AN/FPS-23
 AN/FPS-23 radar (på tornet)
| |
| Ursprungsland | Förenta staterna |
|---|---|
| Tillverkare | Motorola |
| Typ | tidig varningsradar |
| Frekvens | 475–525 MHz ( UHF ) |
| Räckvidd | 50 nautiska mil (93 km) |
| Diameter | 20 x 6 fot (6,1 x 1,8 m) |
| Kraft | 1 kW |
| Andra namn | Fluttar, typ "F" |
Motorola AN/FPS-23 var en tidig varningsradar med kort räckvidd utplacerad på Distant Early Warning Line (DEW Line). Den användes som en "gap filler" och letade efter flygplan som försökte smyga sig förbi DEW-linjen genom att flyga mellan de viktigaste AN/FPS-19- stationerna på låg höjd. Den kunde upptäcka flygplan som flyger på 200 fot över land eller 50 fot över vatten. Systemet var känt som Fluttar ( fladder er rad ar ) under dess utveckling vid Lincoln Laboratory , och detta namn användes flitigt även för produktionsenheterna. Det var också ibland känt som "Typ F".
MCL
I början av 1950-talet påbörjade Kanada utvecklingen av ett banbrytande radarsystem som en del av Mid-Canada Line (MCL). Detta system var baserat på radar med kontinuerliga vågor som sände en signal mellan separata sändar- och mottagarstationer. När ett flygplan passerade genom utrymmet mellan stationerna reflekterades en del av signalen från flygplanet och tillbaka till mottagaren. Idag är denna funktionsstil känd som en bistatisk radar med framåtriktad spridning .
Eftersom strålen inte styrdes, till skillnad från en konventionell skanningsradar, rörde sig inte antennerna och den fysiska designen förenklades avsevärt. Dessutom, eftersom signalen var kontinuerlig, inte pulsad, var sändaren enklare och billigare. Den ursprungliga idén hade varit att montera systemen på telefonstolpar och luftledningstorn som täckte relativt korta avstånd, men behovet av att bygga tusentals sådana system ledde till att denna idé övergavs. Telefonstolparna ersattes med höga torn, avståndet mellan dem ökade från några miles till cirka 90 kilometer (56 mi), och en rad med 90 stationer byggdes över hela Kanada.
Till skillnad från en pulsradar där signalen från stationen färdas ut och tillbaka, går den i en framåtriktad scatter-radar som MCL en nästan rak linje från sändaren till mottagaren. Av denna anledning är den framåtriktade spridningssignalen endast föremål för en omvänd kvadratlag , jämfört med den normala radarekvationen där effekten sjunker med den fjärde roten av avståndet. Således med små mål, kommer en pulsradar bara att se dem nära stationen, medan ett framåtriktat spridningssystem kommer att se dem över ett mycket större område.
Ursprungligen sågs detta som en stor fördel med konceptet, vilket gjorde att det kunde täcka långa avstånd med mycket mindre kraft. Men när de första experimentversionerna av MCL-stationerna sattes upp märktes ett problem omedelbart. Fåglar, normalt sett bara som radaränglar på kort håll, om alls, kunde nu ses på långa avstånd från stationen. Under migreringen var systemet helt översvämmat med avkastning som gjorde det i princip värdelöst.
Gapfiller
Samma grundläggande framåtspridningskoncept var perfekt för att fylla luckorna mellan DEW-linjestationerna. Eftersom radarerna var väldigt enkla kunde de köras utan uppsikt och vidarebefordra data till huvudstationerna. Efter att ha önskat bättre täckning på låg höjd skulle det nya systemet placeras cirka 40 km från varandra, så en rad med tre torn skulle byggas mellan huvudstationerna.
Men någon lösning skulle behövas för fågelproblemet. Det första försöket gjordes av Air Force Cambridge Research Laboratory , som förmodade att användning av lägre frekvenser i VHF -området kan mildra problemet på grund av det lägre Rayleigh- spridningstvärsnittet eftersom våglängden skulle vara mycket större än en fågel. Tester visade att de stora fåglarna som sågs i Arktis gjorde helt bra reflektorer även vid dessa frekvenser.
Fluttar
Utvecklingen av en annan lösning började vid det MIT-stödda Lincoln Laboratory . Även om den liknade MCL i layout, fungerade den enligt olika principer. Istället för att signalen spreds längs linjen mellan de två stationerna riktades antennerna cirka 15 grader "framåt" från linjen mellan de två stationerna. När ett flygplan kom in i detta område spreds det tillbaka till mottagaren som tidigare, men i det här fallet skulle flygplanets rörelse förskjuta signalens frekvens. Denna effekt hade först märkts i tv- signaler när flygplan flög ovanför, vilket var där det fick namnet "fladder" för hur bilden skiftade fram och tillbaka på skärmen.
Eftersom systemet tog emot en signal som inte var den ursprungliga frekvensen, genom att jämföra originalet med den mottagna signalen, kunde dopplerskiftet mätas för att avslöja målets hastighet, vilket gjorde det möjligt för det att filtrera bort alla långsamt rörliga mål som fåglar. Systemet var inställt för att filtrera bort allt under 125 miles per timme (201 km/h). En annan fördel med Fluttar framför MCL var att genom att använda flera Doppler-filter i mottagaren kunde den ungefärliga hastigheten och riktningen (nord eller söder) bestämmas.
Den enda nackdelen med detta tillvägagångssätt var att det inte förlitade sig på framåtspridningen av signalen, så det utnyttjade inte de mycket stora effektiva signalerna som finns tillgängliga för MCL-systemet, som kan vara storleksordningar större än backscattern som används i traditionella radar. Som en följd av detta måste Fluttar-systemet vara mycket större och kraftfullare för att ge samma prestanda.
AN/FPS-23
Fluttar var ett billigt system jämfört med de viktigaste DEW-radarerna. Den använde en klystronförstärkare på 1 kilowatt med kontinuerlig våg som källa, och eftersom den inte var pulsad var högspänningskretsen mycket enklare. Den kunde fungera från 475 till 525 MHz . Torn var separerade från 40 till 70 miles (64–113 km) och var 100 till 400 fot (30–122 m) höga, beroende på lokal terräng. De viktigaste DEW-stationerna var normalt cirka 100 miles (160 km) från varandra, så vanligtvis placerades AN/FPT-4-sändaren i mitten, med AN/FPR-2-mottagarna vid stationerna på vardera sidan.
AN/FPS-23-stationerna blev aktiva 1957, men upptäckte snart sina egna problem. Irriterande, även om fåglar som flög mellan stationerna verkligen filtrerades bort, visade det sig att fåglar tyckte om att samlas på varma platser, som dieselgeneratorerna vid stationerna. Signalen var så stark att den överväldigade filtren.
Ett mer irriterande problem visade sig vara flygplanet som flög från station till station för underhåll. DEW-linjen var designad för att upptäcka en sovjetisk attack, vars förekomst sannolikt skulle vara en engångshändelse om den alls inträffade. När det gäller utfyllnadsstationerna, där detekteringen endast ägde rum under den korta period som flygplanet passerade linjen mellan stationerna, kan signalen vara närvarande endast några minuter under en period av månader eller år.
För att säkerställa att sådana flyktiga signaler inte missades av operatörerna använde Fluttar-systemet "larmportar" som utlöstes när en signal av en viss typ sågs. Dessa förblev på tills de återställdes av operatörerna. Problemet uppstod när det lilla flygplanet flyger från station till station och under deras framfart alltid utlöser nästan alla portar vid en eller annan punkt. Detta fick larm att ringa ut i hela stationen, som måste stängas av eller ignoreras, vilket gjorde systemet ineffektivt.
Den förklarades föråldrad 1963, och mellanstationerna stängdes.
Citat
Bibliografi
- Ray, Thomas (juni 1965). A History of the DEW Line 1964 - 1964 (PDF) (Teknisk rapport). Flygvapnets historiska forskningsbyrå.
- Skolnik, Merrill (2007). "Fluttar DEW-Line Gap-Filler" . I Willis, Nicholas; Griffiths, Hugh (red.). Framsteg inom Bistatic Radar . SciTech Publishing. s. 35–46. ISBN 9781891121487 .
- Wolff, Christian. "AN/FPS-23" .