福特航母級先用這個技術 中國可能比美海軍更普及
簡介:美國海軍雖然先採用雙波段雷達,但是中國海軍可能比美國海軍更普及
美國福特級航母,可能清晰看到艦島上兩個陣面,它們就是DBR雷達天線
福特級航空母艦是美國海軍新一代核動力航空母艦,為了提高福特級作戰能力,它採用了較多新技術,其中就包括雙波段雷達技術。
所謂雙波段雷達技術,就是將兩種不同波長雷達集成在一起,有一部雷達實現以往兩部甚至更多雷達才能完成功能,從而減少艦艇雷達數量,降低成本和費用,除福特級之外,有消息說中國海軍新一代艦艇可能也採用了雙波段雷達技術,未來普及程度可能會超過美國海軍。
我們知道雷達工作頻率不同分來不同類型雷達,例如我們熟悉美國SPY-1雷達工作在S波段,歐洲APAR雷達則工作在X波段,根據電磁學我們知道,雷達工作頻率越低,波長越大,大氣傳播信號損耗就越小,相應探測距離就越遠,但是波長越大,在相同天線孔徑之下,解析度就越低,也就是說看得遠但是看不清,工作頻率高則相反,它的波長小,在相同天線孔徑之下,解析度高,不過缺點就是大氣傳播損耗大,探測距離較近,也就是說看得清但是看不遠。
SPY-1雷達工作在S波段,探測距離較遠,但是精度較低,所以需要一個X波段雷達提供導彈照射
APAR雷達工作在X波段,精度較高,可以直接為導彈提供製導,但是探測距離不遠,注意艦上看不到照射雷達
在這種情況下,人們根據不同頻率研製出不同雷達,用於不同用途,例如頻率較低的雷達,利用探測距離遠的優點,主要執行遠程探測、目標預警等任務,而頻率較高的雷達,由於分辨能力高,則執行近程探測、火控和制導等任務,這樣一艘艦艇為了完成作戰任務,可能就需要安裝多部雷達來對不同空域目標進行探測、識別和打擊。
採用多部雷達就產生了一個問題,那就是每個雷達實際上都有自己的坐標系和時間參考,並且雷達作用範圍有可能重複,每部雷達工作精度也不一樣,這樣就給作戰帶來許多麻煩,因此需要把這些雷達數據統一在一個坐標系和時間參考系下面,同時對目標進行分辨,確定收集上來的數據屬於某一個目標,還是另外目標,然後在這些工作的基礎上,確定目標運動參數,建立統一的航跡,實施識別、跟蹤,制導和控制武器對這些目標進行打擊。
現代艦艇需要多部雷達才能執行作戰任務
這些雷達信息融合由艦載指揮自動化系統來完成
由於完成這些工作需要大量數據運算,對於實時性要求也比較高,特別是攔截反艦導彈的時候,要求系統能夠迅速作出反應,過去計算機處理能力限制,雷達信號/數據處理系統難以完成這些工作,所以雷達只負責完成信號識別,然後進行目標坐標錄取,得到目標運動參數,確定目標航跡,就把這些數據傳遞給艦載指揮中心伺服器來處理。
由於艦艇需要配備多部雷達,結果就是艦艇設備增加,桅杆天線眾多,雷達並不僅僅只有我們看到天線,還有內部發射機、接收機、電源、工作站等等,這些設備、線纜都需要艙室來安裝,讓艦艇結構更加複雜,成本也更高,同時也降低了艦艇電磁兼容性。
雙波段雷達實際上是用一部雷達來完成多部雷達工作
以降低艦艇雷達數量,簡化結構和降低成本
在這種情況下,雙波段雷達就出現了,所謂雙波段雷達是指一部雷達採用不同的天線,用於不同用途,但是在後端信號/數據處理部分則採用一個系統,例如美國DBR雷達前端天線就包括立體搜索和近程多功能雷達兩個部分,後端採用一個通用數據處理和顯示系統,這樣在信號/數據處理系統就能夠統一目標坐標和時間參考,不用象以前那樣採用多部雷達,從而有效降低了系統體積和重量,降低了艦艇成本和費用,也更容易維護,從這裡我們可以看出,DBR實際上相當於把原來載指揮自動化系統功能提前由雷達系統來完成,這主要歸功於信息技術發展,例如高速數據匯流排和信號/數據處理系統,指揮自動化系統拿到是已經處理後目標信息,有利於提高系統反應速度。
中國新一代驅逐艦和航空母艦可能也採用雙波段雷達技術
美國原來計劃在福特級、DDG-1000和伯克F3驅逐艦配備DBR雷達,中國相關單位也突破了雙波段雷達技術,從海外資料來看,中國有可能在新一代055型驅逐艦和新一代航空母艦上面配備雙波段雷達,以提高艦艇目標探測和反應能力,有消息說美國海軍因為經費和成本等問題,決定只有福特號才配備完整版DBR雷達,DDG-1000和伯克F3驅逐艦不是完整版DBR雷達,例如伯克F3仍舊配備一部傳統X波段火控雷達,配備機械掃描系統,因此未來中國海軍DBR雷達普及程度可能要超過美國海軍。
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