Đây là một thành phần trọng yếu của hệ thống chiến đấu không thể thiếu trên các tàu chiến chủ lực của Hải quân Hoa Kỳ trong tác chiến hiện đại.
Tổng quan (sê-ri SPY-1A/B/D)
– Kích thước: 3,7 m – hình bát giác
– Trọng lượng trên boong: 5.910 kg – mỗi mặt
– Trọng lượng dưới boong: 59,685 kg
– Phạm vi: 175 hl (324 km); 45 hl (83 km) chống tên lửa lướt trên biển (quỹ đạo thấp)
– Các mục tiêu được theo dõi đồng thời: 200 mỗi mảng, tổng cộng 800.
– Băng tần: S 3-4Ghz; bước sóng 7,5 -10 cm
– PRF (pulse repetition frequency, tần số lặp xung): biến đổi
– Tốc độ quét (vòng 360 độ/phút): 1 (đường chân trời), 12 (phương ngang phía trên)
– Công suất max: 6 MW
– Công suất trung bình: 58 kW
– Chu kỳ trực (duty cycle): 1/100
– Độ lợi ăng ten (gain): 9.300.
AN/SPY-1 là hệ thống radar 3D của Hải quân Hoa Kỳ do Lockheed Martin sản xuất. Mảng này là một hệ thống được quét điện tử thụ động và là thành phần chính của Hệ thống Chiến đấu Aegis. Hệ thống được điều khiển bằng máy tính, sử dụng 4 ăng-ten liên kết để cung cấp vùng phủ sóng 360 độ. Hệ thống lần đầu tiên được lắp đặt vào năm 1973 trên USS Norton Sound và đi vào hoạt động vào năm 1983 với tên gọi SPY-1A trên USS Ticonderoga. -1A được lắp đặt trên các tàu lên đến CG-58, với bản nâng cấp -1B lần đầu tiên được lắp đặt trên USS Princeton vào năm 1986. -1B(V) nâng cấp đã được trang bị thêm cho các tàu hiện có từ CG-59 trở lên, USS Port Royal.
Các biến thể:
Mẫu sản xuất đầu tiên của dòng SPY-1 là SPY-1, tạo thành cấu hình cơ bản của tất cả các radar SPY-1 tiếp theo. SPY-1A có 4 mảng ăng-ten trong hai boong riêng biệt, với mỗi dải ăng-ten chứa 148 mô-đun. Mỗi mô-đun chứa tối đa 32 phần tử bức xạ và bộ dịch pha. Các mô-đun được ghép nối để tạo thành mảng thứ cấp truyền và nhận, được nhóm lại thành 32 mảng phát và 68 mảng nhận. Mảng phát được điều khiển bởi 8 máy phát, mỗi máy có 4 bộ khuếch đại trường chéo CFAs (crossed-field amplifiers) và mỗi CFA tạo ra công suất cực đại là 132 kW. Có tổng cộng 4.096 bộ tản nhiệt, 4.352 bộ thu và 128 phần tử phụ trên mỗi mảng ăng-ten. Yêu cầu năng lượng của SPY-1A gấp 4 lần AN/SPS-48 và SPY-1 được điều khiển bởi máy tính AN/UYK-7.
Bản nâng cấp SPY-1A là sự phát triển của SPY-1, là kết quả của việc triển khai tàu USS Ticonderoga trang bị SPY-1 ngoài khơi bờ biển Lebanon. Người ta phát hiện ra rằng tỷ lệ báo động giả rất cao vì radar sẽ thu nhận những bầy côn trùng và sự lộn xộn từ địa hình đồi núi. Giải pháp là cho phép người vận hành thay đổi cấu hình độ nhạy của radar bằng cách giảm suy hao theo định kỳ và thiết lập các khu vực đe dọa và không đe dọa tùy theo môi trường thay đổi. Kết quả là sử dụng tài nguyên hiệu quả hơn. Khoảng 10% phần mềm với tổng số 30.000 thành phần đã phải được viết lại để đáp ứng các nâng cấp cần thiết. Năm 2003, Hải quân Hoa Kỳ đã tặng một ăng-ten SPY-1A cho Phòng thí nghiệm “National Severe Storms Laboratory” ở Norman, Oklahoma, biến nó thành một trong những mảng pha tĩnh đầu tiên được sử dụng trong dự báo thời tiết. Radar mảng đa chức năng đã ngừng hoạt động và bị loại bỏ vào năm 2016.
SPY-1B là mô hình sử dụng VLSI (Very Large Scale Integration) giúp tăng hiệu suất và giảm kích thước và trọng lượng. Ví dụ, diện tích tủ điện tử giảm từ 11 xuống 5, với trọng lượng tương ứng giảm từ 6.700 kg xuống 4.900 kg, và các mô-đun kỹ thuật số riêng biệt giảm từ 3.806 xuống 1.606. Bộ chuyển pha 7 bit đã thay thế bộ chuyển pha 4 bit trong các mẫu trước đó, với trọng lượng tương ứng của bộ chuyển pha đối mặt với ăng-ten giảm từ 5.400 kg xuống 3.600 kg và thùy bên giảm 15 dB. Có 4.350 bộ tản nhiệt với ăng-ten hủy bỏ thùy hai bên, mỗi ăng-ten có hai phần tử và radar sử dụng 11 bộ vi xử lý 16-bit. Khả năng chống lại tên lửa bổ nhào được cải thiện với nhiều năng lượng hơn ở độ cao cao hơn hoặc xung dài hơn.
SPY-1B (V) là sự phát triển của SPY-1B trước đó với khả năng chỉ thị mục tiêu di chuyển được kết hợp vào năm 1997.
SPY-1D được lắp đặt lần đầu tiên trên USS Arleigh Burke vào năm 1991, với tất cả các ăng-ten trong một boong duy nhất. Nó là một biến thể của -1B để phù hợp với lớp Arleigh Burke sử dụng máy tính UYK-43, với ăng-ten chính cũng được sử dụng truyền các tín hiệu đến tên lửa, do đó loại bỏ sự lệ thuộc các tín hiệu truyền riêng biệt trong các mẫu trước đó và màn hình hiển thị UYA-4 trong các mẫu trước đó được thay thế bằng UYQ-21.
SPY-1D (V), Littoral Warfare Radar, là một bản nâng cấp được giới thiệu vào năm 1998 với bộ xử lý bắt đầu theo dõi mới cho các hoạt động có tạp nhiễu gần bờ, nơi các hệ thống “nước xanh” trước đó đặc biệt yếu. Dạng sóng được mã hóa và quá trình xử lý tín hiệu được cải thiện.
SPY-1E SBAR (S Band Active Array, mạng pha chủ động băng tần S) là mô hình mảng hoạt động theo giai đoạn duy nhất trong sê-ri SPY-1, và sau đó nó được đổi tên thành SPY-2, sau đó được phát triển thành VSR. SPY-1E sử dụng các hệ thống COTS (commercial off-the-shelf) và một thiết bị mô phỏng diện được chế tạo vào năm 2004. Trọng lượng của ăng-ten vẫn giữ nguyên nhưng trọng lượng bên dưới boong giảm đi đáng kể.
SPY-1F FARS (frigate array radar system, hệ thống radar mạng pha trên khinh hạm) là một phiên bản nhỏ hơn của 1D được thiết kế để phù hợp với các tàu khu trục nhỏ. Nó không được sử dụng bởi Hải quân Hoa Kỳ, nhưng đã được xuất khẩu sang Na Uy. Nguồn gốc của SPY-1F có thể được bắt nguồn từ FARS được đề xuất cho Hải quân Đức vào những năm 1980. Kích thước ăng-ten của SPY-1F giảm từ kích thước ban đầu 4 m với 4.350 phần tử xuống còn 2,4 m với 1.856 phần tử, và phạm vi hoạt động bằng 54% so với SPY-1D.
SPY-1F (V) là một biến thể của SPY-1F với khả năng được cải thiện chống lại các mục tiêu ven biển và tên lửa hành trình, với khả năng đa nhiệm vụ tốt hơn.
SPY-1K là phiên bản radar nhỏ nhất hiện được cung cấp, dựa trên cấu trúc tương tự như 1D và 1F. Nó được thiết kế để sử dụng trên các tàu nhỏ như tàu hộ tống, nơi SPY-1F sẽ to quá cỡ. Kích thước của ăng-ten được giảm xuống 1,5 m với 912 phần tử. Tính đến năm 2007, không có chiếc nào được đưa vào sử dụng, mặc dù radar được đưa vào thiết kế của Tàu hộ tống AFCON chưa được chế tạo.
Phương tiện bố trí các biến thể:
– AN/SPY-1: Nguyên mẫu, USS Norton Sound.
– AN/SPY-1A: Tàu tuần dương lớp Ticonderoga lên đến CG-58.
– AN/SPY-1B: Tàu tuần dương lớp Ticonderoga bắt đầu từ CG-59. Đường kính 3,66 m.
– AN/SPY-1B (V): Nâng cấp cho phiên bản -1B, trang bị thêm cho CG-59 trở lên.
– AN/SPY-1D: Biến thể -1B được thiết kế cho các tàu khu trục lớp Arleigh Burke, các tàu khu trục lớp Kongō của Nhật Bản và các khinh hạm lớp Álvaro de Bazán của Tây Ban Nha (F-101-104).
– AN/SPY-1D (V): Nâng cấp Radar tàu tác chiến ven bờ cho biến thể -1D áp dụng cho DDG 51 Flight IIA, các tàu khu trục lớp Atago của Nhật Bản và các tàu khu trục lớp Maya, các tàu khu trục lớp Sejong The Great của Hàn Quốc (KDX-III), Khinh hạm F-105 của Tây Ban Nha và các tàu khu trục tác chiến trên không lớp Hobart của Úc (AWD).
– AN/SPY-1F: Phiên bản nhỏ hơn của -1D được thiết kế để phù hợp với các khinh hạm. Được lắp đặt trên các khinh hạm lớp Fridtjof Nansen của Na Uy. Đường kính 2,44 m.
– AN/SPY-1K: Phiên bản radar nhỏ nhất được cung cấp, nhằm mục đích phù hợp với các tàu cỡ tàu hộ tống. Hiện không còn trong biên chế nào.
Radar phòng thủ tên lửa và phòng không
Vào tháng 7/2009, Lockheed Martin là một trong ba công ty được trao hợp đồng nghiên cứu phát triển Radar phòng thủ tên lửa và phòng không AMDR (Air and Missile Defense Radar) mới bao gồm một radar S-Band, một radar X-Band và một bộ điều khiển Radar Suite để phòng thủ, chống lại các mối đe dọa tên lửa đạn đạo và chống hạm đang phát triển./.
