福特航母级先用这个技术 中国可能比美海军更普及

讲武堂2020-09-26 15:55:37

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美国福特级航母,可能清晰看到舰岛上两个阵面,它们就是DBR雷达天线


福特级航空母舰是美国海军新一代核动力航空母舰,为了提高福特级作战能力,它采用了较多新技术,其中就包括双波段雷达技术。


所谓双波段雷达技术,就是将两种不同波长雷达集成在一起,有一部雷达实现以往两部甚至更多雷达才能完成功能,从而减少舰艇雷达数量,降低成本和费用,除福特级之外,有消息说中国海军新一代舰艇可能也采用了双波段雷达技术,未来普及程度可能会超过美国海军。


我们知道雷达工作频率不同分来不同类型雷达,例如我们熟悉美国SPY-1雷达工作在S波段,欧洲APAR雷达则工作在X波段,根据电磁学我们知道,雷达工作频率越低,波长越大,大气传播信号损耗就越小,相应探测距离就越远,但是波长越大,在相同天线孔径之下,分辨率就越低,也就是说看得远但是看不清,工作频率高则相反,它的波长小,在相同天线孔径之下,分辨率高,不过缺点就是大气传播损耗大,探测距离较近,也就是说看得清但是看不远。


SPY-1雷达工作在S波段,探测距离较远,但是精度较低,所以需要一个X波段雷达提供导弹照射


APAR雷达工作在X波段,精度较高,可以直接为导弹提供制导,但是探测距离不远,注意舰上看不到照射雷达


在这种情况下,人们根据不同频率研制出不同雷达,用于不同用途,例如频率较低的雷达,利用探测距离远的优点,主要执行远程探测、目标预警等任务,而频率较高的雷达,由于分辨能力高,则执行近程探测、火控和制导等任务,这样一艘舰艇为了完成作战任务,可能就需要安装多部雷达来对不同空域目标进行探测、识别和打击。


采用多部雷达就产生了一个问题,那就是每个雷达实际上都有自己的坐标系和时间参考,并且雷达作用范围有可能重复,每部雷达工作精度也不一样,这样就给作战带来许多麻烦,因此需要把这些雷达数据统一在一个坐标系和时间参考系下面,同时对目标进行分辨,确定收集上来的数据属于某一个目标,还是另外目标,然后在这些工作的基础上,确定目标运动参数,建立统一的航迹,实施识别、跟踪,制导和控制武器对这些目标进行打击。


现代舰艇需要多部雷达才能执行作战任务


这些雷达信息融合由舰载指挥自动化系统来完成


由于完成这些工作需要大量数据运算,对于实时性要求也比较高,特别是拦截反舰导弹的时候,要求系统能够迅速作出反应,过去计算机处理能力限制,雷达信号/数据处理系统难以完成这些工作,所以雷达只负责完成信号识别,然后进行目标坐标录取,得到目标运动参数,确定目标航迹,就把这些数据传递给舰载指挥中心服务器来处理。


由于舰艇需要配备多部雷达,结果就是舰艇设备增加,桅杆天线众多,雷达并不仅仅只有我们看到天线,还有内部发射机、接收机、电源、工作站等等,这些设备、线缆都需要舱室来安装,让舰艇结构更加复杂,成本也更高,同时也降低了舰艇电磁兼容性。


双波段雷达实际上是用一部雷达来完成多部雷达工作


以降低舰艇雷达数量,简化结构和降低成本


在这种情况下,双波段雷达就出现了,所谓双波段雷达是指一部雷达采用不同的天线,用于不同用途,但是在后端信号/数据处理部分则采用一个系统,例如美国DBR雷达前端天线就包括立体搜索和近程多功能雷达两个部分,后端采用一个通用数据处理和显示系统,这样在信号/数据处理系统就能够统一目标坐标和时间参考,不用象以前那样采用多部雷达,从而有效降低了系统体积和重量,降低了舰艇成本和费用,也更容易维护,从这里我们可以看出,DBR实际上相当于把原来载指挥自动化系统功能提前由雷达系统来完成,这主要归功于信息技术发展,例如高速数据总线和信号/数据处理系统,指挥自动化系统拿到是已经处理后目标信息,有利于提高系统反应速度。


中国新一代驱逐舰和航空母舰可能也采用双波段雷达技术


美国原来计划在福特级、DDG-1000和伯克F3驱逐舰配备DBR雷达,中国相关单位也突破了双波段雷达技术,从海外资料来看,中国有可能在新一代055型驱逐舰和新一代航空母舰上面配备双波段雷达,以提高舰艇目标探测和反应能力,有消息说美国海军因为经费和成本等问题,决定只有福特号才配备完整版DBR雷达,DDG-1000和伯克F3驱逐舰不是完整版DBR雷达,例如伯克F3仍旧配备一部传统X波段火控雷达,配备机械扫描系统,因此未来中国海军DBR雷达普及程度可能要超过美国海军。


最新消息是福特级第二艘肯尼迪号可能不会用DBR雷达了


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