美国陆军“哨兵”系列相控阵雷达

时间:2022-10-09 07:12:13

美国陆军“哨兵”系列相控阵雷达

“哨兵”防空雷达是美国重要的空中监视、目标捕获与跟踪传感器,其主要任务是为机动部队和重要设施提供防御巡航导弹、无人机以及旋翼/固定翼飞机的能力。“哨兵”雷达具有远距离目标探测能力,可为防空武器系统提供充足的反应时间,使其在最佳射程拦截目标。

目前,现役“哨兵”系列雷达主要有AN/MPQ-64和AN/MPQ-64F1两种型号,在世界范围内的装备数量超过220部。其中,美国装备超过140部“哨兵”系列雷达,挪威24部AN/MPQ-64、西班牙4部AN/MPQ-64、埃及12部AN/MPQ-64、加拿大10部AN/MPQ-64F1或EQ-36、智利6部AN/MPQ-64、摩洛哥8部AN/MPQ-64F1。

发展过程

“哨兵”防空雷达的发展过程可以分为两个阶段,分别是1991―2003年AN/MPQ-64基型“哨兵”雷达发展阶段和2003年至今的AN/MPQ-64F1改进型“哨兵”雷达发展阶段。

AN/MPQ-64基型“哨兵”雷达发展阶段(1991―2003)

1991年,雷声公司开始在AN/TPQ-36炮位侦察雷达的基础上研制AN/MPQ-64“哨兵”防空警戒雷达。

1993年6月,美国陆军接收首部AN/MPQ-64“哨兵”防空雷达样机,约有90%的系统部件来自AN/TPQ-36。

1994年7月,美国陆军接收首部安装在“悍马”车上的实战型AN/MPQ-64“哨兵”雷达。

1995年1月,美国陆军授予雷声公司一份价值3600万美元的低速生产合同,要求后者提供10套AN/MPQ-64“哨兵”雷达系统以及相关后勤与野战支援保障。

1996年,3部AN/MPQ-64“哨兵”雷达部署在佐治亚州亚特兰大,负责奥运会期间的防空警戒任务。

1997年,雷声公司开始进行AN/MPQ-64雷达系统软件转换计划,在系统配置中取消UYK-44电路板,并把计算机系统配置项转换为C语言,重新装入到另一个电路板组件中的摩托罗拉68040处理器中。AN/MPQ-64系统软件转换计划有两个目的:一是降低系统使用周期成本;二是实现美国陆军联合技术体系结构的一致性。

1997年6月,AN/MPQ-64雷达系统进入部署阶段。根据当时计划,美国陆军和国民警卫队一共将采购115套AN/MPQ-64雷达系统。

1999年中期,AN/MPQ-64雷达系统软件转换计划完成。

2000年年底,AN/MPQ-64雷达实现了向“复仇者”Block1传送数字化目标数据的能力。

2001年,泰利斯公司和雷声公司合资成立泰利斯雷声公司,“哨兵”雷达的生产与改进从此由该合资公司负责。

2002年7月8日,雷声公司获得了一份价值1064.5万美元的固定价格合同,生产60部配备AN/MPQ-64雷达使用的改进型发射机,要求在2004年4月30日前完成。

2003年1月15日,泰利斯雷声公司获得一份价值890万美元的合同,为美国陆军提供AN/MPQ-64雷达的寿命周期承包商支援,提供除“悍马”车、通信系统、定位装置和电源以外的整机支持。

AN/MPQ-64F1改进型“哨兵”雷达发展阶段(2003年至今)

2003年5月,雷声泰利斯公司宣布开展“哨兵”雷达预筹产品改进(P3I)计划,目的是使该雷达的探测距离提高80%。

2004年9月23日,泰利斯雷声公司获得一份价值1306万美元的合同,为美国陆军生产并集成AN/MPQ-64雷达配用的改进型目标测距与识别系统,要求于2008年10月31日完成。

2005年5月6日,泰利斯雷声公司获得一份价值约643.4万美元的合同,为美国陆军装备的基型和改进型“哨兵”雷达提供后勤、工程与技术服务。

2006年4月,泰利斯雷声公司向布利斯堡的美国防空炮兵学校交付了首部P3I计划下的改进型“哨兵”雷达,即AN/MPQ-64F1。

2007年6月6日,泰利斯雷声公司获得一份价值1490万美元的合同,为美国陆军提供“哨兵”雷达配用的改进型目标测距与识别系统和新型发射机。

2010年6月14日,泰利斯雷声公司获得一份价值2180万美元的合同,为美国陆军装备的基型“哨兵”雷达进行升级,内容包括:改进发射机、接收机和激励器;提高数据处理速度;减小误判率;提高反应时间和对小型目标的探测距离等。

2011年9月27日,泰利斯雷声公司获得一份价值1.6亿美元的合同,为美国陆军制造56部AN/MPQ-64F1雷达和相关野战支援保障,要求于2014年6月1日完成。

结构与技术特点

“哨兵”雷达系统由“悍马”高机动性多用途轮式车和安装在宽轮距拖车上的天线发射接收机组、敌我识别系统以及前方地区防空指挥、控制和情报(FAADC2I)系统接口等组成。系统配置还包括1台MEP-813A型10千瓦400赫兹发电机、功率调节设备、通信设备、故障自动检测和内置测试设备。“哨兵”系统可通过FAADC2I数据链路,或直接使用增强型定位报告系统和“辛嘎斯”系统数据无线电台,向防空武器系统和战场指挥官提供重要的目标数据。“哨兵”系列雷达采用X波段距离选通多普勒脉冲系统,天线采用相频电子扫描技术,形成清晰的三坐标笔形波束。

AN/MPQ-64 基型“哨兵”雷达使用信号数据处理器软件控制其任务功能、维护功能和外部接口。该处理器由8块电路板构成,安装在标准的美国海军UYK-44电路板组件中,采用ULTRA-16汇编语言编码,负责运行“哨兵”雷达的大部分软件。

AN/MPQ-64雷达系统配备有遥控终端设备,它是一种坚固耐用的小型计算机,配备方便实用的显示和控制输入装置、图像显示屏和多功能控制输入键盘等。遥控终端设备可显示实时战术空情图像,以目标符号的形式向操作者显示目标跟踪数据,包括距离、高低角、目标速度和跟踪的数字信息。

AN/MPQ-64雷达还具有以下技术特点:天线扫描速度快,转速为30转/分;探测距离广,可探测到75千米内的轰炸机、40千米内的战斗机和30千米内的巡航导弹;搜索跟踪能力强,可自动获取、跟踪、分类、识别并报告超过50个目标;抗干扰能力强,采用了多种电子对抗技术,不仅采用高电阻设计,而且配有辅助抗电子干扰天线。辅助抗电子干扰天线安装在单个支座上,作战时可旋转,在行军过程中,可利用手柄将天线降到收起位置。

AN/MPQ-64F1 2006年,美军接收了首部AN/MPQ-64F1改进型“哨兵”雷达系统。根据“哨兵”雷达预筹产品改进(P3I)计划,泰利斯雷声公司将为美国陆军装备的全部“哨兵”雷达系统进行升级。

与AN/MPQ-64相比,AN/MPQ-64F1采用了以下新硬件:信号数据处理机,将模拟处理改进为数字处理,加快了雷达控制处理时间,并为未来雷达数量的增加预留了机位;基于新型线路可更换部件(LRU)的X波段激励器,通过一个主振荡器产生波段,在杂波环境下获得更强的目标侦察能力,且噪音较小;基于新型线路可更换部件的接收机;模块化、可配置的X波段发射机,配用2~4个行波管功率放大器,使探测范围更广,探测能力更强;信号数据处理机与电动机控制器之间使用数字接口,更好地控制天线方向与转速,提高了扫描速度。为支持硬件升级,软件上也做了相应改变。

使用特点

“哨兵”系列雷达在作战适应性、可靠性和灵活性等方面都具有优势。

一是作战适应性广。“哨兵”雷达能在沙尘、浓烟、大雾及敌方干扰等恶劣的战场环境下全天候全天时工作。在进行目标捕获和跟踪时,能提供360°全方位覆盖,自动侦察、跟踪、分类、识别和报告巡航导弹、无人机、旋翼机和固定翼飞机等目标。目前,“哨兵”系列雷达已经与“毒刺”、“那萨姆”和“爱国者”等多种美国陆军现役防空导弹系统配套使用,凭借其精确和快速的反应,能有效捕获距己方部队前线较远的目标,从而增加了防空导弹系统的反应时间,使其在最佳距离实施拦截。

二是可靠性高。“哨兵”雷达具备抗反辐射导弹和抗电子干扰能力,还安装了敌我识别系统,减少了误伤友方飞机的可能性。

三是灵活性强。“哨兵”雷达机动能力强,可用飞机(包括直升机)、铁路或轮船运输;操作人员少,整个系统只需2名士兵即可安装,仅需1名士兵即可操作;反应时间短,在行军过程中只需5分钟的准备时间即可开始工作。

发展趋势

“哨兵”雷达的计划服役期限为2030年,因此美国陆军正在对其进行持续改进,已于2012年重启“哨兵”雷达开发、试验与鉴定项目,目的是使雷达能探测各种新兴威胁,可以与C-RAM系统集成,并具备非协同目标识别能力。

除了AN/MPQ-64F1以外,泰利斯雷声公司还提供其他改进型“哨兵”雷达,包括:高架型“哨兵”,安装在浮空器上,可以连续14天无间断的工作,探测距离约为150千米,用于防空、预警和空中监视等任务;牵引/平台型“哨兵”,采用托盘式或者安装在天线屏蔽器中,可直接安装在平台上,或由拖车承载;SAVDS改进型“哨兵”,与SAVDS公司的无人机飞行安全系统配套使用,雷达探测距离为75~100千米,能在高分辨率显示器上向无人机操作员显示探测到的飞行物体的位置、方向和速度,系统自动计算出可能的空中交通拥挤情况,生成语音或图像的飞行路径修正提示,确保视距外的无人机飞行安全。

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