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目前,美国海军装备的主力雷达系统便是“宙斯盾”。作为“宙斯盾”的核心,其探测系统起着不可忽视的作用。下面我们就来浅析“宙斯盾之眼”。

失败的冰箱公司

“宙斯盾”的核心,也就是新一代相控阵列雷达系统,是由美国雷神公司研发的。可能很多人不知道,这家公司最早是做冰箱的。

公司是由一位麻省理工学院的副教授带着两个毕业生成立的,最早叫“美国器械公司”,专门制造电冰箱。奈何产品名气不大,很快便面临倒闭。迫于生计,副教授想起自己之前研制了一款氦整流器。整流器就是将交流电改为直流电的装置,可以用于侦测无线电讯号。副教授给这款产品起了个非常有气势的名字——Raytheon,雷神就是这么来的。

二战期间,这家公司开始造雷达用的磁控管。在生产的过程中,他们发现磁控管也可以烹饪食物,于是微波炉就诞生了。没想到微波炉竟然也能和军工产生关系。雷神公司真正崛起是在20世纪90年代,通过一系列的买买买,他们先后从休斯公司、通用电气、德科公司买来了很多与军工相关的分系统,使自己迅速成长。

宙斯盾之眼

上世纪60年代,美国为了应对苏联提出的“饱和攻击”,开始打造“宙斯盾”防空系统。其中的核心便是雷达系统。雷达系统分两代,其中第一代与雷神公司半毛钱关系都没有。第二代,也就是SPY6系列雷达才是雷神公司的杰作,也是美军目前主力装备的新一代主动电子扫描相控阵列雷达系统。第二代雷达与第一代相比,并不是简单的升级,可以说是两种概念。第一代结构为PESA,第二代结构为AESA,两个系统虽然名字上只差一个字母,但结构却差之千里。

将学术内容堆到这里肯定会吓跑很多人,举个相对简洁、形象的例子,第一代是LCD灯,第二代是LED灯。如果让灯泡亮度加强,第一代只能加强LCD的瓦数,但终究是有极限的。可客观环境所要求的亮度远超LCD的极限。

所以LED就显得从容了,不管你要什么亮度,我只需要加装LED的数量。目前环境要求还无法达到LED的装载极限。这种结构上的革新让SPY6系列雷达不仅具备更长的侦察距离、更好的灵敏度和更精确的辨识性,可同时防御来自弹道导弹、巡航导弹,以及敌军战机、水面舰艇的威胁;还能够根据舰艇的不同,开发不同的型号。

SPY6系列雷达采用模块化设计,不同衍生系统共用相同的软硬件,因此装备更为可靠,维修成本也可以降低。雷达系统由独立的雷达模块组成,每台雷达模块是一个尺寸为2*2*2英尺的盒子。借由不同数量雷达模块组成的组合,能胜任各种任务的要求。

雷达采用S频段,整个阵列的直径为4.3米,模块数目与第一代相比增加了近1000个,达到了5328。当然所需电量也是成倍增加的。

三、各种型号

首先是是专门为“阿利·伯克”Flight III型驱逐舰研发的SPY6 1型雷达。“阿利·伯克”级是美军现役的主力驱逐舰,已经下水了68艘,Flight III型是最新款。为了安装SPY6 1型雷达, III型与前一版( II A型)相比,改动地方占全舰的45%。改动的地方主要是为了腾出更大的空间来装载更大的电力系统,这样才能胜任新款雷达的用电需求。

SPY6 1型采用4面相控阵列雷达天线,每一面天线安装有37台雷达模块组成,可同时适应弹道导弹、巡航导弹,和来自水面、空中的袭击,以及干扰和电子作战任务。

SPY6 2型又被称之为“企业”级,是针对两栖舰艇、“尼米兹”级航母的改良需求。“企业”这个词对于美国海军来说拥有超凡的意义。并不是说美国人重视商业,重视企业发展。“企业”是美国独立战争期间自己俘获的一条完整的英国军舰,对于当时北美民兵组织水师分队来说,是具有开天辟地的意义在里边。

因此,美国历史上至少有7艘舰艇被命名为“企业”号,而且都是主力,代表了当时美国海军的门面。从这点来说,SPY6 2型的服务对象已经有一个固定的范围了。安装在“尼米兹”级航母上的“宙斯盾”采用1面9台雷达模块组成的旋转式天线,具备航情管控、舰船自卫能力。除了应对空中威胁,也可以进行干扰和电子战要求。

由于这个版本的雷达可以旋转,因此也被称之为“对空雷达旋转”型。SPY 3型就是“企业”级对空雷达固定型。主要针对“福特”级航母、FFG导弹护卫舰的任务需求。

作为美国新一代航母,介绍“福特”级的文章已经汗牛充栋了。我们简单介绍一下美国新一代护卫舰——FFG。FFG护卫舰2017年刚刚招标,目前还在设计阶段,美国海军对其要求除了常规的反潜、反水面,日常巡逻之外,还要负责指挥无人机,同时分担驱逐舰与巡洋舰作战区域之间的压力。

也就是说,美国对于未来护卫舰的定位进行了提高。一些硬活不再增加到巡洋舰和驱逐舰身上,而是让护卫舰承担。同时无人机群的指挥也交由护卫舰,作为一个不具备起降飞机能力的军舰也开始分担空中作战任务。

因此,所配套的雷达采用3面相控阵列雷达天线,每一面天线装有9台雷达模块,具备航情管理、舰艇自卫能力。

SPY6 4型的服务对象并不是比“福特”级航母还高级,而是针对Flight II A型的改良。采用4面相控阵列雷达天线,每一面装有24台雷达模块,大幅提升侦察距离和灵敏度。

2019年12月,美国海军与雷神公司签订了价值2.5亿美元的合约,采购了2套SPY6 4型雷达安装在“伯克”级Flight II A型的身上。