-728雷达(见图2-25)工作在I波段(8~10GHz),是由高性能对海搜索导航雷达的收发机与超高性能天线组合而成的,有一个低噪声放大器。它所采用的天线呈双曲面状,集成有一个敌我识别子阵列天线,具有垂直余割平方覆盖的特殊方向图。其天线配置,除了能完成搜索、导航和敌我识别这些主要任务之外,还有利于内部的直升机定位系统的工作。雷达设备的视频信号处理器和光栅扫描日光显示器安装在舰艇的作战指挥室内,而中继监视器则可根据需要设置在舰艇内各个部位。

MM/SPN-728雷达的可选组件包括多种不同尺寸的天线、纵横摇稳定天线座以及频率捷变高功率发射机。

图2-25 MM/SPN-728雷达

【性能参数】

〖频段〗I(8~10GHz)

参考文献

[1]Jane's Radar and Electronic Warfare Systems 2007-2008:121~122;2009-2010:122.

【型号】MM/SPN-753导航雷达(MM/SPN-753 Navigation Radar)

【生产厂商】GEM电子设备公司(GEM Elettronica Srl)

【研制年代】1997年(首次公开*)

【概述】

这是一种具有雷达自动标绘辅助装置(ARPA)的加固型军用雷达。根据配置的不同,该雷达可以工作在E/F频段(2~4GHz)或I/(低端)J频段(8~12GHz),用于舰艇导航与对海面监视。它是专门为代替意大利海军装备的MM/SPN-748雷达而设计的,其型号有两种:MM/SPN-753(V)1和MM/SPN-753(V)2。这两种型号都使用了508mm(对角线)高分辨率光栅扫描显示器,两者之间的差别是MM/SPN-753(V)1雷达的目标截获与跟踪部分有一台数据录取计算机。

据称,MM/SPN-753雷达技术还应用在GEM电子设备公司研制的“格曼特”(Gemant)导航雷达中。

【性能参数】

〖频段〗E/F(3050MHz);I/(低端)J(9410MHz),

〖峰值功率〗10kW、25kW或50kW

〖水平波束宽度〗1.1°(2.3m天线,I/J频段);2°(3.7m天线,E/F频段)

〖垂直波束宽度〗22°(E/F频段);23°(I/J频段)

〖天线转速〗22r/min

参考文献

[1]Jane's Radar and Electronic Warfare Systems 2007-2008:122;2009-2010:122.

注:*指第一次在《Jane's Radar and Electronic Warfare Systems 1997-1998》上刊载。

【型号】MM/SPG-74火控雷达(MM/SPG-74 Fire-Control Radar)

【生产厂商】塞莱克斯系统综合公司(SELEX Sistemi Integrati SpA)

【研制年代】1977年(开始服役)

【概述】

这是一种舰载火控雷达,被意大利海军命名为MM/SPG-74。它实际上就是意大利舰载火控雷达“猎户座”(Orion)系列中的“猎户座”RTN-20X雷达,现又称为SELEX RTN-20X雷达。根据参数文献[2],“猎户座”舰载火控雷达系列有RTN-10X、RTN-20X和RTN-30X三种雷达产品(注:现如今报道的雷达有4种,此处缺RTN-25X)。其中,RTN-10X跟踪雷达为基本型,而RTN-20X火控雷达是RTN-10X的全相干单脉冲变型,它专用于“多达”(Dardo)近程武器系统。

由参考文献[1]可知,SELEX RTN-20X是一种工作在X频段(8~12.5GHz)的专门为近程武器系统使用而开发的火控雷达。该雷达采用单脉冲卡塞格伦极化扭转型天线以及以行波管作为末级放大器的全相干发射机链。可选用两种不同的脉冲宽度,两者均具有高的脉冲重复频率。雷达的发射频率能够随机改变,或者在脉冲间或脉冲串之间改变,而雷达的全数字式接收机则采用多对消器动目标显示器。另外,RTN-20X雷达的配置,使之跟踪低空飞行目标时,能够把多路径效应降至最低。

参考文献[3]对RTN-20X火控雷达的技术特点描述为:

●当该雷达与Dardo近战武器系统(Alenia-ELSAG)装备在一起时,能自动截获空中目标和测炮弹的落点。在监视模式下,它可用于探测指定扇区内的低仰角目标,或通过360°扫描自动将目标锁定在选择的距离门内,然后进行自动跟踪。

● 该雷达的其他特性包括高脉冲重复频率、频率捷变、脉冲重复频率参差和视频输出的数字处理。

● 该雷达能位于远离有关武器的地方,以避免由振动等引起的问题。RTN-20X雷达是数字相干单脉冲雷达,其特点是反电磁干扰性能好,杂波下的可见度高。自主地自动跟踪距离为5~12km,取决于目标的大小和相对高度。该设备能快速查找故障,且维修方便。

MM/SPG-74火控雷达(亦称RTN-20X雷达)如图2-26所示。

图2-26 MM/SPG-74火控雷达(亦称RTN-20X雷达)

【性能参数】

〖频段〗X(8~12GHz)

〖天线〗卡塞格伦

〖跟踪方法〗单脉冲

〖发射机〗行波管放大器相干链,频率分集

〖接收机〗与频率变化兼容的动目标显示,抗干扰特性

〖作用距离〗>10km(导弹)

参考文献

[1]Jane's Radar and Electronic Warfare Systems 2003-2004:145;2007-2008:161~162.

[2]现代海军武器装备手册. 国防工业出版社,2001:725.

[3]世界海用雷达手册. 国防工业出版社,2007:356.

【型号】MM/SPG-75跟踪雷达(MM/SPG-75 Tracking Radar)

【生产厂商】塞莱克斯系统综合公司(SELEX Sistemi Integrati SpA)

【研制年代】1976年

【概述】

这是意大利舰载火控雷达“猎户座”(Orion)系列中的Orion RTN-30X雷达,现又称为SELEX Orion RTN-30X雷达,在意大利海军中被命名为MM/SPG-75(见图2-27)。

图2-27 MM/SPG-75跟踪雷达(亦称SELEX Orion RTN-30X雷达)

作为NA-30舰载雷达/光电火控系统的组成部分,RTN-30X雷达是一种全相干跟踪雷达,主要由甲板上的天线组合(天线、天线座)、甲板以下的天线伺服单元(伺服机构/转换装置)、发射机、接收机、数据记录系统等部分组成。参考文献[2]对这些组成部分给出以下描述:

1.天线

该雷达为单脉冲天线,扭转极化。馈源辐射电场水平极化;经两个圆对称副反射体的两次反射和极化的扭转,辐射波的极化变成垂直极化。

由于天线的几何对称性,可在水平和垂直平面里同时控制旁瓣电平,使主瓣得到高增益,而天线尺寸不大。

天线反射体用合成树脂制成,极化旋转电路嵌在其中。天线接收器与单脉冲馈源相连,装在雷达反射体后面。天线的固定和活动部分之间的信号接口功能由旋转关节和滑环完成。

与馈源相连的天线接收器还包括收发转换开关,它从发射机接收功率信号,然后以Σ方式供给馈源。接收时,接收的回波信号在Σ、ΔEL和ΔAZ通道里识别,然后放大和滤波。发射时,三条接收支路用收发开关隔开。当雷达关断时,用射频无源限幅器保护接收机。

用瞬时宽带预选滤波器对射频信号滤波;镜频抑制要与瞬时带宽相适应,以便选用中频(700MHz)超外差接收机,然后对单脉冲 Σ、ΔEL和 ΔAZ通道混频器输出进行放大,再用中频滤波器进行处理。

天线旋转方位360°,俯仰角+83°~−23°。

2.天线座

天线座机械结构的设计需满足系统的两个要求:其一,要抗震,有一定刚度(以防止探测器振动);其二,精度要高。其转动部分和固定部分由两个铸铝件组成,俯仰部分用钢轴,与探测器的支撑结构直接相连。探测器到俯仰部件之间的电缆连接按规范布线,螺旋连接。甲板以下部分(固定部分)通过专用轴承和甲板以上部分连接。多通道波导旋转关节为跟踪雷达(舰空导弹照射器)传输射频功率。

3.发射机

发射机为相干型发射链,以低功率产生发射波形,然后用一只高放大系数调栅行波管放大。除行波管外,发射机还装有调栅电路、行波管电源、校正和保护电路以及产生行波管阴极和集电极电路高直流电压的变压器。此外,还装有发射波形产生电路,产生本振器连续波信号的振荡器组和单边带调制器。

在单边带调制器中,本振信号与来自相干基准振荡器的信号混频,预调成所需波形。单边带调制器输出耦合到行波管输入端。晶体振荡器组用直接合成法产生主振基准信号,然后倍频16倍和4倍。通过信号处理机将预选指令送晶振器。

4.接收机

接收机装有中频和视频电路,用以处理接收的回波信号。从天线接收器来的三路(Σ、ΔEL和ΔAZ)中频信号,经滑环,用灵敏度-时间控制和自动增益电路进行幅度控制,使接收的回波信号保持在接收机线性动态范围内。

然后,Σ、ΔEL和 ΔAZ三路信号经相干检波器。相干检波器的输出是同相和正交分量。这样可以消除盲相。杂波对消一般在两个正交通道上及 Σ、ΔEL和 ΔAZ三路通道中进行。工作在 Σ、ΔEL和 ΔAZ通道中的对消器输出送入角数据录取装置。该录取装置的输出经及时综合处理后,得到目标的弹道误差,以及方位和仰角目标跟踪误差。后者误差经再生处理,用以控制天线座伺服系统。

雷达信道视频输出,在搜索式捕获期间送PPI显示,跟踪期间送A/R显示器显示。当雷达工作在无杂波区,杂波对消器功能可人工排除。同样,当需要对固定目标(敌舰)开火时,亦可不用对消器。

5.伺服机构/转换装置

伺服机构由探测器处理机输出信号控制,驱动天线座。反馈传感器是两个自动同步装置(粗同步和精同步)。

末级伺服放大部分(方位和俯仰)是晶体功率管桥,直接驱动天线伺服电机。机内测试装置很容易检验伺服特性。

6.数据记录系统

该系统装有多种接口,可与下列数据记录仪相连:①电传打字机;②Ampes数字记录仪;③电视录像仪。

至于RTN-30X雷达特点,参看文献[1]归纳为:“高平均功率和采用表面声波器件、电荷耦合器件和微处理器技术的超外差接收机,提供距离跟踪、角误差提取、杂波对消和多路径滤波。另外,雷达天线为卡塞格伦型,雷达发射机使用行波管驱动和频率捷变。目标跟踪应用单脉冲技术。”

参看文献[2]针对RTN-30X雷达主要特点,做出如下分析与评价:

● 该雷达完全稳定的“卡塞格伦”型天线有一个能避免孔径“阻塞”(aperture blocking)的扭转极化的反射体,从而可以在减少旁瓣电平时使主瓣得到高增益。

● 它是一种X波段全相参单脉冲雷达,有捷变频能力。捷变频时能同时进行动显处

理。这种频率捷变和动显之间的兼容,使该雷达具有突出的频率对抗能力和杂波抑制能力,提高了跟踪精度。

● 该雷达装有自适应杂波装置,用以有效地对消运动杂波。其方法是用一个检测器,检测杂波多普勒载频频移。这个检测器通过修正相干振荡器瞬时相位,闭环控制动显对消器抑制缺口。这样,即使在最不利的杂波环境中,也会得到较满意的动显对消性能。

● 灵活的选频能力,相位编码波形、脉压技术,进一步提高了该雷达的电子抗干扰能力。波形的编码和脉压技术使之有可能实现以低峰值功率发射足够宽的脉冲,从而提高了平均功率,增大了雷达作用距离。

●发射机装有工作方式控制器和自动监测装置(机内测试装置),以保证操作快速、准确和及时故障定位,提高了雷达系统的可靠性。此外该雷达还可有效地捕获、跟踪径向马赫数高达2的空中目标;可按给定俯仰角自动搜索目标;设有特殊的反多路径效应装置。

● 现在正在研制RTN-30X雷达的改进型。这是一种综合对海对空警戒雷达,它是专门供中小型舰船用的,该雷达有一个抛物柱面反射体和三个馈源系统,在分时的基础上将RF功率在这些馈源系统之间分配,从而在垂直平面内给出三个叠层波束。上层波束的馈源喇叭能通过遥控俯仰运动,以获得不同的仰角。该改进型雷达将具有可变的天线转速和两种工作方式(固定频率或频率捷变)的发射机。其他的特点是采用脉冲压缩以及结合了自适应动目标显示(MTI)处理的频率捷变技术,同时,该雷达能自动完成由软件控制的搜索和截获。在雷达锁定目标后,计算机会自动完成跟踪。

● 由于RTN-30X雷达及其改进型广泛采用了现代雷达的新技术,使其同时具有反杂波和抗干扰的能力,并能自动实现高精度的跟踪,缩短了火控系统的反应时间。正因为该雷达具有一系列优良性能,所以在国际雷达市场上具有较大的竞争力,它远销世界许多国家。

【性能参数】

〖频段〗X(8~12.5GHz)

〖天线〗>12kW

〖脉冲宽度〗0.5μs

〖作用距离〗 当Pd为80%,Pfa为10−6时,46km(无MTI,σ=1m2),28km(无MTI, σ=0.1m2);42km(有MTI,σ=1m2),25km(有MTI,σ=0.1m2

〖测距精度〗5m

〖测角精度〗0.5mrad

〖功率管〗相干链行波管

〖天线类型〗喇叭卡塞格伦型

〖波束宽度〗2.1°×2.1°

〖天线旋转〗360°(方位);+83°~−23°(俯仰)

〖体积〗1432mm(高)×1940mm(直径)(甲板以上天线组合);

1444mm(高)×700mm(宽)×695mm(长)(甲板以下天线伺服单元);

1818mm(高)×700mm(宽)×694mm(长)(发射机);

1797mm(高)×720mm(宽)×460mm(长)(接收机)

〖重量〗 510kg(甲板以上天线组合);360kg(甲板以下天线组合);230kg(发射机);230kg(接收机)

参考文献

[1]Jane's Radar and Electronic Warfare Systems 2007-2008:162;2009-2010:123.

[2]现代海军武器装备手册. 国防工业出版社,2001:725~728.

【型号】RAN-40L远程对空搜索雷达(RAN-40L Long-Range Air Search Radar)

【生产厂商】阿莱尼亚·马可尼系统公司(Alenia Marconi Systems)

【研制年代】2004—2007年(首次服役)

【概述】

这是一种新型的L频段舰用远程对空搜索雷达。根据参考文献[3]的报道,该雷达是由意大利与英国合资的阿莱尼亚·马可尼系统公司(AMS)研制的,首次安装于意大利海军新的航空母舰“加富尔”(Cavour)号上。它为3D、全固态、相控阵雷达,以RAT 31DL地基雷达为基础进行开发,采用了多项尖端技术,可用于复杂的舰艇防御系统,为战术图像编辑和空中交通管制提供点迹及航迹数据(可显示500个以上航迹)。

RAN-40L雷达的主要技术特点如下:

● 具有常规和增程两种距离模式,提供中短程及中远程空中目标探测能力,非常适合于警戒。

● 采用先进的有源阵列天线、分布式收发组件,可同时控制多个相控阵笔形波束(波束指向与发射频率无关),提高了扫描的灵活性。

● 采取了降低方位波束宽度、俯仰单脉冲及距离上的脉冲压缩技术措施,提供高精度的3D测量。

● 较低的峰值功率设计,提高了雷达抵御反辐射导弹(ARM)的能力。采用了与频率捷变兼容的自适应信号处理,具有杂波下的高可见度。此外,极高的数据率使得它在杂波处理方面具有非常高的效率。采用恒虚警自适应门限,具有较强的电子反干扰(ECCM)能力。在干扰发射机和严重杂波并存的情况下,能够快速适应作战方案的变化。

● 还具有费用低、技术先进、易于安装、易于和战斗管理系统(CMS)集成等优点。

RAN-40L远程对空搜索雷达如图2-28所示。

图2-28 RAN-40L远程对空搜索雷达

【性能参数】

〖频段〗L(1~2GHz)

〖天线转速〗6r/min;12r/min

〖天线稳定〗电子(纵横摇)

〖天线冷却〗对流空气

〖作用距离〗400km

〖俯仰覆盖〗0°~20°(监视);0°~30°(对付战术弹道导弹);0°~50°(对付导弹)

〖精度〗<0.4°(方位);<0.5°(俯仰);<50m(距离)

〖波束形状〗笔形

〖机内自检〗90%

〖平均大故障间隔时间〗≥1500h

〖平均修复时间〗≥30min

〖发射机〗安装在天线内,分布式固态模块

〖敌我识别〗可选用IFF-ISLS阵列

〖接收机跟踪方式〗边扫描边跟踪(TWS)

〖接收机中频动态范围〗大动态,线性

〖接收机信号处理〗自适应灵敏度时间控制(STC),波束形成,动目标检测(MTD)/动目标显示(MTI)以及“增强的”电子反干扰(ECCM)

〖尺寸〗1720mm(长)×720mm(宽)×550mm(高)(甲板下维护单元);

1720mm(长)×1540mm(宽)×550mm(高)(甲板下接收单元);

3900mm(长)×6500mm(宽)×2100mm(高)(天线群)

〖重量〗500kg(甲板下维护单元);650kg(甲板下接收单元);2410kg(平面阵列天线)

参考文献

[1]Jane's Radar and Electronic Warfare Systems 2009-2010:123~124.

[2]Jane's Fighting Ships 2006-2007:380.

[3]世界海用雷达手册. 国防工业出版社,2007:367~368.

【型号】埃姆帕(EMPAR)

【生产厂商】阿莱尼亚·马可尼系统公司(Alenia Marconi Systems)

【研制年代】1986年

【概述】

埃姆帕是EMPAR的音译。EMPAR是英文European Mutli-function Phased-Array Radar的缩写,译为“欧洲多功能相控阵雷达”。埃姆帕(见图2-29)是一种工作在C频段(4~8GHz)的舰载多功能雷达。该雷达配备一个旋转式相控阵天线,采用一个笔形波束进行发射,接收则采用多个波束。对于每个波束,均可在一个很宽的角度范围内沿着任何一个方位/俯仰面(相对于天线侧面)对其进行控制。整个EMPAR雷达系统包括一个用电子方式稳定的平面阵列天线、行波管发射机、多通道接收机、信号处理机和管理计算机。其中,雷达接收机的配置用于单脉冲角度数据提取、杂波与干扰对消,且有冗余,而其信号处理链路可实施相干与非相干信号处理以及进行数字脉冲压缩。管理计算机处理雷达系统的数据处理需求,监控系统功能,并且对计算机外部通信需求进行管理。其他的系统特点为:

● 对雷达的时间/能量安排实时管理;

● 按照预定的优先等级进行功能选择;

● 实时自适应频率、波形与信号/数据处理模式选择;

● 接近全立体的搜索覆盖;

● 专用的低空搜索模式与海面搜索模式;

● 多目标跟踪;

● 导弹制导上行链路能力;

● 目标探测的确定;

● 杂波/干扰分析与测绘;

● 烧穿、对干扰实施无源跟踪、旁瓣对消/匿影等一系列抗干扰措施;

● 故障弱化能力;

● 设备监控与自动重新配置。

图2-29 EMPAR(欧洲多功能相控阵雷达)

就功能而言,EMPAR雷达的设计是为了满足自卫、区域、中程与远程防御需要,它能够探测与跟踪各种各样的目标,比如像高仰角俯冲或掠海飞行反舰导弹、固定翼飞机、直升机、快速攻击艇以及大中型舰船。

据参考文献[1]报道,EMPAR雷达在2004年及其以前已经成功地完成外场试验。它曾安装在意大利海军试验舰“龙骑兵”(Carabiniere)号上进行海试,对“紫菀”(Aster)15型舰对空导弹(2002年年底至2003年年初)和“主要的防空导弹系统”(PAAMS)(2003年年底至2004年年初)进行了实弹验证射击。此外,该雷达将装备意大利海军的“加富尔”(Cavour)号航母和意大利/法国两国的“地平线”(Horizon)级防空驱逐舰,并且有可能作为未来的改进型设备装备意大利海军的“朱塞佩·加里波第”(Giuseppe Garibaldi)号航母。

EMPAR雷达相当于法国的“阿拉贝尔”(Arabel)雷达,意大利的型号为MM/SPY-790[2]。

【性能参数】

〖频段〗C(4~8GHz,中心频率为5.6GHz)

〖发射机〗TWT放大器

〖峰值功率〗120kW

〖天线〗无源相控阵

〖辐射孔径〗1.5m×1.5m

〖扫描角度〗±45°(方位);±60°(仰角)

〖旁瓣〗优于−45dB

〖天线单元数〗2200个

〖天线转速〗60r/min

〖接收机〗双变频超外差

〖作用距离〗80km(空中目标,常态监视模式);150km(空中目标,专用监视模式)

〖目标跟踪精度〗3~5mrad

〖目标跟踪数目〗>250个

〖体积〗2100mm(高)×2200mm(宽)×1010mm(长)(甲板以上天线组合);

5000mm(直径,天线罩)

〖重量〗 350kg(天线罩);2500kg(甲板以上天线组合);6000kg(甲板以下设备)

参考文献

[1]Jane's Radar and Electronic Warfare Systems 2007-2008:103~104.

[2]世界海用雷达手册. 国防工业出版社,2007:340~341.

注:

为了方便读者更好地了解EMPAR雷达全貌,下面给出在中国船舶信息中心编著的《现代海军武器装备手册》(国防工业出版社,2001年版)第686~691页中介绍该型雷达的详细内容,仅供参考。

EMPAR雷达由意大利和法国两国于1986年联合开始研制,1991年完成原型样机,1994年开始投产,同年,预计该雷达的单机成本约为1200万美元。

EMPAR雷达将主要装备法、意两国海军舰艇,它适用于法、意研制的舰载点防御导弹系统、英国和西班牙研制的舰载局部区域防空导弹系统(LAMS),并已被选作SAAM/I(舰空反导弹系统/意大利型)、SAMP/N(舰对空导弹平台/海军)及LAMS计划中的多功能雷达,以控制“紫菀-15”和“紫菀-30”(Aster 15和Aster 30)导弹。

EMPAR雷达是舰载C波段多功能雷达系统,它能同时完成目标搜索、跟踪以及导弹制导等功能。其组成包括:无源相控阵天线、集中式TWT行波管放大发射机、多通道接收机、自适应阵列信号处理器、数字脉冲压缩器以及综合实时管理计算机等。

1.相控阵天线

EMPAR雷达的天线(单面阵)是由约2200个辐射单元组成的单个平面相控阵,这些单元都单独由强制馈电网络按预定相位和幅度馈电。幅度分布可以通过提供三个独立波束(和波束、水平差和垂直波束)馈电网络来获得。三个波束通过单脉冲技术保证了角坐标的测量。辐射单元的相位单独由它们自己的移相器建立,这样可使一个电子波束在雷达覆盖区内扫描。扫描能力达到了即使计及舰艇运动也能获得完全半球覆盖的程度。这些移相器都是4位PIN二极管互易器件,并且由逻辑单元进行电控制,其波束宽度可以根据指令而改变。

2.发射机

该雷达的发射机为C波段大功率全相参集中式发射机,由末级行波管放大器、中间级放大器和直接式频率合成器等组成。这种直接式频率合成器的优点是稳定性好,频率变换速度快,脉冲的产生和合成是数字式的,因而能使雷达管理计算机根据不同的任务选择合适的波形,在脉冲宽度、脉冲重复频率、占空因子等方面具有极大的灵活性,并且为了使系统具有良好的杂波改善性能而赋予高的脉冲稳定性。该发射机能在雷达工作频带的大部分频段上保持12kW的平均功率,因此保证了良好的频率捷变能力。

3.雷达管理计算机

雷达管理计算机(RMC)管理这部相控阵雷达的多功能能力,并按照工作要求使雷达适应环境。雷达管理计算机完成下列主要功能:点迹提取、跟踪、确认、杂波图保持、搜索、活动预编程、威胁估计、杀伤评估支持、上行通信线路管理、通信、几何数据管理、雷达执行指令、自动频率选择、坐标变换、过载和欠载对策、人为干扰图保持、系统重组、数据记录、舰船数据管理等。

雷达计算机管理是以MARA计算机硬件为基础的(MARA为模块化实时应用法),完全由塞莱尼亚公司研制和测试。MARA硬件允许由以Ada语言可编程的范围极其广泛的多处理器结构组成。上行通信线路功能和雷达执行指令的高速接口是与已经设计成用来完成执行实时任务算法的两个协处理器组件结合在一起的。因此,如果雷达管理计算机必须管理两个以上的相控阵列,那么可通过增加单元模块来适应增加的负荷。

4.接收机/信号处理机

射频/中频接收机是一种双变频超外差式并有可控自动增益控制(扫描增益)的设备。三个通道用于单脉冲信号,而另外五个同样的通道可以用来增加诸如旁瓣匿影和零位控制等辅助功能。每个通道拥有全面的BITE系统,这种系统利用向天线至基带混频器链路内的若干点上注入测试信号,就能使快速校准和自动识别故障单元的故障识别得以实现。该接收机通过数字脉冲压缩器(压缩比从20∶1到250∶1以上)同信号处理机接口。这就允许可利用波形有更大的灵活性,并增加了系统的动态范围。

Transputer(单片计算机)阵列处理机(TAP)技术是该雷达信号处理机的基础。为了提供实时完成检测和环境分析功能所需的多种处理能力,使用了大量的Transputer。根据脉冲数、脉冲重复频率及所要采用的发射频率,可用DFT(离散傅里叶变换)或FFT多普勒滤波器组来抑制海杂波和雨杂波。该信号处理机还能完成非相参处理。不论存在干扰和(或)杂波与否,均可应用自适应门限机理来保持恒虚警率。

EMPAR雷达与武器系统的连接关系为:在SAMP/N和LAMS应用中,EMPAR雷达与ASTRAL远程警戒三坐标雷达对接。SAMP/N导弹系统是以EMPAR雷达和“紫苑-15”和“紫苑-30”导弹为基础的。通常,由ASTRAL雷达捕捉远距离目标,并为之提供目标的三维坐标测量。当它们一锁定就传送给EMPAR雷达,EMPAR雷达在低俯仰角和高俯仰角(分别为0°~2°和40°~70°)扫描下完成所有的搜索和跟踪功能,也为这两个传感器完成所有的高优先级武器系统的跟踪任务。最后,直至由“紫苑-15”和“紫苑-30”导弹拦截并摧毁来袭目标。

EMPAR雷达具有以下一些主要特点:

● 模块化组合设计。相控阵雷达要广泛装备舰艇,必须采用模块化设计。EMPAR雷达是采用模块化设计的低成本雷达系统,可以提供合理效费比的各种舰用设备。此外,模块化结构的EMPAR雷达的平均故障间隔时间长,而平均修复时间较短。即使单面阵EMPAR相控阵天线中有1/2的

元件发生故障,其功率损耗也只不过3dB。然而,系统组合形式本身的特定性对每一模块设计带来新的问题,必须优先解决以下难点:①单面阵相控阵天线需要旋转,还要使用一个或多个可控的仰角波束才能覆盖整个空域;②假如用固定四面阵相控阵天线,那么两种不同的天线阵列组合方式(如单面阵或四面阵)就需要两种不同的相控阵设计;③类似的模块并联使用时要相互兼容;④模块组合形式要由基本系统扩展到大型系统且系统内各分系统的控制和定时必须协调,并且采用管理计算机来完成。由于该雷达针对上述问题完成了模块化设计,所以使其能满足不同舰艇装备的要求。

采用模块化设计的雷达天线有三种形式:单面阵旋转天线、双面阵背靠背安装的旋转天线以及四面阵固定式天线。采用单面阵天线来解决在单一桅杆上同时完成空间和水平搜索问题,在天线旋转的同时,水平波束在阵面上高速扫描,使雷达能对空间的每个方位都可以集中足够的时间和能量。但其探测距离近,数据率受到天线转速的限制。

● 具有多种电子抗干扰措施。为了对抗日趋严重的电子干扰,EMPAR雷达系统拥有多种重要的电子抗干扰(ECCM)手段。其中最重要的是天线性能。窄的发射和接收波束以及低旁瓣(优于45dB)有助于把雷达所接收到的干扰功率减至最小,并且减少了雷达本身辐射信号被探测的机会。其他的电子抗干扰措施包括:有自动频率选择工作模式,这种模式能周期性地分析整个工作频谱,使雷达在受干扰最小的频段上工作;具有干扰源分析和作图装置,这种装置能检测干扰信号并在图中存储它的特征供随后的波形选择用;频率捷变模式,这种模式能抗频率跳变效应或“选择式”干扰源;设计成零位控制系统工作,该控制系统应用来辅助天线的回波使主天线辐射图自适应,并在检测到的干扰源方向上产生零点。

● 灵活的波形设计。多功能相控阵雷达的探测要求只能用发射不同波形来满足。对于远程可见度,可用低脉冲重复频率(PRF);而在较近程当目标与强的近程杂波相抗衡时,可以利用中/高脉冲重复频率。驻留时间可根据探测范围及环境条件而变化。为了使被杂波污染的波束方向上有最优的可见度,使用了多个脉冲重复频率参差。

●提高了抗饱和攻击的能力。EMPAR雷达通过自适应控制和全方位扫描,可同时进行目标搜索、目标相关和目标跟踪。该雷达可同时探测300个目标,并对50个目标进行跟踪。另外,它还可引导24枚导弹攻击12个目标,雷达俯仰覆盖角120°,不再需要为拦截大俯冲角目标而另外增加天顶雷达。特别是该雷达对近距离低空掠海导弹的截获能力很强,并可同时跟踪多批这样的目标。

除上述几个特点外,EMPAR雷达系统还可提供无惯性、非常窄的笔形波束,估计一个2°的单个笔形波束可以探测数千个不同的目标位置,从而实现半球覆盖。因此,自适应地调节锁定时间的能力是该相控阵雷达的一个关键问题。由于该雷达的笔形波束可以通过程序加以控制,因此,即使目标被淹没在人为干扰或杂波干扰之中,也可自动地锁定在足够远的可疑目标上,以确定目标是否存在。

EMPAR雷达是典型的用以对付近程威胁的雷达,由于它的波束在整个天线转动的同时可以借助相控而移动,因而它可以在非常快的扫描(电控加机械转动)和对较远的较慢扫描(水平方向机械扫描,垂直方向电控)之间进行分离跟踪。

EMPAR雷达的主要性能参数

〖功能〗监视、跟踪、目标指示

〖体制〗多功能相控阵

〖工作波束〗C波段(5.6GHz)

〖探测距离〗>20km(对掠海导弹);>45km(对高仰角俯冲导弹);>100km(对2m2 中型飞机);

>180km(对10m2大型飞机)

〖跟踪能力〗50个目标(中近程精确跟踪);300个目标(远程监视)

〖跟踪精度〗<3mrad(均方根值)

〖航迹更新间隔〗1s,对HPT(高优先权航迹);1/8s,对LPT(低优先权航迹)

〖最高航迹密度〗90次/s

〖最多航迹数〗300(HPT+LPT)

〖天线型式〗单面阵、双面阵(背靠背)、四面阵(目前方案用单面阵)

〖移相器〗PIN二极管

〖辐射孔径〗1.5m×1.5m

〖总消耗功率〗92kW(单面阵);170kW(双面阵);350kW(四面阵)

〖相对功率孔径积〗0dB(单面阵);6dB(双面阵);12dB(四面阵)

〖扫描角度〗±30°(方位);±60°(仰角)(双面阵)。

±45°(方位);+95°~25°(仰角)(单面阵)

〖波束宽度〗2.5°×2.5°(双面阵)

〖天线转速〗60r/min(单面阵);45r/min(双面阵)

〖数据率〗1Hz(单面阵);1~3Hz(双面阵);3Hz(四面阵)

〖天线机械倾斜〗30°

〖甲板上重量〗1875kg(单面阵);3200kg(双面阵);5200kg(四面阵)

〖甲板下重量〗3500kg(单面阵);6600kg(双面阵);14500kg(四面阵)

〖所需电源〗440V,三相,60Hz,140kVA

〖冷却剂〗气压0.2MPa,19000L/h流量的水

〖相对生产成本〗1.8(单面阵);3.2(双面阵);5.8(四面阵)

【型号】MM/SPS-791对海搜索雷达(MM/SPS-791 Surface Search Radar)

【生产厂商】不详

【研制年代】不详

【概述】

这是一种装备意大利海军“加富尔”(Cavour)号航空母舰的对海搜索雷达。

【性能参数】

〖频段〗E/F(2~3GHz/3~4GHz)

参考文献

[1]Jane's Fighting Ships 2006-2007:380.

【型号】AN/SPN-41进场控制雷达(AN/SPN-41 Approach Control 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】(参见加2.7节AN/SPN-41A雷达)

AN/SPN-41A雷达如图2-30所示。

图2-30 AN/SPN-41A雷达