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Raytheon 下一代超视距雷达及其他先进雷达技术介绍

 cqukelly 2024-12-22

Raytheon 推出了下一代超视距雷达,与传统 OTHR 相比,其设计具有更高的灵敏度,可检测高级威胁。下一代 OTHR 解决方案使用人工智能和机器学习 (AI/ML) 决策辅助工具来更好地为操作员提供支持,在自适应信号处理和高级数字波束成形方面的广泛工作减少了杂波,降低了处理要求并改进了目标检测。最后,该雷达的设计能够获得必要的网络认证,以无缝集成到国土分层防御系统的大型巡航导弹防御中。

Raytheon 提供下一代超视距雷达,以响应美国和加拿大对能够检测和跟踪低空巡航导弹威胁的系统的要求。

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超视距雷达使用高频无线电狂欢,并使用“自上而下”的方法将信号从电离层反射回来寻找目标。

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Raytheon 的下一代超视距雷达使用 2D 阵列来提高雷达灵敏度并生成二维目标图像。

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Raytheon 的下一代超视距雷达使用 2D 阵列来提高雷达灵敏度并生成二维目标图像。

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Raytheon 在开发、制造、维护和升级超视距雷达方面拥有 30 多年的经验,如图所示的可重定位超视距雷达。
Raytheon 提供下一代超视距雷达,以响应美国和加拿大对能够检测和跟踪低空巡航导弹威胁的系统的要求。

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超视距雷达使用高频无线电狂欢,并使用“自上而下”的方法将信号从电离层反射回来寻找目标。

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Raytheon 的下一代超视距雷达使用 2D 阵列来提高雷达灵敏度并生成二维目标图像。

超视距雷达可以探测到超出传统雷达射程限制的数百到数千英里外的物体。它们在 5 MHz 至 35 MHz 的高频频段内工作,使用由大型天线传输的强大无线电信号。

它们与其他导弹防御系统的不同之处在于,它们可以看到地球的曲线。他们通过本质上是银行射击来实现这一点:他们将信号从电离层反射回来,然后是目标,目标将能量反射回电离层,并最终反射到雷达的接收器。

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单脉冲二级监视雷达 (MSSR) Condor MK3 监视雷达


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Mk3 是建立在公司成功的 Condor Mk2 优秀血统之上的下一代解决方案,引入了增强功能,例如高占空比发射器和内置 ADS-B 高级解码功能。Collins 的 ADS-B 专利解码算法可确保在最恶劣的环境中提供卓越的性能。

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 Skyler 是一种有源电子扫描阵列雷达解决方案,用于监视空中交通管理和飞行运营的空域和大气条件。Skyler 提供低空覆盖并支持飞机跟踪功能,以帮助实现消除冲突的解决方案并支持 BVLOS 无人机操作。

Skyler 特点和优点

  • 无活动部件的 RADAR

  • 低空覆盖

  • 高分辨率航空和天气数据

  • 可从单个雷达扩展到网络

  • 支持多个任务的数字应用程序

  • 与 WebUAS 兼容

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AN/MPQ-64 哨兵®雷达是一种在看到敌方飞机、直升机、无人机或导弹时向前线防空武器发出警报的雷达。

三维覆盖

Sentinel 是一种三维雷达,这意味着它会报告它所跟踪物体的距离、方位和海拔高度。

命令和控制

该雷达支持多个指挥和控制接口,为对抗无人机系统、巡航导弹以及固定翼和旋翼飞机的武器提供一致的空中监视和火控数据。它既可以在固定地点工作,也可以在高度机动的机动操作中工作。

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SPY-6 是美国海军的雷达系列,可在七种类型的舰艇上执行防空和导弹防御,是舰队能力的巨大飞跃。

集成了 SPY-6 雷达,这意味着它们可以同时防御弹道导弹、巡航导弹、高超音速导弹、敌方飞机和水面舰艇。与传统雷达相比,它们具有许多优势,例如更大的探测范围、更高的灵敏度和更准确的鉴别。

2013 年,美国海军授予雷神公司一份 $385m 的合同,用于设计、开发、集成测试和交付防空和导弹防御 S 波段雷达 (AMDR-S)。自从更名为 AN/SPY-6 以来,有源电子扫描阵列雷达有四种变体。SPY-6(V)1 是为阿利-伯克级驱逐舰 (AB) 的 DDG 51 Flight III 变体设计的;SPY-6(V)2 用于尼米兹级航母和两栖攻击舰;SPY-6(V)3 – 也称为企业空中监视雷达(固定型) – 用于福特级航空母舰和 FFG(X) 导弹护卫舰;和 SPY-6(V)4,用于阿利-伯克级驱逐舰的 DDG 51 Flight IIA 变体。

模块化方法

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尽管支持各种各样的飞船,但 SPY-6 使用单一的架构和软件,并且每个阵列都是由不同数量的相同立方体单元构成的乐高式。

“RMA 是一个构建块,可针对所有不同尺寸的雷达进行扩展。这是一个 2 英尺 x 2 英尺 x 2 英尺的雷达,本身就是一个雷达,然后我们把它们堆叠在一起。例如,在 SPY-6(V)1 AB 中,我们将其中的 37 个组合在一起,用于制作 Flight III 驱逐舰的雷达面,那里有四个这样的雷达面。

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SPY-6 也是与战斗管理系统无关的,这意味着它可以连接到任何系统并提供该系统执行其功能所需的雷达信息。它还允许数据跨多个不同的网络传递,以与其他可能检测到不同潜在威胁的雷达系统集成,或者从 SPY-6 解决的不同角度检测威胁。

海军大规模升级 AN/SPY-6 雷达以探测来袭导弹和战斗机

最远距离雷达系统变体 AN/SPY-6 (V)1 旨在探测超视距来袭的弹道导弹,并内置于 Flight III DDG 51 驱逐舰中

由于美国海军在整个舰队范围内集成了一个新的、高度敏感的雷达系统系列,称为 AN/SPY-6,来袭的反舰巡航导弹、弹道导弹,甚至接近航母打击群的敌方战斗机,都将以更高的图像保真度和更远的距离被检测到。

AN/SPY-6 雷达

通过使用称为氮化镓的高密度吞吐量材料的尖端应用,Raytheon 创新者设计了一组可扩展、互连的威胁检测船雷达系统,能够看到现有雷达一半大小的物体和两倍的距离。

海军武器开发人员将 SPY6 系列雷达描述为比它所取代的系统敏感 35 倍。SPY-6 系列超越了现有的 AN/SPY-1 舰载集成雷达系统,根据《微波杂志》上的一篇有趣的文章......“与 SPY-1D(V) 相比,它处理的目标多 30 倍,灵敏度高 30 倍。(“雷达和相控阵突破”,Eli Booker)

射程最长的变体 AN/SPY-6 (V)1 旨在探测从地平线之外来袭的弹道导弹。(V)1 现在正在建造到新的 Flight III DDG 51 驱逐舰上。在此基础上,海军现在正在将其整个舰队与带有各种 SPY-6 雷达的系统联网......Amphibs、Carriers、New Frigates 等等。

SPY-6 雷达系统与火控和称为 Aegis Baseline 10 的先进软件弹道导弹防御系统相结合,为舰队奠定了技术基础。辨别当然是与提高雷达灵敏度相关的一个重要优势,因为它可以从其他不太相关的项目(如友方平台或飞行碎片)中区分威胁对象。

使用由 2 英尺 X 2 英尺 X 2 英尺雷达模块组件构建块组成的可扩展天线,使开发人员能够为不同平台设计量身定制的、特定于任务的 SPY 6 雷达应用程序。

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除了 SPY-6 (V)1,雷神公司和海军现在正在为航母和两栖飞机集成几种额外的 SPY-6 变体,专门针对各自的任务范围量身定制。

例如,SPY-6 (V) 2 是一种较小的旋转雷达,而 SPY-6 (V) 3 在甲板室上有三个固定的雷达面。这些变体将同时出现在尼米兹级和福特级航母上。(V) 3 有 9 个雷达模块组件。(V)3 有三个固定空间,从不同的角度向外看,每个空间都有 120 度的面板,可以覆盖 360 度。最后,还有一架 SPY-6 (V)4,它将在中期升级期间集成到现有的 DDG 51 IIA 驱逐舰上。(V) 4 有 24 个雷达模块组件,而 (V) 1 有 37 个。

霍尔说:“我们将 SPY 6 v2 和 v3 安装在我们的航母、护卫舰和两栖舰艇上,因此这将为这些平台带来同样的改变游戏规则的能力。

Raytheon 新兴的突破性、高灵敏度海军舰艇雷达系统系列能够从单个集成系统跟踪多个来袭威胁“轨迹”。

AN/SPY 6 系列雷达是下一代高灵敏度舰船集成威胁检测系统,旨在在单个高灵敏度威胁检测雷达系统上跟踪多个接近的导弹、火箭、无人机或飞机威胁。

最远距离的弹道导弹跟踪 SPY 6 雷达现在正在海军的 DDG 51 Flight III 驱逐舰上安装,而 SPY 6 系列的其他变体正在建造在两栖攻击舰、航母、巡洋舰和其他需要高度敏感的威胁对象检测的船只中。

SPY 6 系列雷达在通用的软件和硬件技术系统上运行,但它们具有可扩展性,并且可以进行调整以适应给定平台的特定任务要求。例如,航母或两栖舰可能需要空中和巡航导弹防御,但可能不需要海军 DDG 51 Flight III 阿利伯克级驱逐舰内置的最灵敏的弹道导弹防御跟踪技术。

雷神公司的 SPY-6 雷达发射器使用一种称为军用级氮化镓 (GaN) 的材料,雷神公司开发人员解释说,这种物质的效率比目前使用的现有砷化镓高 1,000 倍。
在应用方面,SPY-6 雷达系统简化了原本不同的火控和探测技术;SPY-6 可以提示短距离、近距离拦截器以及远程弹道导弹拦截器,例如 SM-3。这缩短了传感器到射击的时间,并为战争指挥官提供了更长的窗口来决定需要采取哪种对策。这种整合正是对抗多管齐下、协调一致的敌人攻击所需的防御方式,这种攻击可能将弹道导弹与巡航导弹、无人机攻击相结合......和更多。

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例如,接近的弹道导弹可能需要远程 SM-3 拦截导弹....掠海巡航导弹可能需要进化的海麻雀 Block II 拦截器.....接近的敌机、直升机或无人机可能需要 SM-6、甲板安装枪甚至激光武器......快速接近的小船可能需要近距离武器系统——所有这些都构成了舰船分层防御的不同元素。先进的自动化,甚至人工控制的人工智能处理、传感器和网络火控可能很快使海军舰艇能够使用其中的许多同时运行,以响应 SPY-6 雷达检测到的多个航迹。

多光束集成

一种称为多波束集成的现象有助于促进同时跟踪多个威胁,因为它可以将水平扫描和精确跟踪与广域体积搜索和弹道导弹防御识别相结合。

据 Navy 和 Raytheon 开发人员称,数字波束形成可以使多轨雷达应用成为可能。在一份名为“RadarTutorial”的出版物中,一篇有趣的文章解释了“如何在数字波束形成处理器中形成多个向各个方向转向的独立窄波束。

Raytheon 正在开发一种具有直接射频模数转换功能的无混频器系统,该系统具有大于 400 MHz 的瞬时带宽,并且可重新配置,能够在 S 波段和 X 波段之间切换......— 微波杂志,“雷达和相控阵突破”(Eli Booker)

在之前的水面海军协会露面期间,Hall 谈到了多个波束之间的这种协同作用,涉及“S 波段雷达、X 波段雷达和雷达套件控制器 (RSC)”。RSC 协调 S 和 X 波段接口。根据“Radartutorial”的说法,S 波段提供广域体积搜索、目标跟踪、弹道导弹防御鉴别和导弹跟踪。文章描述说,X 波段“提供水平搜索、精确跟踪、导弹通信和对目标的最终引导照明。

相控阵雷达技术专题技术报告包括相控阵雷达行业报告、相控阵雷达专业书籍、相控阵雷达仿真代码、相控阵雷达设计、相控阵雷达论文、相控阵雷达PPT、相控阵雷达技术理论等书籍+代码等资料300余份文件,来源于国内外多行业的成果,从多维度、多方面、代码+文档的资料。

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本文只是一部分,本文所涉及的书籍已经上传知识星球,同时关于数字波束成形,相控阵天线方向图等代码、及雷达目标的截面积等仿真代码及对应文档已经上传知识星球,需要资料的加入知识星球即可获取。

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