Жақын арадағы нысандарды анықтайтын айналмалы AESA радары

Кіріспе

Көпфункционалды, айналатын AESA радары

SAMPSON – BAE Systems Maritime компаниясы өндірген екі жақты белсенді электронды сканерленген көпфункционалды матрицалық радар. Ол "Sea Viper" теңіз әскери-әуе қорғаныс жүйесінің отты басқару радиолокациялық құралы болып табылады. "Sea Viper" жүйесі SAMPSON радарының қолданылуын көрсету және оны франко-итальяндық Horizon класындағы фрегаттағы PAAMS жүйесінен ажырату мақсатында PAAMS(S) деп те аталады. SAMPSON көпфункционалды радары әуедегі және су бетіндегі нысаналарды белгілі бір қашықтықта анықтай алады және бір мезгілде жүздеген нысананы қадағалай алады. "Sea Viper" осы ақпаратты нысаналардың басымдық деңгейін бағалау және басқару, сондай-ақ Aster зымырандарын оптималды уақытта ұшыру үшін пайдаланады.

Тарих

SAMPSON көпфункционалды электронды сканерленген адаптивті радар (MESAR) бағдарламасынан туындаған. MESAR 1 әзірлемесі 1982 жылы Plessey, Roke Manor Research және Қорғаныс бағалау және зерттеу агенттігі арасындағы серіктестік ретінде басталды. Plessey компаниясы 1989 жылы Siemens компаниясымен сатып алынып, Siemens Plessey болып қайта аталды, ол өзі 1998 жылы British Aerospace компаниясымен сатып алынды. 1999 жылдың қарашасында British Aerospace BAE Systems болып өзгерді. MESAR 1 сынақтары 1989 және 1994 жылдар аралығында жүргізілді. Корольдік теңіз күштері SAMPSON көпфункционалды радарын (MFR) Horizon класындағы фрегаттарының (сонымен қатар Ортақ жаңа буын фрегаты немесе CNGF деп те аталады) нұсқасына орналастыруды жоспарлаған, бұл Франция және Италиямен бірлесіп әуе шабуылына қарсы соғыс кемелерін жасау бойынша жасалған ынтымақтастық. Кешігулер мен қиындықтар туындағаннан кейін Ұлыбритания бағдарламадан бас тартып, өз "Тип 45" бағдарламасын бастады. "Тип 45" эсминецтері SAMPSON радарын PAAMS зымыран жүйесімен бірге қолданады, ол Horizon фрегаттары үшін де әзірленген (француз және итальяндық кемелер EMPAR MFR-мен жабдықталады). SAMPSON радары Уайт аралындағы Коусте жасалады. 2013 жылдың қыркүйегінде "Тип 45" эсминеці HMS Daring АҚШ армиясының Кваджалейн атолліндегі зымырандарды ұшыру алаңдарының жанында SAMPSON-ның баллистикалық зымырандарды анықтау және оларды қадағалау қабілетін бағалау мақсатындағы сынаққа қатысу үшін орналастырылды, бұл мүмкіндік бастапқыда көзделмеген. Сынақ кезінде жүйе екі модельдік орта қашықтықтағы баллистикалық зымыранды сәтті анықтады. Ұлыбританияның зымыранға қарсы қорғаныс орталығының директоры Саймон Павитт: "Бұл жұмыс баллистикалық зымыранға қарсы қорғаныс әлеуетін арттырды [ ] және негізгі мәселелерді одан әрі зерттеу үшін зымыранға қарсы қорғаныс орталығының бағдарламасын қолдайды" деді.

Операция

Әдеттегі радиолокаторлар, айналмалы таратушы мен сенсордан тұрады, қуаты шектеулі, жаудың бұзушылық әрекеттеріне осал және тек бір функцияны орындайды – сондықтан бақылау, іздеу және нысанаға алу үшін жеке бөлімдер қажет. Белсенді массив ретінде SAMPSON, сәулесін қалыптастыру және бағыттау үшін бағдарламалық жасақтаманы пайдаланады, бұл бірнеше функцияны бір уақытта орындауға және бейімделген толқын пішінін басқару арқылы жаудың бұзушылық әрекеттеріне дерлік тойтарыс беруге мүмкіндік береді. Белсенді массивтердің қашықтығы да, дәлдігі де дәстүрлі радиолокаторлардан жоғары. Сәулені бағыттау бағдарламалық жасақтамасы іздеуді жоспарлау үшін күрделі алгоритмдерді қолданады, осылайша жүздеген белсенді іздерді максималды дәлдікпен сақтайды. SAMPSON аспанның тек бір бөлігін қамтуға арналған екі жазық массивті пайдаланады; толық қамтуды дәстүрлі радиолокациялық жүйелер сияқты массивтерді айналдыру арқылы қамтамасыз етеді. Бұл АҚШ-тың AN/SPY 1 (Flight I–IIA және Flight III Arleigh Burke эсминецтерінде қолданылатын) және AN/SPY 6 (Flight III Arleigh Burke класындағы эсминецтерде қолданылатын) немесе Нидерландтың APAR жүйесінен (Нидерланд Корольдік Теңіз күштерінің, Германия Теңіз күштерінің және Дания Корольдік Теңіз күштерінің кемелерінде қолданылатын) өзгеше, олар бүкіл аспанды үздіксіз қамту үшін бірнеше массивтерді пайдаланады. SAMPSON радиолокаторы үздіксіз 360 градусты қамтуды қамтамасыз етпесе де, ол минутына 30 айналыммен айналады, ал екі массивтің бір-біріне қарама-қарсы орналасуының арқасында аспанның ешбір бөлігі орташа есеппен жарты секундтан артық қамтылмайды (нақты уақыт сәулелерді электронды түрде алға-артқа жылжыту мүмкіндігіне байланысты өзгереді). Сонымен қатар, массивтердің аз санын пайдалану жүйенің салмағын азайтады, бұл массивтерді голланд немесе американдық кемелердегідей корпусқа орналастырудың орнына, биік мачтаның үстіне орналастыруға мүмкіндік береді. Кез келген радиолокациялық сәуле шығарушыны жоғарырақ орналастыру көкжиек қашықтығын ұзартады, төменгі биіктіктегі немесе толқындар үстімен сырғанап өтетін нысаналарға қарсы тиімділікті арттырады; SAMPSON су сызығынан басқа елдердің теңіз күштеріндегі ұқсас кемелердің массивтеріне қарағанда шамамен екі есе биік орналасқан. SAMPSON-ның осы мәселедегі нақты көрсеткіштерінің толыққанды мәліметтері көпшілікке жария етілмейді, бірақ мұндай факторлар массивтердің аздығынан туындаған кемшіліктерді жеңілдетуі мүмкін. Кейбір міндеттерді біріктіру қиын: мысалы, (ұзақ қашықтықтағы) көлемдік іздеу радиолокациялық ресурстарды көп жұмсайды, басқа міндеттерге арналған орынды азайтады. Көлемдік іздеуді басқа міндеттермен біріктіру іздеу жылдамдығының төмендеуіне немесе әр міндеттің жалпы сапасының нашарлауына әкеледі. Радардың тиімділігін анықтайтын маңызды параметрлер нысанаға жету уақыты немесе сәуле бойынша бақылау уақыты болып табылады. Бұл Корольдік Теңіз күштерінің 45 типті эсминецтерде SAMPSON-ды толықтыру үшін S1850M ұзақ қашықтықты радиолокаторын таңдауына себеп болды. Бұл сонымен қатар НАТО-ның Әуеге қарсы соғыс жүйесі (NAAWS) зерттеуінің нәтижесінде, ең қолайлы AAW жүйесін қосымша көлемдік іздеу радиолокаторы мен MFR-ден құралатыны анықталды. Бұл екі жүйенің екі түрлі радиолокациялық жиілікті пайдалануына мүмкіндік береді; біреуі ұзақ қашықтықта іздеу үшін, екіншісі MFR үшін жақсы таңдау болып табылады (физикалық заңдар екі міндетті бірге орындауды қиындатады). Алғашқы 45 типті кеме 2006 жылдың 1 ақпанында суға түсірілді. 2007 жылы кемеге SAMPSON және S1850M радиолокаторлары орнатылды және 2009 жылдың 23 шілдесінде қолданысқа берілді.

Conventional radars, consisting of a rotating transmitter and sensor, have limited power, are vulnerable to enemy jamming, and perform only one function—with separate units therefore required for surveillance, tracking, and targeting. As an active array, SAMPSON uses software to shape and direct its beam, allowing several functions to be carried out at once and, through adaptive waveform control, is virtually immune to enemy jamming. Active arrays have both longer range and higher accuracy than conventional radars. The beam directing software uses sophisticated algorithms to schedule searches so that the potentially hundreds of active tracks are maintained with maximum accuracy. The SAMPSON uses two planar arrays to provide coverage over only part of the sky; complete coverage is provided by rotating the arrays, similar to the way conventional radar systems operate. This is in contrast to the US AN/SPY 1 (as used on the and Flight I–IIA ) and AN/SPY 6 (as used on the Flight III Arleigh Burke class destroyer) or the Dutch APAR system (as used on the Royal Netherlands Navy's , the German Navy's , and the Royal Danish Navy's ), which use multiple arrays fixed in place to provide continuous coverage of the entire sky. Although the SAMPSON radar does not provide continuous 360 degree coverage, it rotates at 30 revolutions per minute, and with two back to back arrays, no part of the sky lacks coverage for more than half a second on average (the precise time varies as the beams can also be swept back and forth electronically). In addition, the use of a smaller number of arrays allows the system to be much lighter, allowing placement of the arrays at the top of a prominent mast rather than on the side of the superstructure as in the Dutch or US ships. Placing any radar emitter at a higher altitude extends the horizon distance, improving performance against low level or sea skimming targets; SAMPSON is at approximately double the height above the waterline than the arrays of equivalent ships in foreign navies. Although precise details of the SAMPSON's performance in this regard are unlikely to enter the public domain, such factors may mitigate the disadvantages of fewer arrays. Some tasks are difficult to combine: for example, (long range) volume search consumes substantial radar resources, leaving little room for other tasks like targeting. Combining volume search with other tasks also results either in slow search rates or in low overall quality per task. Driving parameters in radar performance is time on target or observation time per beam. This led to the Royal Navy selecting the S1850M long range radar to complement SAMPSON on the Type 45 destroyers. This also resulted in the NATO Anti Air Warfare System study (NAAWS) defining the preferred AAW system as consisting of a complementary Volume Search Radar and MFR. This gives the added advantage that the two systems can use two different radar frequencies; one being a good choice for long range search, the other a good choice for an MFR (physics makes both tasks difficult to combine). The first Type 45, , was launched on February 1, 2006. The ship was fitted with SAMPSON and S1850M radars in 2007 and was commissioned on 23 July 2009.