| Sampson | |
|---|---|
| Složená fotografie s intervalem kratším než jedna sekunda mezi snímky, ukazující rotaci radarové antény Sampson (2012) | |
| základní informace | |
| Typ | Multifunkční radar s aktivním fázovaným polem |
| Země | Velká Británie |
| Výrobce | BAE systémy |
| Postavení | Ve službě |
| Možnosti | |
| Frekvenční rozsah | 2–4 GHz (S) |
| Frekvence otáčení | až 60 ot./min |
| Max. rozsah | 400 km |
| Špičkový výkon | 25,6 kW |
| Mediální soubory na Wikimedia Commons | |
Sampson [1] je multifunkční aktivní sfázovaný lodní radar vyráběný společností BAE Systems . Je považován za jeden z nejlepších radarů na světě pro lodní systémy protivzdušné obrany.
Počátek návrhu radaru se datuje do roku 1982, kdy Plessey (nyní divize BAE Land and Sea Systems) zahájil společný výzkum s laboratoří Roke Manor Research a britskou DERA ( Defence Evaluation and Research Agency ). Výsledkem bylo, že do roku 1985 byla vyvinuta specifikace radaru MESAR 1 (z anglického multifunkčního elektronicky skenovaného adaptivního radaru ) a do roku 1989 byl postaven a testován prototyp, financovaný společně společností a ministerstvem obrany Spojeného království. Testování MESAR 1 pokračovalo až do roku 1995 na skutečných vzdušných cílech na zkušebním místě West Freugh ( angl. West Freugh ). Radar byl tvořen maticí 156 modulů transceiveru arsenidu galia (GaAs) s výkonem 2 W každý. Moduly byly vyrobeny technologií silnovrstvé keramiky z poloviny 80. let, jeden modul obsahoval 1 vysílací prvek. Počet modulů v pracovní verzi radaru měl být 916 (podle jiných zdrojů - 1060 modulů o výkonu 2 W každý [2] ), nicméně vzhledem k vysoké ceně součástek v experimentální kopii, 1/6 plné matice byla omezena. I se zmenšenou maticí transceiveru prokázal radar v testech skutečnou všestrannost, to znamená, že mohl nahradit několik radarů současně [3] . Špičkový výkon radaru byl 2 kW, šířka paprsku byla 3,1 ° pro vysílání a 3,4 ° pro příjem. Frekvenční pásmo bylo 20 % rozsahu S , kompresní poměr pulzu byl 256:1 a délka pulzu byla 0,1–1 μs. Odladění od interference bylo provedeno koherentním a nekoherentním výběrem pohyblivých cílů (MTS) a pulzně-dopplerovským zpracováním, sledování cíle bylo prováděno ve dvoukanálovém monopulsním režimu [2] .
V srpnu 1995 stejní účastníci zahájili realizaci projektu MESAR 2 na vytvoření radaru pro systémy protivzdušné obrany a protiraketové obrany založené na technologiích MESAR 1. Anténa byla kompletně přepracována a nové polovodičové zesilovače a fázové posunovače na bázi 4 × 4 mm Krystaly GaAs sestavené do modulů transceiveru o velikosti 20 cm Moduly byly vyrobeny standardní technologií levných desek plošných spojů a každý obsahoval 4 vyzařovací prvky. Modul byl k poli připojen pomocí konektoru jako typického náhradního prvku, což zjednodušovalo opravy a upgrady. Umístění modulů transceiveru na vlastní anténu výrazně snížilo energetické ztráty při vysílání [3] .
Demonstrační kopie MESAR 2 sestávala z 1264 prvků o výkonu 10 W každý, umístěných v 316 modulech transceiveru. V roce 2000 společnost BAE Systems v souladu s dohodou dosaženou po testování radaru v listopadu 1999 převedla vlastnictví MESAR 2 na ministerstvo obrany Spojeného království. Následně byly provedeny testy na detekci balistických raket radarem, které byly provedeny ve Skotsku a ve státě Nové Mexiko. MESAR 2 byl poté nasazen na testovací místo DERA v Benbecule na Hebridách a testován na modelových balistických střelách a hromadných vzdušných cílech pomocí rádiových protiopatření; na umělé cíle vytvořené aktivními rušičkami; se současným výskytem cílů různých typů, včetně nízko letujících řízených střel v podmínkách silných odrazů od povrchu [3] .
V roce 2000 začaly diskuse o dalším slibném modelu radaru MESAR 3, nicméně, jak uvedla společnost BAE Systems, práce na novém modelu nezačnou, dokud nebude dokončeno testování MESAR 2. Předpokládalo se, že MESAR 3, stejně jako dřívější modely, by byl dvoupásmový E/F-aktivní sfázovaný radar. Nový radar bude dále rozvíjet technologii protiraketové obrany, stejně jako nové algoritmy zpracování signálů a technologii IRM ( anglicky intelligent radar manager - intelligent radar management). Nejnovější technologii vyvinula společnost BAE Systems ve spolupráci s Thomson-CSF a Univerzitou v Madridu během čtyřletého programu Euro-finder. Technologie IRM využívá umělou inteligenci ke správě radarových zdrojů tím nejefektivnějším způsobem [3] .
Na základě technologií vyvinutých při realizaci projektu MESAR 2 byl vytvořen multifunkční radar protivzdušné obrany Sampson [4] instalovaný na britských torpédoborcích projektu 45 a pozemní radar včasného varování a protiraketové obrany. Sampson většinou dodržoval základní architekturu MESAR 2. Anténu vyvinula laboratoř Roke Manor a moduly transceiveru vytvořily společně Roke Manor a BAE Systems. Hromadná výroba modulů je organizována v závodě BAE Systems v Ilfordu (Londýn) [3] .
Na rozdíl od MESAR 2, který měl jedno aktivní pole s 1264 prvky, má Sampson dvě opačně orientovaná pole s 2600 prvky, namontovaná na stejné platformě. Společnost BAE Systems také vyvinula modely se třemi, čtyřmi a pěti poli, včetně pole orientovaného do zenitu. Existuje také podobně velký model s jednou mřížkou pro korvety s názvem Spectar pro export [3] . Radar Spectar byl poprvé představen na Bourget Euronaval v roce 1996.
Dvě plochá kulatá sfázovaná pole jsou namontována na otočné plošině obrácenou stranou k sobě s mírným sklonem k vertikále. Každé pole obsahuje 2560 prvků emitujících arsenid galia o výkonu 10 W každý. Vyzařující prvky jsou seskupeny do 640 modulů transceiveru. Každý modul obsahuje 4 vyzařovací prvky a 6bitový regulátor amplitudy a fáze signálu (64 gradací signálu ve fázi a amplitudě) a také specializovaný mikroobvod pro komunikaci s centrálním počítačem, který umožňuje centralizované programování každého vyzařovacího prvku. Komunikace s řídicím počítačem probíhá prostřednictvím optické sítě s přenosovou rychlostí 12 Gbps. Hmotnost anténního sloupku je 4,6 tuny, rychlost otáčení až 60 ot./min [2] .
Antény rádiového příkazového řádku, nezbytné pro řízení raket na místě pochodu, jsou instalovány mezi hlavní mříže. V horní části anténního sloupku je možné instalovat přídavné pole směřující do zenitu [2] .
Signálový procesor je paralelní výpočetní systém založený na vysokorychlostních mikroprocesorech RISC i860 [2] .
Alternativou k otočným anténním soustavám jsou radary typu AN/SPY-1 , kde jsou 4 stacionární soustavy umístěny v kvadrantech v 90° intervalech v azimutu. Podle BAE Systems jsou tato řešení méně efektivní kvůli vysokým nákladům na mřížku, stejně jako její značné hmotnosti a nutnosti umístit ji co nejvýše nad vodní hladinu. Masivní letecký útok z jednoho směru navíc přetíží jedno z radarových polí architektury typu AN / SPY-1, zatímco ostatní tři pole se nepoužívají. Na druhou stranu otočná anténa vyžaduje další motory a přenosové mechanismy a jejich porucha výrazně omezuje funkčnost radaru [3] .
Dvě anténní pole radaru Sampson fungují nezávisle na sobě, což umožňuje v případě potřeby pracovat s jedním polem. Použití dvou rozsahů (E a F) je spojeno s oddělením funkcí prohlížení a sledování cíle. Použité zařízení pro zpracování signálu je komerční procesor vyráběný společností Mercury Computer Systems ( Chelmsford , Massachusetts ) [3] [4] .
Maximální dosah radaru je podle výrobce 400 kilometrů [4] a výrazně překračuje 150km maximální dosah radaru APAR X-band [4] . Uvádí se také, že radar je za dobrých podmínek šíření schopen detekovat holuba (EPR 0,008 m²) na vzdálenost 105 km [2] . Počet sledovaných cílů je přitom od 500 do 1000, z toho 12 současně [4] .
Otočná jednotka je uzavřena v kulové radiotransparentní kopuli, kde je pomocí výměníku tepla umístěného uvnitř stožáru udržováno umělé klima. Umělé chlazení antény je nutné pro snížení infračerveného podpisu lodi [2] .
Elektronické vybavení radaru je umístěno v šesti stojanech v podpalubí. Dva stojany jsou obsazeny vysílačem, dva signálovým preprocesorem a dva další dvojicí 16kanálových digitálních přijímacích paprskových formátorů v elevační rovině [2] [4] .
Odhadovaná cena v cenách roku 1994 je 15 milionů USD [2] .
Sampson je určen pro použití v řídicích systémech pro různé typy zbraní. Jako součást systému protivzdušné obrany PAAMS plní funkce kontroly, rozpoznávání cílů a řízení na pochodové části trajektorie pro protiletadlové střely rodiny Aster . V rámci SIWS ( anglicky Sampson integration zbraňový systém - integrovaný zbraňový systém založený na Sampsonu), navrženého společností BAE Systems, bude radar řídit americké protiletadlové střely SM-2 Block IIIA a ESSM s poloaktivním naváděním v poslední úsek trajektorie. Osvětlení cíle v rozsahu I/J pro semiaktivní naváděcí hlavu bude zajišťovat samostatná aktivní pole CEAMount, vyvinutá společně BAE Systems a australskou společností CEA Technologies [3] .