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颠覆未来海战的30倍感知革命--宙斯盾系统
www.wforum.com | 2025-07-26 17:22:26  前沿科技解码 | 0条评论 | 查看/发表评论

宙斯盾系统(Airbore Early-warning Ground Integrated System,AEGIS)自1983年首次部署于提康德罗加级巡洋舰(CG-47),经过40多年的发展和创新,现已拥有Baseline 0-10共11种版本,最新版本Baseline 10是新一代作战系统,整合了AN/SPY-6雷达、Link-16数据链、标准系列防空导弹系统、近程防御武器系统(CIWS)、AN/SLQ-32 SEWIP Block 3电子战系统等资源,其中AN/SPY-6双波段雷达在防空暨导弹防御中肩负关键角色。

▲宙斯盾战斗系统

一、AN/SPY-1雷达

AN/SPY-1是美国研制的世界上第一部有四面阵列天线的舰载相位阵列雷达,服役多年来一直是美国海军宙斯盾系统的核心(部署在伯克级驱逐舰和提康德罗加级巡洋舰上),工作波段为S波段,使用4个固定式相位阵列天线,能够同时执行搜索、跟踪、引导等任务,对目标最远探测距离大于325公里;探测掠海目标距离大于80公里,从早期仅作为防御敌机、巡航导弹的雷达(SPY-1、SPY-1A),发展到SPY-1B具备有限的战术弹道导弹防御能力,到SPY-1F(V)具备探测掠海反舰导弹能力,其中SPY-1D(V)采用新型导波管、目标识别及杂波抑制算法,有效探测距离扩展至400-460公里,可同时监视400个目标,自动跟踪其中100个目标,并同时引导导弹拦截12-18个目标。从整体能力上讲,该型雷达已具备对中近程弹道导弹的预警探测能力,但就其自身结构功能而言,仍存在着一定的局限性,包括功率有限,能量大多损耗在阵列天线上,且模块化、重量和可靠性方面均有不足,AN/SPY-6雷达即应运而生。

▲AN/SPY-1雷达阵列

二、AN/SPY-6雷达组成

AN/SPY-6双波段雷达(Dual Band Radar,DBR)包括1部S波段(2-4GHz)主动电子扫描阵列雷达(AN/SPY-6-S),1部X波段(8-12GHz)被动水平搜索电子扫描阵列雷达(AN/SPQ-9B),以及1台雷达控制设备(RSC),RSC为S波段和X波段雷达提供资源管理。

▲AN/SPY-6雷达阵列

AN/SPY-6优势在于将S波段和X波段雷达的信号处理(Signal Processing,SP)和数据处理(Data Processing,DP)整合在共同的后端设备之中,有利于整合雷达资源控制和电磁频谱分配。同时,对于探测低空、小目标而言,AN/SPY-6双波段雷达可同时处理2个不同频率和脉冲回复率的雷达信号:X波段使用高脉冲回复率,尽快确认目标信号;S波段使用中脉冲回复率,确认同一个目标的距离信号,然后将2个雷达信号送入同一个滤波处理器,进行更精确的目标识别。

▲AN/SPY-6雷达模块组件(Radar Module Assemblies,RMA)

AN/SPY-6-S是AN/SPY-6雷达的核心,有极佳的抗干扰、滤杂波能力,能在恶劣海象、天气下跟踪低雷达横截面(RCS)目标。每个天线阵列长4.298米、宽4.145米、高1.524米。每个阵列由37个雷达模块组件(Radar Module Assemblies,RMA)构成,1个RMA包含多个一体化收发模组(Transmit Receive Integrated Microwave Module,TRIMM),1个TRIMM包含若干个T/R模块,TRIMM内部有水冷系统,能在不关闭水冷回路的情况下直接更换。

三、AN/SPY-6作战能力

(一)搜索跟踪目标更多

AN/SPY-6雷达具有全时段、360度全方位全空域自动跟踪数百个目标的能力。与现役宙斯盾系统使用的SPY-1雷达相比,AN/SPY-6跟踪目标数比SPY-1提升6倍、制导拦截弹数量(同时接战数量)是SPY-1的3倍,探测距离比SPY-1提高2.4倍(AN/SPY-6最大探测距离超过400公里),灵敏度是SPY-1的30倍,因此能够有效应对多弹饱和攻击。

▲AN/SPY-6双波段雷达作战构想

与SPY系列雷达相同,AN/SPY-6具有敌我识别(Identification Friend or Foe,IFF)、非合作目标辨识(Non-Cooperative Target Recognition,NCTR)、搜索时跟踪(Track While Scan,TWS)、动目标检测(Moving Target Indicator,MTI)、脉冲多普勒雷达(Pulse Doppler Radar)等功能。

(二)抗干扰能力更强

由于AN/SPY-6使用先进的双波段数字波束合成(Digital Beam Former,DBF)、氮化镓(GaN)制作的T/R模块,AN/SPY-6有比SPY-1更高的工作带宽、目标识别能力,以及雷达波束转换速度和波束指向变换速度。AN/SPY-6能够通过网络达成多部雷达组网,工作频段、信号参数和数据处理综合控制,形成集目标搜索、隐身探测、导弹预警、对空/对海/对地火控、电子战、通信等功能的组网雷达。因此AN/SPY-6可以在严重的电子干扰、海浪杂波以及恶劣气象环境下正常工作。

▲AN/SPY-6能够通过网络达成多部雷达组网

(三)可靠性更高

AN/SPY-6采用模块化设计,近95%的阵列维护仅需要使用2种工具,技术人员可在6分钟内更换完毕,特殊更换单元比SPY-1减少70%,后勤维护方便。AN/SPY-6雷达系统能够在无后勤保障情况下,在海上可靠地持续运行40-60天。

(四)能够精准掌握高空高速及隐身目标

AN/SPY-6双波段雷达可同时处理2个不同频率和脉冲回复率的雷达信号:X波段使用高脉冲回复率,尽快确认目标信号;S波段使用中脉冲回复率,确认同一个目标的距离信号,然后将2个雷达信号送入同一个滤波处理器,进行更精确的目标识别。这样,AN/SPY-6雷达不会发生选择脉冲回复率的两难问题,使探测识别高空高速目标及隐身目标的速率大幅提高。

▲伯克级Flight III驱逐舰安装AN/SPY-6双波段雷达

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