AN/SPG-51/60照明雷達 、AN/SPG-62照射器

台灣基隆級飛彈驅逐艦(原紀德級)的前部SPG-51D射控雷達,屬於MK-74防空飛彈射控系統

。此為蘇澳號(DDG-1802,原USS  Callaghan DDG-994),攝於2016年11月13日高雄旗津。 

台灣基隆級飛彈驅逐艦左營號(DDG-1083 ex-USS Kidd DDG-993)的前部SPG-51D射控雷達。

攝於2021年10月30日高雄旗津。 

台灣基隆級飛彈驅逐艦左營號(DDG-1083 ex-USS Kidd DDG-993)的後桅杆,上為SPG-60射控雷達

(屬於MK-86火砲射控系統),下為SPG-51D照射雷達。攝於2021年10月30日高雄旗津。

台灣基隆級飛彈驅逐艦(原紀德級)基隆號(DDG-1801 ex-USS Scott DDG-995)的SPG-60射控雷達

,攝於2020年6月27日高雄旗津。 

台灣海軍的派里級飛彈巡防艦銘傳號(FFG-1112 ex-FFG-50 Taylor)的STIR照射雷達,

由AN/SPG-60的UD-417碟型天線 加上一套具備連續波照射模式的美國國產後端系統(與STIR 180同級)

組成。攝於2019年9月28日基隆港。 

(上與下二張)台灣海軍的成功級飛彈巡防艦張騫號(PFG-1109)的SPG-60照射器的天線。攝於2021年10月9日。

 

日本金剛級飛彈驅逐艦上的SPG-62照射器。SPG-62是專門搭配SPY-1相位陣列雷達的樸役照射器器,

只有X波段發射功能,沒有接收機,完全根據SPY-1相位陣列雷達指示的方位來發射照明波束。

美國提康德羅加級飛彈巡洋艦的碉堡山號(USS Bunker Hill CG-52)艦橋頂部,兩側的碟型天線就是SPG-62照射器。

(上與下三張)美國海軍柏克級Flight 2A飛彈驅逐艦威廉.勞倫斯號(USS William P. Lawrence DDG-110)的

後部兩座AN/SPG-62 X波段照射器,其機械結構比AN/SPG-51D照射雷達簡單得多。

攝於2019年5月新加坡樟宜基地。

 

型號 AN/SPG-51 AN/SPG-60 AN/SPG-62 STIR(美國版)
製造國/製造廠 美國/Raytheon 美國/Lockheed 美國/Raytheon 美國/
管制武裝 韃靼/小獵犬/標準SM-1/2防空飛彈 MK-45艦砲、標準SM-1/2防空飛彈 MK-45艦砲、標準SM-2防空飛彈、海麻雀ESSM防空飛彈 標準SM-1飛彈、海麻雀飛彈、MK-75艦砲
操作波段 追蹤:C

照明:X

X X X/K
脈衝回覆頻率(pps) 對海:4100

對空:9500~16700

25000~35000 18000/36000/72000
最大功率 追蹤:81kw

連續波照明:5kw

5.5kw 平均10KW

峰值34KW

20/220(峰值)kw
波束寬度(度) 追蹤:1.6

照明:0.9

1.2X1.2 X波段:1.4

K波段:0.3

有效使用距離(km) 160 80 180
射控系統 MK-74/76飛彈控制系統 MK-86射控系統 MK-99飛彈射控系統 MK-92射控系統

 

──By Captain Picard


 

由於美國海軍的防空飛彈從早期的3T(韃靼、小獵犬、護島神)到標準彈都是採用乘波導引或半主動雷達導引,因此艦上都需要照明雷達以持續照射目標。SPG-51是配合MK-74防空飛彈系統的照明雷達,而同時期的SPG-55照明雷達則配合於MK-76防空飛彈系統,普遍使用於1960年代以後美國海軍建造的各型飛彈巡洋艦與驅逐艦上。

SPG-51

(上與下)SPG-51C照明雷達。

SPG-51D採用C/X雙波段操作,先期搜索、追蹤時使用C波段單脈衝操作;轉入連續波照明模式時改用X(I)波段,由一組尖峰功率5KW的連續發射器提供X波段連續波(透過一個喇叭型微波餽源,連續波注入器為T-1085B)。相較於SPG-51C,SPG-51D換用一個新的脈衝追蹤發射機(不在天線座內),使其擁有比SPG-51C更大的發射功率以及跳頻能力。SPG-51D使用一個狹窄的速率閘來過濾雜波,並以多重脈波重複頻率解析來消除都卜勒幅度混淆。SPG-51/55具有兩種操作頻段,展開終端導引作業前先以C頻搜索目標,確實捕獲後再轉為I頻進行照明工作 。SPG-51D藉由單脈衝操作、頻率捷變、督卜勒頻移測量等機制,來分辨真正目標以及敵方的電子反制措施(包含主動干擾或金屬干擾絲),並且在敵方使用距離干擾措施的時候仍能維持追蹤。 在1980年代的NTU改良中,MK-74射控系統升級為Mod 15版,增加了增加了連續波搜獲與追蹤模式(CWAT,CW Acquisition and Tracking),為此SPG-51D的碟型天線左側增設了一具方形的AS-2234接收天線、新的5頻道接收機以及CV-4139雷達目標資料信號處理器。在CWAT模式下,改良後的SPG-51D能直接以 精確度高的X波段連續波的方式搜索與追蹤目標,使得自動偵測與追蹤能力、速度閘的速度追蹤能力、多目標分辨能力、抗雜波能力、對低空掠海及高空超音速俯衝目標的追蹤效率 都比原本增加,並具有每秒變化頻率四次的快速跳頻能力來增強電子反制能力。 此外,在經過NTU升級、擁有SYS-2目標自動整合追蹤系統(IADT)的防空艦上,SPG-51射控雷達也能作為輔助性的搜索雷達,艦上至少兩具的SPG-51能各對一個180度的半球空域,以連續波掃瞄水平面,並將探測數據輸入IADT,與其他搜索/追蹤雷達的資料融合成整合空域影像圖案, 強化船艦整體對中短距離空域的監視能力。

 

 

SPG-60

SPG-60照明雷達主要用於艦砲射控之用,必要時可為標準防空飛彈提供一個射控頻道,

但有效距離不如SPG-51。此為紀德級(Kidd class)飛彈驅逐艦的SPG-60雷達。

派里級(Perry class)飛彈巡防艦上的SPG-60照明雷達,是MK-92射控系統

(荷蘭信號的WM-25的美國版)的STIR照明雷達,具備連續波照射功能,

負責導引艦上的標準SM-1防空飛彈與76mm快砲。

AN/SPG-60是一種單脈衝都卜勒射控雷達,起先用於搭配MK-86艦砲射控系統,具有手動及自動追蹤兩種模式,可接收二維及三維目標指派,亦可接收從SPQ-9、其他艦艇搜索雷達及戰術資料系統傳來的追蹤資料,可提供SM-2MR防空飛彈導引。其經由MK-86系統計算機與 SPQ-9A雷達相連,並有一具安裝在SPG-60碟型天線正後方的附屬低光度電視攝影機,用以提供光電追蹤能力。 與SPG-51D相較,SPG-60主要不同在於無論目標搜索、追蹤作業都使用X波段,而SPG-51D在搜索/追蹤時使用C波段,只有在照射時使用X波段。

部分經過NTU新威脅提升計畫的防空艦如紀德級飛彈驅逐艦、維吉尼亞級核子動力飛彈巡洋艦等,艦上的SPG-60射控雷達增加連續波照明模式(CWI),可 改由MK-74防空飛彈射控系統指揮,導引一枚SM-1 MR飛彈接戰10浬內、截面積1平方公尺的目標;在CWI模式下,SPG-60峰值功率為5.5KW。增加CWI模式後,SPG-60為NTU艦艇額外提供了一個飛彈射控頻道 ;然而由於其有效距離較短,利用SPG-60進行分時作業、同時接戰多路目標的機會有限。

派里級飛彈巡防艦的MK-92射控系統的照明雷達並未使用荷蘭信號(Signnal)的原裝STIR,而是使用SPG-60的UD-417碟型天線 加上一套具備連續波照射模式的美國國產後端系統(性能相當於STIR 180),負責導引艦上的標準SM-1防空飛彈以及MK-75艦砲射擊。

SPG-62照射器

日本金剛級飛彈驅逐艦的SPG-62照射器。SPG-62是MK-99飛彈射控系統的一部分。

在神盾系統中,SPY-1雷達的精確度遠高於以往的SPS-48 3D對空搜索雷達,因此 配套的MK-99防空飛彈射控系統從神盾艦的 武器指揮系統(WCS)接收目標參數(根據SPY-1雷達的偵測結果而計算出)之後,就指揮SPG-62照射器轉向特定方位/仰角,直接朝目標發射照明波 。反觀非神盾艦上,SPS-48/49等傳統旋轉雷達提供的方位精確度便差了許多,只能提供概略的目標方位,因此MK-74/76防空飛彈射控系統中的SPG-51D/55B照明雷達需 要先自行搜獲目標才能開始照射。因此,SPG-62又被稱為指揮照明器(Direct Illuminators)或樸役照明器(Slave Illuminators),不需要搜索或接收回波,因此省略了G波段的接收/追蹤功能,只具備發射I頻段照射波的功能 。

相較於SPG-51D等照明雷達,SPG-62只有I波段的發射機,沒有G波段接收機/後端處理設備以及追蹤功能等,雷達的旋轉與俯仰機構也較為簡化。 SPG-62的天線型號為AS-34444(直徑2.3m),後端發射機為T-1348/SPG,平均最大發射功率為10KW(峰值功率34KW)。SPG-62的機械天線掃描速率是每秒72度,轉動加速度是2.5徑度(Rad)/秒平方,精度是0.5徑度/秒平方。SPG-62天線的動力伺服裝置包括一個高速直流永磁電動機,透過齒輪傳動至轉動機構。

在1994年左右,美國海軍開始為SPG-62升級,以擴充一般艦隊防空能力,並納入美國海軍積極開發、以神盾系統為基礎的反戰區彈道飛彈能力(ATBM)。在1994年,美國海軍公布由雷松開發的MK-99 STAMO,應用新的低噪訊前端局部振盪器(low-noise front-end local oscillator),能同時為SM-2 Block IV長程防空飛彈與ESSM近程防空飛彈提供照射。

之後,雷松本身也以陸基反彈道飛彈雷達技術為基礎,提出一種X(I/J)波段相位陣列照射器;在當時雷松展出的DDG-51型驅逐艦模型上,SPG-62照射器天線前方安裝了一對相位陣列追蹤器,天線陣面上總共有12000個T/R組件,並分為兩層:其中,外層陣列用於反彈道飛彈任務與遠程防空,雷達視野(波束移動範圍)45 x 45度;而內層陣列用於近程防空,雷達波束移動範圍涵蓋120度。在1995年時,此種X波段照射陣列進入紙面概念階段,不過隨後並沒有下文。