플레세이 AR-320

Plessey AR-320
플레세이 AR-320
원산지영국
제조원플레시
소개했다1986
No. 구축했다6
유형3D 레이더, 조기 경고
빈도수.S밴드
비임 폭1.4 인치 수평
RPM6 rpm
범위250해리(460km, 290mi)
방위각360도
힘24 kW
기타 이름AMES Type 93
관련된BAe 커맨더

AR-320은 미국의 ITT-Gilfillan과 협력하여 영국의 Plesey가 개발한 3D 조기 경보 레이더입니다.이 시스템은 이전 Plesey AR-3D의 수신기 전자 장치, 컴퓨터 시스템 및 디스플레이를 S320 시리즈의 Gilfillan이 개발한 송신기 및 평면 어레이 안테나와 결합했습니다.AR-3D에 비해 가장 큰 장점은 주파수를 전환하여 주파수 민첩성을 제공하고 방해에 대한 저항성을 향상할 수 있다는 것입니다.

이 시스템은 영국 공군에 대한 판매와 유럽 남부 측면에 있는 이동식 레이더에 대한 나토 계약을 위해 설계되었다.1983년, Hughes 방공 레이더에 대한 연장된 경쟁 후, 영국 공군은 AMES Type 93이라는 서비스 이름으로 새롭게 형성된 IUKADGE 네트워크를 위해 6개의 AR-320 시스템을 주문했다.AR-320은 네트워크 내 주요 레이더가 공격을 받을 경우를 대비해 외부 장소에 배치하고 사전 조사 지역으로 신속하게 이동하기로 했다.서비스 측면에서 AR-320은 광고된 것보다 훨씬 덜 견고하다는 것이 입증되었고 궁극적으로 고정 배치에서만 사용되었습니다.

레이더 시장이 더욱 까다로워지고 새로운 고체 시스템이 기존의 진공관 시스템을 고출력 마이크로파 소스로 대체하기 시작하면서, 시스템은 AR-325로 광범위하게 재설계되었고, 일련의 합병을 통해 현대적인 BAe Commander 시리즈가 되었다.

역사

배경

슬롯 안테나를 사용한 최초의 고출력 마이크로파 주파수 레이더를 설치하는 동안 AMES 타입 14의 오퍼레이터는 레이더 디스플레이 상의 블립의 외관 각도가 안테나의 물리 각도와 항상 일치하지 않는다는 것을 알게 되었습니다.이는 주파수에 따라 전송 특성이 약간 다른 도파로의 효과로 추적되었습니다.사용 중 캐비티 마그네트론이 가열 및 냉각되면 주파수가 약간 변경되어 도파관에 지연이 도입되었습니다.이로 인해 신호가 안테나 내 라디에이터의 위치와 정확하게 일치하지 않게 되어 빔이 이동하게 되었습니다.이 효과는 "스쿼트"로 알려졌으며,[1] 특히 마그네트론을 수리하려면 빔을 안테나와 일직선으로 되돌리기 위해 오랜 재보정 프로세스가 필요한 AMES 타입 80에서 일반적으로 성가신 것으로 간주되었습니다.

이 효과는 또한 긴 펄스 기간 동안 의도적으로 주파수를 변경함으로써 빔을 전자적으로 조종할 수 있는 가능성을 열었다.마그네트론의 출력은 물리적 구조에 의해 고정되며 이러한 이동을 쉽게 허용하지 않습니다.이 효과를 실용적으로 활용하기 위해서는 훨씬 더 넓은 대역폭이 필요한데, 1950년대 후반 고출력 카이스트론과 이동파관이 도입되면서 가능해졌다.많은 레이더 시스템이 빔 스티어링을 제공하기 위해 이 기술을 사용하기 시작했습니다. 일반적으로 레이더가 수직 축을 중심으로 회전하여 방위각을 [2]스캔하는 동안 고도에서 빔 스티어링을 제공합니다.

스쿼트 및 AR-3D

1964년 Decca Radar는 또 다른 새로운 기술인 펄스 압축과 함께 이 효과의 사용을 연구하는 계약을 따냈다.후속 작업에서 그들은 1967년에 운용된 SQUIRT로 알려진 실험 시스템을 구축했고, 같은 해에 Decca의 Heavy Radar 사업부가 Plesey에 의해 인수되었습니다.1968년에 수정된 SQUIRT는 정확한 범위 측정을 제공하면서도 수직 스캔이 가능하다는 것을 입증했지만, 높이 [3]검색의 정확성을 잃는 대가를 치르게 되었다.

국방부는 고도가 정확하지 않을 뿐만 아니라 대상 항공기가 항상 동일한 주파수로 "도색"되기 때문에 결과에 관심이 없음을 입증했다. 수직 각도는 주파수의 함수이므로 항공기가 고도를 변경하지 않는 한 항상 동일한 신호를 볼 수 있다.이렇게 하면 레이더 교란이 훨씬 쉬워지므로, 전자 대응 장치(ECM)가 예상되는 [4][3]모든 환경에서 제한적으로 사용할 수 있습니다.

플레시는 이 개념이 덜 까다로운 역할, 특히 레이더가 보조적인 조기경보 역할을 하고 ECM에 [3]크게 영향을 미치지 않을 수 있는 군 기지 주변의 항공 교통 통제에 여전히 유용할 것이라고 생각했다.그들은 1975년에 시장에 나온 상업용 모델인 플레시 AR-3D를 개발했다.이 시스템은 위상 스티어링을 사용하는 현대 시스템보다 훨씬 저렴했고, 곧 다수의 해외 판매를 발견했으며, 결국 20대 이상이 [4]납품되었습니다.

S320

주파수 스캔의 길을 택한 회사는 플레시뿐만이 아니었다.미국에서는 ITT-Gilfillan이 1960년대 초에 유사한 시스템을 개발하여 일련의 레이더에 사용했습니다.1970년대 후반에 이 회사는 최신 세대의 디자인인 Series 320 또는 S320을 선보였다.Gilfillan 개념의 주요 차이점은 여러 개의 개별 수신기가 사용되었고, 각 수신기는 서로 다른 수직 각도를 지향하였다는 것이다.이들은 [5]AR-3D처럼 주파수만 사용하는 것이 아니라 코스 고도를 추출하는 데 사용되었다.이것은 여러 [6]수신기를 유지해야 하지만 고도 추출을 단순화했다.

S320의 주요 특징은 송신기 경로에서 프로그래밍 가능한 신호 지연으로 신호가 안테나로 전송될 때 신호가 지연될 수 있다는 것입니다.AR-3D에서는 출력의 입면각이 주파수의 직접 함수였지만, S320에서는 PESA 설계와 같이 지연을 더하여 각도를 더 변경할 수 있다.이를 통해 송신기는 다양한 베이스 주파수로 펄스를 송신한 다음 위상차가 안테나 보라이트에 맞춰 출력을 다시 정렬하도록 신호를 지연시킬 수 있습니다.이를 통해 시스템에서 주파수 민첩성을 제공하면서도 주파수 스캔 [6][5]시스템의 단순성을 그대로 유지했습니다.

엔드 피드 슬롯 안테나 어레이의 물리적인 구조에 의해 시스템은 방위각에서도 사팔뜨기를 나타냈습니다.결과 스캔 패턴은 펄스 중에 수직 및 수평으로 이동하여 대각 스캔이 발생합니다.이는 펄스 투 펄스 리턴을 디지털 형식으로 저장한 후 컴퓨터에서 방위각으로 이동시켜 다시 정렬함으로써 수정되었습니다.디지털 신호는 또한 지속적인 거짓 경보 속도(CFAR) 버킷링, 도플러 분석 및 방해 [5]검출에도 사용되었습니다.

AR-320

AR-3D가 선적된 직후 나토는 남쪽 측면을 위한 이동식 레이더 시스템을 위한 새로운 계약을 발표했다.주요 특징은 이동성, ECM 저항성, 유럽 회사 제품이라는 것이었습니다.Plessey의 AR-3D는 이러한 기준 중 두 가지를 충족했지만 ECM 요구 사항을 충족하지 못했습니다.그들은 1970년대 후반에 ITT-Gilfillan에 접근하여 Plesey가 S320 안테나 및 송신기 시스템에 라이센스를 부여하고 기존 AR-3D 수신기와 디스플레이 시스템을 새로운 주파수에 맞게 조정하는 계약을 성사시켰습니다.결과는 AR-320이었다.마찬가지로 ITT-Gilfillan은 Plesey의 검증된 래스터 스캔 디스플레이 시스템에 접근할 수 있었습니다. 이 시스템은 당시 비교적 새로운 [6]기술이었습니다.

이 무렵, 영국 공군은 새로운 개량형 UKADGE 레이더 네트워크를 구현하기 시작했는데, 여기에는 주요 레이더 기지로부터 멀리 떨어진 곳에 저장된 후 주요 기지들이 공격을 받을 경우에 대비하여 사전 조사된 위치에 설치되는 이동식 레이더가 포함되어 있었다.AR-320은 해병대가 AN/TPS-32라는 이름으로 S320을 사용하는 방식이었기 때문에 NATO에 [6]대한 잠재적 판매에 도움이 될 것이 분명했다.

UKADGE는 Hughes Air Defense Radar(HADR; 휴즈 방공 레이더)를 같은 역할을 위해 추진하고 있던 Hughes Aircraft에 의해 관리되고 있었다.수개월간의 논의 끝에 1983년에 AR-320의 예가 RAF의 AMES Type 93이라는 이름으로 구입되었다.NATO의 판매는 결국 실패했다.Type 93 시스템은 1986년에 제공되었지만, 이때까지 IUKADGE는 전체 시스템의 거의 모든 다른 부분에서 심각한 문제에 부딪혔다.1993년이 되어서야 가동되기 시작했는데, 이때 바르샤바 조약이 해체되어 모바일 백업 시스템의 필요성이 더 이상 [7]절실해지지 않았다.

현장에서 AR-320은 운용이 어려운 것으로 밝혀졌다.이는 지속적인 부품 고장과 스페어 부족으로 인한 것입니다.또한 이동 후 신뢰성이 떨어지는 것으로 나타났다.현재 거의 존재하지 않는 위협으로 인해 Type 93은 백업 역할에서 제거되어 이전에 오래된 장비, 특히 유지보수가 어려운 AN/TPS-77을 사용하던 기지로 보내졌습니다.1995년에는 퇴역시키는 것을 진지하게 검토했지만, 영국 공군, 지멘스 플레시(이 시점까지 플레시의 레이더 사업부를 인수)와 ITT의 컨소시엄이 시스템을 업그레이드하여 성능을 합리적인 [6]수준으로 끌어올렸다.

93형 전투기의 가장 잘 알려진 예 중 하나는 셰틀랜드 제도의 RAF 색사 보드의 부대였다.이 유닛은 1980년대 후반에 현장에 배정되었고, 이전의 타입 80 레이더의 베이스에 있는 라돔의 건설은 1988년에 시작되었다.1988년 겨울 동안 라돔은 날아가고, 1991/92년 새해 첫날에 다시 한번 날아갔다.Type 93은 1993년 10월까지 운영을 시작하지 않았고 1995년 4월까지 현장의 초기 시스템을 완전히 대체하지 못했다.이 역은 2006년 4월까지 운영되었으며, 그 후 폐쇄되었다.Type 93은 다른 유닛을 [8]계속 작동시키기 위한 부품으로 분해되었다.

커맨더 시리즈

주요 기사: BAe Commander

1980년대 후반, Plesey는 ITT 모델을 대체하기 위해 어레이 안테나의 업그레이드를 고려하기 시작했고 AR-3DP로 알려진 시스템을 생산했습니다.이것은 시장에 대한 관심을 불러일으켰고 회사는 몇 가지 구매 계약을 주선했다.동시에, AR-325로 알려진 완전히 새로운 송신기 및 수신기 시스템과 함께 AR-3DP 안테나를 사용하는 것을 검토하기 시작했습니다.이것은 훨씬 더 흥미로운 것으로 판명되었고, AR-3DP에 대한 그러한 협정은 AR-325에 [9]대해 재서명되었다.

AR-325가 개발되고 있을 때, 1989년 지멘스는 플레시의 해체 및 지멘스 플레시의 설립을 이끈 복잡한 거래의 일환으로 레이더 사업부를 인수했다.이 회사는 1997년에 브리티시 에어로스페이스에 인수되었다.이 기간 동안 이 시스템은 기술의 변화에 따라 계속 업그레이드되었고, 1990년대 중반에는 AMES Type [9]101로 알려진 AR-327 Commander, 그리고 궁극적으로 이전의 [10]시스템과 거의 공통점이 없는 현대적 Commander SL로 이어졌다.

묘사

S320 안테나는 가로 5미터(16피트) 폭의 슬롯 안테나를 겹쳐 직사각형 평면 어레이를 형성하고 있습니다.어레이는 수직축을 중심으로 회전할 수 있는 피벗으로 아래에서 지지되어 방위 스캔을 실시합니다.secondary surveillance radar(SSR; 2차 감시 레이더) 안테나와 sideobe [6]blanking에 사용되는 작은 전방향 안테나가 상단에 배치되었습니다.일부 모델에는 교란 평가를 위한 단일 피드 경음기 수신기도 있었습니다.메인 어레이 어셈블리는 수평 힌지 포인트에 걸쳐 대략적으로 접을 수 있습니다.2⁄3의 메인 안테나 상단으로, 상단이 베이스 쪽으로 접혀져 [11]수송용으로 고정할 수 있는 A자 형태로 되어 있습니다.

신호는 도파관을 통해 안테나로 출력을 전송하는 수냉식 2단 증폭기에서 생성되었습니다.어레이 위로 이동할 때 신호가 같은 위상을 유지하도록 도파관은 "서펜틴" 설계로, 어레이 요소에 의해 신호가 교대로 전달되는 일련의 90도 굽힘입니다.서펜타인의 일련의 위상 지연은 기본 [6]주파수에 따라 신호를 출력 슬롯에 적절히 정렬하는 데 필요한 시프트를 처리했습니다.

지구의 곡률 때문에 장거리 항공기는 낮은 각도로 나타난다.감지 범위를 개선하기 위해 신호는 비선형 주파수 램프를 사용하여 저주파수, 즉 낮은 각도에서 더 많은 시간을 보냅니다.이로 인해 낮은 각도에서 목표물로부터 더 오래, 더 강한 리턴이 발생합니다.이러한 1차 검출 펄스에는 순수하게 선형인 전용 이동 표적 표시(MTI) 펄스가 삽입되었다.MTI 펄스는 언덕과 같은 고정 물체나 바람에 날리는 비와 같은 느리게 움직이는 물체를 측정하는 데 사용되었으며, 동일한 종류의 범위 [6]성능을 필요로 하지 않았다.

수신 시 신호는 중간 주파수(IF) 시스템으로 전송되어 신호를 500MHz로 다운 변환한 후 결과를 5개의 별도의 IF 수신기로 전송했습니다. IF 수신기는 각각 다른 기본 주파수로 전환되어 다른 수직 각도로 전환되었습니다.이러한 수신기의 출력은 표면 음향파 지연을 사용하여 펄스 압축을 적용하여 범위 분해능을 향상시킨 다음 아날로그-디지털 변환기를 사용하여 디지털화했습니다.그런 다음 디지털 데이터를 "de-squinted"하여 주파수 관련 시프트를 제거하도록 외관 위치를 조정한 다음 대상 감지 시스템으로 공급했습니다.또한 MTI 시스템은 안테나의 최저 각도의 위상 지연을 더욱 조정하여 [6]비와 같은 잡동사니에서의 그물 이동을 상쇄했습니다.

ECM에 대한 시스템 저항의 대부분은 지속적인 허위 경보 속도 [6]처리로 달성되었습니다.CFAR 알고리즘은 노이즈 레이트 전체보다 높은 에너지를 가진 펄스를 찾아 노이즈 입력에서 신호를 추출하기 위해 사용됩니다.대부분의 재머는 광대역으로 전파되는 짧은 신호 펄스를 생성합니다.레이더는 넓은 스펙트럼에 걸쳐 브로드캐스트하기 때문에 전파 방해자는 전체 대역폭에 걸쳐 신호를 분산시켜야 합니다.다만, 수신시에 수신하는 대역폭은, 어느 하나의 수신기에나 훨씬 작은 대역폭만이 받아들여지기 때문에, 수신하는 방해 전파의 양이 감소합니다.단일 리시버에서 리턴 신호의 출력을 평균화함으로써 대부분의 펄스에서 목표 리턴을 보다 깨끗하게 추출할 수 있습니다.

재머는 또한 안테나 측 로브에서 포착할 수 있을 만큼 강한 신호를 전송하여 다른 방향으로 나타나는 잘못된 리턴을 생성함으로써 레이더 이미지를 혼란스럽게 합니다.평면 어레이는 일반적으로 메인 신호보다 약 25dB 정도 낮은 측점을 가지고 있기 때문에 이 문제를 줄일 수 있습니다.AR-320은 모든 신호를 수신하는 전방향 안테나를 사용하여 이 입력을 더욱 줄여 타이밍을 확립할 수 있었습니다.이것에 의해, 프로세서는 메인 [6]빔이 아닌 사이드 홉으로 수신하고 있는 리턴을 판별할 수 있었습니다.

시스템의 리시버 측에는 시스템을 감시하기 위한 별도의 내장 테스트 기기(BITE) 프로세서가 탑재되어 있었습니다.송신측에서는 그렇지 않기 때문에, 이것은 중대한 문제로 간주되고 있습니다.또한 별도의 시스템을 통해 [6]ECM뿐만 아니라 대상도 모두 포함하는 시뮬레이션을 실행할 수 있었습니다.

레퍼런스

인용문

  1. ^ Gough 1993, 페이지 320–321.
  2. ^ Gough 1993, 페이지 320
  3. ^ a b c Gough 1993, 페이지 321
  4. ^ a b 2010년 버, 7.5페이지
  5. ^ a b c 피스터 1980, 페이지 628
  6. ^ a b c d e f g h i j k l 2010년 버, 페이지 7.6
  7. ^ IUKADGE (PDF) (Technical report). Forecast International. April 1997. p. 6.
  8. ^ Carle, Gordon (9 September 2011). "Type 93".
  9. ^ a b 2010년 버, 7.7페이지
  10. ^ 2010년 버, 7.8페이지
  11. ^ Carle, Gordon (10 May 2010). "Departure of the Type 93 radar". p. see images.

참고 문헌