AN/SPY-1 3D相位阵列雷达
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| 研发国家 |  美国 |
|---|---|
| 类型 | 3D雷达 |
| 首次使用 | 1973年（陆地试验） 1983年（船舰装配） |
| 尺寸大小 | 宽3.66m×高3.84 m |
| 天线 | 被动相控阵 固定天线×4面 |
| 波段 | S波段（3,100-3,500 MHz）
E波段（5.00 - 3.33 mm) F波段（3.33 - 2.14 mm） |
| 波束宽度 | 1.7×1.7° |
| 脉冲宽度 | 51, 25.4, 12.7, 6.4微秒 ※脉冲压缩比是128:1 |
| PRF | 可变 |
| 探测距离 | 广域搜索: 325 km（175 nmi） |
| 方位角 | 0–360° |
| 功率 | 4-6 MW |
| 增益 | 42 dB |
| 功能 | 多功能 (预警・目标捕获・目标跟踪) |
AN/SPY-1，为被动式相位阵列雷达，是为神盾舰载作战系统发展而来的，可提供神盾舰艇所需要的强大侦搜与射控能力，在神盾舰上表现出优越的防空性能，目前装备于提康德罗加级导弹巡洋舰、阿利·伯克级驱逐舰、金刚型护卫舰、爱宕级护卫舰、摩耶型护卫舰、世宗大王级驱逐舰、霍巴特级驱逐舰、阿尔瓦罗·巴赞级巡防舰和南森级巡防舰。
简介[编辑]
传统防空雷达[编辑]
非神盾舰的美系一般舰艇（如维吉尼亚级巡洋舰、纪德级驱逐舰等），在发射防空导弹时，效率有限，以装备SPS-48E（机械式）为例，至少需要三次旋转接触才能建立目标档案，再花费一次接触取得第二次目标的方位距离并计算出速率，再经由数次计算速度向量来完成威胁判定，而SPS-48E的最大水平旋转速率是每四秒一周，三次接触就要花费12秒，更不提后续还需要更多雷达接触来完成速率计算与威胁判定，以sm-2为例：目标捕获之后，由于SPS-48E本身精确度不足，因此需要再将资料转移给MK-74导弹射控系统，再由MK-74启动SPG-51照明雷达重新在空中搜索目标并展开射击接战，由于sm-2只需在接近目标时才需照明雷达的照射，导弹上的MK-2自动驾驶仪（autopilot）透过惯性参考单元提供的位置来计算航道，并周期性地进行下（downlink，导弹将本身位置回报给发射舰，位置资讯由导弹上的惯性参考单元提供）与上链（uplink，发射舰将修正弹道的控制参数给导弹）动作，以获得最新的航道控制指令，又再一次的因为SPS-48E本身精确度不足，SPG-51照明雷达照射目标时，要进行额外的搜索与捕捉动作，因此防空导弹的发射数严重受到照明雷达数量的限制。[1][2]
电子化的飞跃[编辑]
但如果装备SPY-1的话，SPY-1在搜获目标后能立刻进入追踪状态，SPY-1也能同时追踪目标以及在空中飞行的sm-2，此外也能随时分出波束（S波段）对SM-2导弹进行上链传输，神盾舰上的sm-2导弹在发射后便快速而规律地进行下链传输回报位置，接着SPY-1雷达便将目标与导弹的位置一并馈入神盾系统的武器控制系统（WCS）武器控制系统，进而计算出导弹与目标间的位置相对变化，然后再透过SPY-1将新的控制参数上链给空中的SM-2导弹 ；此种上/下链传输的更新速率极高，并持续进行到导弹转入终端照明阶段、由连续波照明雷达接手为止。此外，照明雷达开始照射之后也不需要自己追踪目标，完全由SPY-1相位阵列雷达指挥调整照射方向直到命中，由于只需要单向的照明，SPG-62的构造比过去美国海军的照明雷达简化许多，没有G波段搜索功能，只具备X波段（I）波段照明功能 （只有发射器，没有接收功能），成本与重量得以降低释出更多操作空间。
相较于波长较短的C波段、X波段，S波段由于波长较大，传递距离较远，但鉴别度也比较差；如果欲以S波段达成照射等级的精确度，就必需加大天线孔径，这对于直径有限的防空导弹，是不可能的(sm-2防空导弹)，所以同时交战的目标数，仍取决于舰上照明雷达的数量。不过由于SPY-1雷达精确度相当高，因此由中途导引转换至终端照射阶段时，SPG-62照明雷达可直接 依照SPY-1提供的目标方向进行照射，不需要进行额外的搜索与捕捉动作，大幅缩短反应时间。
民用天气研究[编辑]
SPY-1经过改造，也能用于气象观测，自2003以来，美国国家强风暴实验室一直在使用美国海军提供的 SPY-1A 相控阵天线在其位于俄克拉荷马州诺曼的设施进行天气研究。希望研究能够更好地了解雷暴和龙卷风，并加强对龙卷风的预测，减少灾害。目前的项目参与者包括国家强风暴实验室和国家气象局雷达操作中心、洛克希德马丁公司、美国海军、俄克拉荷马大学气象学院、电气和计算机工程学院以及大气雷达研究中心，俄克拉荷马州高等教育机构、联邦航空管理局和基本商业和工业。该项目包括研发、未来技术转让和该系统在美国的潜在部署。初始建设费用约为2500万美元。[3]日本 RIKEN 计算科学研究所 (AICS) 的一个团队已经开始使用相控阵雷达和一种新算法进行即时天气预报的实验工作。 [4]
装备[编辑]
SPY-1A：
美国提康德罗加级导弹巡洋舰(CG-47~58)
SPY-1B：
- 美国提康德罗加级导弹巡洋舰(CG-59~73)
SPY-1D：
SPY-1D(V)：
SPY-1F：
相关条目[编辑]
参考资料[编辑]
- ^ 相位陣列雷達與21世紀之艦隊防空. [2014-07-01]. （原始内容存档于2014-04-10）.
- ^ AN/SPY-1 3D相位陣列雷達. [2014-07-01]. （原始内容存档于2014-04-07）.
- ^ National Oceanic and Atmospheric Administration. PAR Backgrounder 互联网档案馆的存档，存档日期2006-05-09.. Accessed 6 April 2006.
- ^ Otsuka, Shigenori; Tuerhong, Gulanbaier; Kikuchi, Ryota; Kitano, Yoshikazu; Taniguchi, Yusuke; Ruiz, Juan Jose; Satoh, Shinsuke; Ushio, Tomoo; Miyoshi, Takemasa. Precipitation Nowcasting with Three-Dimensional Space–Time Extrapolation of Dense and Frequent Phased-Array Weather Radar Observations. Weather and Forecasting. February 2016, 31 (1): 329–340. Bibcode:2016WtFor..31..329O. doi:10.1175/WAF-D-15-0063.1.
- ^ AN/SPY-1 Radar. [2014-07-01]. （原始内容存档于2014-07-14）.
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