防空反导一体化，美海军的下一代舰载雷达-AMDR！

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防空反导一体化，美海军的下一代舰载雷达-AMDR！

Arleigh Burke级驱逐舰DDG-51 Flight III

防空与导弹防御雷达（AMDR）是美国海军的下一代综合防空导弹防御雷达。目前计划从2016年开始在Arleigh Burke级驱逐舰DDG-51 Flight III上部署。AMDR雷达能够显著增强了舰船探测空中和水面目标以及不断增加的应对弹道导弹威胁的能力。与目前的驱逐舰上的AN / SPY-1D（V）雷达相比，雷声公司的AMDR雷达提供了更大的扫描范围并提高了识别精度。该系统由称为雷达模块化组件（RMA）的各个“模块”构建。每个RMA是2'×2'×2'模块的独立雷达发射与接收机。这些RMA堆叠在一起以适合任何舰船所需的阵列大小，使AMDR成为美国海军第一台真正可扩展的雷达。

这些单独的模块可以组成任意形状大小的雷达，适用于任何舰船，每个RMA都是氮化镓半导体器件，导体技术增加了雷达功率，减小了其尺寸，更低的能耗。RMA的一个实例就是为新的三艘驱逐舰装备的对空和导弹防御雷达，AMDR导弹防御雷达由37个RMA模块组成，灵敏度是上一代雷达的30倍，可以在距离目标两倍的位置上发现一半大小的目标，同时执行多个任务，包括防空、反水面武器作战和弹道导弹防御。另一个重要应用 RMA技术的海军雷达是“企业空中监视雷达”或称EASREASR设计用于****和其他战舰，每个阵列由9个RMA组成，比所要更换的雷达小20％，但与大型舰上的大型雷达一样灵敏，同时防空、反水面作战、电子防护以及空中交通管制功能，可扩展RMA 技术为海军及其盟军提供了性能优异领先世界的下一代雷达技术。

这种先进的AMDR雷达包括：

S波段雷达–一种新型的综合防空和导弹防御雷达；
X波段雷达–基于现有技术的水平搜索雷达；
雷达套件控制器（RSC）–用于管理雷达资源并与舰船作战管理系统集成的新组件。

AMDR雷达的优势：

可扩展以适合任何尺寸的雷达孔径或任务要求；
灵敏度是AN / SPY-1D（V）的30倍以上；
与AN / SPY-1D（V）相比，可以同时处理30倍以上的目标，以应对大型复杂袭击。
自适应数字波束成形和雷达信号/数据处理功能可重新编程，以适应新任务或新出现的威胁。

AMDR的性能和可靠性是对核心技术进行10多年研究的直接结果，利用了高功率氮化镓（GaN）半导体、分布式接收器激励器和自适应数字波束成形的开发、测试和生产。AMDR的GaN组件的成本比砷化镓替代品低34％，具有更高的功率密度和效率，并且两次故障之间的间隔时间达到了惊人的1亿小时。AMDR具有完全可编程的后端雷达控制器，该控制器由商用现货（COTS）x86处理器构建而成。这种可编程性使系统能够适应新出现的威胁。x86处理器的商业性质简化了过时的更换，与昂贵的技术更新/升级和相关的停机时间相反，节省了成本，从而降低了每艘船使用寿命内的雷达维护成本。由于可靠的GaN发送/接收模块，低的平均维修时间率和非常少的线路可更换单元（LRU），雷神AMDR具有极高的可预测运营可用性。为维护性而设计，RMA中的标准LRU更换可在六分钟之内完成-仅需两个工具即可。防空导弹防御雷达有望满足美国海军目前和未来的任务要求，并将随时准备抵御当今和未来的威胁。

防空导弹防御雷达套件正在开发中，可以满足多种舰船级的综合防空导弹防御需求。AMDR将提供多任务能力，同时支持远程，大气外探测，弹道导弹的跟踪和识别以及针对空中和水面威胁的区域和自我防御。对于弹道导弹防御（BMD）功能，需要在当前雷达系统上提高雷达灵敏度和带宽，以检测、跟踪和支持在所需范围内的先进弹道导弹威胁的交战，同时还需要防空和水面威胁的区域和自我防御。对于区域防空和自卫能力，需要有更高的灵敏度和混乱能力，以在存在复杂天天气条件下进行目标检测，应对超低空飞行器威胁。

AMDR雷达安装

舰载AMDR雷达

舰载AMDR雷达组件分解

舰载AMDR雷达作战场景

AMDR项目背景

2009年6月，经过充分公开的竞争，该计划将三份AMDR-S / RSC概念研究合同授予了洛克希德·马丁公司，雷神公司和诺斯罗普·格鲁曼公司。这三个承包商中的每一个都为AMDR开发了概念，以显示AMDR Suite的主要子系统和预期功能。

概念研究阶段于2009年12月结束。2010年9月，授予了三份技术开发（TD）合同，以完善在概念研究阶段开发的每个承包商设计概念，并同时使关键技术成熟。该计划于2012年9月完成了TD合同，并于2012年6月发布了《工程与制造开发（E＆MD）阶段的投标申请书》。2012年7月收到了要约人投标书，并且计划办公室对投标书进行了详尽而全面的审查。AMDR于2013年9月成功完成了里程碑B，并被授权进入E＆MD阶段，并在2013年10月4日的收购决策备忘录中指定了ACAT ID计划。E＆MD合同于2013年10月授予了雷神公司。

AN/SPY-6雷达

美国海军开发新一代基于AMDR概念的AN/SPY-6雷达主要目的是希望驱逐舰能有效对抗更复杂的空中和弹道飞弹袭击。面对日益严峻的弹道导弹与攻船巡航导弹威胁，美国海军决定打造全新设计、并配备大型雷达的战舰，做为海上飞弹防御联合部队(Maritime Air and Mis- sile Defense of the Joint Forces，MAM- DJF)的替代性方案。2007年美海军公布一项新的巡洋舰发展计划，并结合防空反导弹雷达，此雷达须适应未来各种作战需求，且基本的防空防御能力须包括三部分：

第一、在现有的雷达系统基础上，提升灵敏度和性能。

第二、能侦察、追踪并能在一定范围内防御弹道导弹。

第三、能抗电子战、能在恶劣陆地、海上和风雨干扰中，锁定匿踪和超低空飞行的来袭目标。

在现有的宙斯盾雷达系统上配备的SPY-1 雷达，即使进一步的改进也无法满足这些要求，故AN/SPY-6雷达即应运而生。美军希望能以SPY-6取代AN/SPY-1雷达做为新一代舰载防空反导弹雷达装备，它可有效地对抗各类现役、甚至是未来的战机、弹道导弹及超音速攻船导弹。2015年，部署于罗马尼亚的陆基神盾系统(含SPY-6)已完成部署；另一套在波兰亦将于2020年开始运作。

AMDR雷达阵列与雷达模块（RMA）

适用于不同任务需求的可重构的AMDR天线孔径

舰载AN/SPY-6雷达

路基SPY-6雷达

AN/SPY- 6 雷达的开放式软、硬件架构与SPY-1属于完全不同的新一代雷达，模块化的架构利于部署在不同舰船平台，进而在雷达系统全寿命周期内实施技术与性能升级。SPY-6的发展概念来自2007年海上飞弹防御联合部队的替代方案－可扩展相位阵列雷达，此型雷达可以依照任务调整相位阵列大小，美国海军亦表达对综合防空与导弹防御的迫切需求。2009年初，美国国防部发布一份备忘录声称计划采购更多可搭载SPY-6雷达的DDG-51驱逐舰(即伯克级)，并邀集洛克希德‧马丁公司(Lockheed Mar- tin)、罗斯诺普‧格鲁曼公司(Northrop Grumman)和雷神公司(Raytheon)三家公司团队，分别进行雷达、舰体的概念研究，以确定哪些配置可以满足低成本的防空反导弹整合需求。AN/SPY-6从概念设计到生产历时多年，从简单的技术转为成熟、先进、功能齐全的雷达，也由于SPY-6雷达系统的研改，估算自2012至2018财政年度共节约2.71亿美元的后勤维护费用，同时生产成本也降低约4. 5亿美元。

双波段雷达优势在于将S波段与X波段雷达的后端信号处理与数据处理(Data Processing，DP)设备结合在共同的后端设备之中，利于整合控制与电磁频谱分配；另外，对于探测低空、小型目标而言，双波段雷达亦可同时处理两个不同频率与脉冲重复频率的雷达信号：X 波段使用高脉冲重复频率，尽速确认目标信号；而S波段则使用中脉冲重复频率，确认同一个信号的真实距离，然后将两个雷达信号送入同一个滤波处理器，以进行更精确的目标识别。

AN/SPY-6雷达即采用双波段模式，整套系统包括一部用于大量搜索的四面阵列天线之S波段(2-4GHz)主动电子扫描阵列(Active Electronically Scanned Array, AESA)雷达，即称之为AN/SPY-6-S、一部用于地平线搜索的三面阵列之X波段(8-12GHz)被动水平搜索电子扫描阵列(Passive Electronically Scanned Array，PESA) 雷达，即称之为AN/SPQ-9B(升级版)、以及一台雷达套件控制器(RSC)，RSC为S波段和X波段雷达提供资源管理、协调与神盾作战系统界面整合用。

相比传统雷达的大量搜索雷达中的模块，AN/SPY-6使用T/R模块可产生高功率电波频率，且搭配使用氮化镓材料以降低能耗与冷却效率。AN/SPY-6采用氮化镓半导体材料，在T/R模块中，不仅体积缩小也提高功率，是AN/SPY-6的一大创新。氮化镓(GaN)是一种较新半导体材料，原子体积约是传统砷化镓(GaAs)的一半，而成本仅砷化镓的百分之六十六，且氮化镓对于辐射环境的稳定性高，其晶体管比起砷化镓的主要优势是具备更高的功率容量和功率密度，相比上一代的砷化镓设备，雷达在较小尺寸的同时，具有更宽的工作频带、更大的输出功率、更强的讯噪比、更高的温度、电压耐受力以及更好的导热性和导电性，是极为理想的功率放大器(已应用于电战干扰机、爱国者雷达等)，更使得雷达侦测范围提高至原先的1.5倍，且其平均故障间隔时间延长10倍。

美国海军的新一代综合电力系统采用了开放式的结构，整个系统被分为六个子模块，可由不同的公司单独研制，不但减少了研发成本与时间，可升级与扩充性亦大幅提升系统全寿期，AN/SPY-6寿期可达40年。随着协同作战能力(CEC)、海军一体化火控防空作战能力(NIFC-CA)、一体化防空反弹道导弹能力(IAMD)以及岸基纵深攻击能力的整合，美国海军整体战力将日渐完备。AN/SPY-6雷达系统基本组成单位为雷达模块装配件(RMA)，RMA模块能堆栈、根据任务要求组成形状各异的大型或小型雷达。功率上，37个RMA组成的AN/SPY- 6(V)相当于SPY-1D(V)加15分贝的增益(依目前合约要求，是SPY-1D(V)加15分贝的增益，但是也可以将雷达任意组成，如9个RMA等效SPY-1D(V)；69个RMA等效SPY-1D(V)加25分贝的增益)。

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首次发布时间：2023-07-06