PAVE TASSAR

PAVE Phased Array Warning System
Massachusetts, Kalifornien, Florida och Texas i USA
PAVE PAWS Cape Cod AFS 1986.jpg
Cape Cod Space Force Station AN/FPS-115 (vit struktur med cirkulär array) den 1 oktober 1986 var 1 av 2 medan ytterligare två FPS-115 byggdes . I början av det kalla kriget hade Cape Cod-landformen en permanent systemradarstation ( 1951 North Truro AFS ), och Texas Tower 2 till havs låg vid George's Bank (stängd 1963).
Typ Radarstation

PAVE PAWS ( PAVE Phased Array Warning System) är ett komplext kalla krigets radar- och datorsystem för tidig varning som utvecklades 1980 för att "upptäcka och karakterisera en sjöuppskjuten ballistisk missilattack mot USA". Med den första solid-state phased arrayen utplacerad använde systemet ett par Raytheon AN/FPS-115 phased array radaruppsättningar på varje plats för att täcka en bred azimutvinkel på 240 grader. Två platser utplacerades 1980 i periferin av det sammanhängande USA, sedan två till 1987–95, som en del av United States Space Surveillance Network . Ett system såldes till Taiwan och är fortfarande i drift.

Uppdrag

PAVE PAWS sändarbyggnad, Clear Space Force Station, Alaska, som visar de två cirkulära fasade antennerna
Några av de 2 677 korsade dipolelementen i den fasstyrda arrayantennen

Radarn byggdes under det kalla kriget för att ge tidig varning om en kärnvapenattack , för att ge amerikanska bombplan tid att komma från marken och landbaserade amerikanska missiler att avfyras, för att minska risken för att ett förebyggande anfall skulle kunna förstöra USA:s strategiska kärnkrafter. Utplaceringen av ubåtsutskjutna ballistiska missiler (SLBM) av Sovjetunionen på 1970-talet minskade avsevärt den tillgängliga varningstiden mellan upptäckten av en inkommande fiendemissil och dess när den når sitt mål, eftersom SLBM:er kan avfyras närmare USA än tidigare ICBMs , som har en lång flygväg från Sovjetunionen till den kontinentala USA. Det fanns således ett behov av ett radarsystem med snabbare reaktionstid än befintliga radarer. PAVE PAWS förvärvade senare ett andra uppdrag att spåra satelliter och andra objekt i jordens omloppsbana som en del av United States Space Surveillance Network .

En anmärkningsvärd egenskap hos systemet är dess fasstyrda array- antennteknologi, det var en av de första stora fasstyrda arrayradarerna. En fasad array användes eftersom en konventionell mekaniskt roterad radarantenn inte kan svänga tillräckligt snabbt för att spåra flera ballistiska missiler. En kärnvapenattack mot USA skulle bestå av hundratals ICBM och SLBM som kommer in samtidigt. Strålen från den fasstyrda arrayradarn styrs elektroniskt utan att flytta den fasta antennen, så den kan pekas i en annan riktning i millisekunder, vilket gör att den kan spåra många inkommande missiler samtidigt.

Beskrivning

AN/FPS-115-radarn består av två fasade uppsättningar av antennelement monterade på två sluttande sidor av den 105 fot höga sändarbyggnaden, som är orienterade 120° isär i azimut. Strålen från varje array kan avböjas upp till 60° från arrayens centrala boresight-axel, vilket gör att varje array kan täcka en azimutvinkel på 120°, så att hela radarn kan täcka en azimut på 240°. Byggnadssidorna lutar i en vinkel på 20°, och strålen kan riktas i valfri höjdvinkel mellan 3° och 85°. Strålen hålls minst 100 fot över marken över allmänt tillgänglig mark för att undvika möjligheten att utsätta allmänheten för betydande elektromagnetiska fält.

Varje array är en cirkel 72,5 fot (22,1 m) i diameter bestående av 2 677 korsade dipolantennelement , varav 1 792 drivs och fungerar som både sändande och mottagande antenner, medan resten fungerar som mottagningsantenner. På grund av störningsfenomenet kombineras radiovågorna från de separata elementen framför antennen för att bilda en stråle . Arrayen har en förstärkning på 38,6 dB, och strålens bredd är bara 2,2°. Drivströmmen för varje antennelement passerar genom en enhet som kallas en fasskiftare , som kontrolleras av den centrala datorn. Genom att ändra den relativa timingen ( fasen ) för de strömpulser som tillförs varje antennelement kan datorn omedelbart styra strålen till en annan riktning.

Radarn fungerar i UHF- bandet mellan 420 - 450 MHz, som delas med det 70 centimeter långa amatörbandet (strax under UHF-tv-sändningsbandet), det vill säga en våglängd på 71–67 cm, med cirkulär polarisation . Det är en aktiv array ( AESA ); vart och ett av de 1 792 sändarelementen har sin egen sändar-/mottagarmodul i halvledartyp och utstrålar en toppeffekt på 320 W, så toppeffekten för varje array är 580 kW. Den arbetar i en upprepad cykel på 54 millisekunder där den sänder en serie pulser och sedan lyssnar efter ekon. Dess arbetscykel (bråkdel av den tid som spenderas på att sända) är aldrig större än 25 % (så att strålens genomsnittliga effekt överstiger aldrig 25 % av 540 kW eller 145 kW) och är vanligtvis runt 18 %. Det rapporteras ha en räckvidd på omkring 3 000 nautiska mil (3 452 lagmil, 5 555 km); på det avståndet kan den upptäcka ett föremål som är lika stort som en liten bil, och mindre föremål på närmare avstånd.

Radarns funktion är helt automatisk, styrd av fyra datorer. Mjukvaran delar upp stråltiden mellan funktionerna "övervakning" och "spårning", vilket växlar strålen snabbt fram och tillbaka mellan olika uppgifter. I övervakningsläget, som normalt förbrukar cirka 11 % av arbetscykeln, skannar radarn upprepade gånger horisonten över hela sin azimut på 240° i ett mönster mellan 3° och 10° höjd, vilket skapar ett "övervakningsstängsel" för att omedelbart upptäcka missiler som de stiger över horisonten in i radarns synfält. I spårningsläget, som normalt förbrukar de övriga 7 % av 18 % arbetscykeln, följer radarstrålen redan detekterade objekt för att bestämma deras bana, beräkna deras start- och målpunkter.

Bakgrund

1986 operatör och AN/FPS-115 konsol.

Radar med fast reflektor med mekaniskt skannade strålar som 1955 GE AN/FPS-17 Fixed Ground Radar och 1961 RCA AN/FPS-50 Radar Set utplacerades för missilspårning och USAF-testerna av modifierad AN/FPS-35 mekanisk radar vid Virginia och Pennsylvania SAGE radarstationer hade "marginal förmåga" att upptäcka Cape Canaveral -missiler sommaren 1962. En Falling Leaves mekanisk radar i New Jersey byggd för BMEWS spårade framgångsrikt en missil under kubanska missilkrisen i oktober 1962 , och "en AN/ FPS-85 långdistansfasad array ( passiv elektroniskt skannad array ) radar konstruerades vid Eglin AFB " Site C-6, Florida med början den 29 oktober 1962 ( kontraktet med Bendix Radio Division FPS-85 hade undertecknats den 2 april 1962). Tidiga militära fasade arrayradarer utplacerades också för testning: Bendix AN/FPS-46 Electronically Steerable Array Radar (ESAR) i Towson, MD (startade i november 1960), White Sands Multi-function Array Radar (1963 ) och Kwajalein Missile Site Radar (1967).

Ubåt lanserade ballistiska missiler och varningssystem

Avco 474N Ubåtsavfyrade ballistiska missiler (SLBM) Detektions- och varningssystem (SLBMD&W System) utplacerades som "ett stramt...interimistiskt siktsystem" efter godkännande i juli 1965 för att modifiera något Air Defense Command (ADC) Avco AN / FPS-26 frekvensdiversitetsradar till Avco AN/FSS-7 SLBM-detektionsradar. De 474N-platser som planerades för 1968 skulle också inkludera AN/GSQ-89-databehandlingsutrustning (för att syntetisera spår från radarreturer), såväl som platskommunikationsutrustning som NORAD begärde den 10 maj 1965 för att tillåta "dedikerade datakretsar med dubbla helperioder" till Cheyenne Mountain 425L-systemet, som var "i full drift" den 20 april 1966. ( Cheyenne Mountain Complex vidarebefordrade 474N-data till " SAC , National Military Command Center och alternativa NMCC över BMEWS-kretsar", för presentation av displayinformationsprocessorer — stötellipser och "hotsammanfattningsvisning" med en räkning av inkommande missiler och nedräkning av "minuter tills första nedslag".

I december 1965 beslutade NORAD att använda Project Space Track "fasad radar vid Eglin AFB ... för SLBM-övervakning på "jour"-basis" "vid lämplig DEFCON ". I juni 1966 var den förfinade FPS-85 planen att den skulle "ha förmågan att fungera i SLBM-läget samtidigt [ sic ] [sammanflätade sändningar] med Spacetrack övervaknings- och spårningslägen" Återuppbyggnad av de "separata ansiktena för sändning och mottagning" började 1967 efter att underbygget Eglin FPS-85 "nästan totalförstördes av brand den 5 januari 1965". FPS-85 IOC var 1969, 474N interimsoperationer påbörjades i juli 1970 (474N IOC var 5 maj 1972), och 1972 blev 20% av Eglin FPS-85 "övervakningskapacitet ... dedikerad till att söka efter SLBM" och ny SLBM-programvara installerades 1975. (FPS-85 byggdes ut 1974).

Stanley R. Mickelsen Safeguard Complex med North Dakota fasade arrayer (fyra-face Missile Site Radar och single-face GE Perimeter Acquisition Radar, PAR) togs i drift 1975 som en del av Safeguard-programmet för att försvara sig mot fiendens ballistiska missiler.

Utveckling

1986 Cape Cod PAVE PAWS datorrum med 4 hårddiskenheter (förgrund).

SLBM Phased Array Radar System (SPARS) var USAF-programmet som initierades i november 1972 av Joint Chiefs of Staff (JCS) medan arméns PAR var under uppbyggnad. Ett SPARS-förslag från 1974 för "två nya SLBM Phased Array Warning Radars" lämnades in för att ersätta öst/västkustens 474N-detektionsradar, som hade "begränsningar mot sovjetiska SLBMs, särskilt den längre räckvidden SS-N-8" på 1973 " Delta " klass ubåtar . Utvecklingen började i augusti 1973, SPARS döptes om till PAVE PAWS den 18 februari 1975, och systemproduktion begärdes av en 13 juni 1975 Request for Proposals (RFP). Rome Air Development Center (RADC) "var ansvarig för design, tillverkningsinstallation, integrationstest och utvärdering av" PAVE PAWS till och med 1980.

Den avvikande USAF AN/FPS-109 Cobra Dane fasade arrayradarn i Alaska uppnådde IOC den 13 juli 1977 för att "tillhandahålla underrättelser om sovjetiska testmissiler som avfyrades mot Kamtjatkahalvön från platser i sydvästra Ryssland". Safeguard PAR-stationen som stängdes 1976 fick sin radar "modifierad för ADCOM -uppdraget under 1977 [och ] ADCOM accepterade [The Concrete Missile Early Warning Station] från armén den 3 oktober 1977" för "SLBM-övervakning av arktiska oceanområden" . I december 1977 hade RADC utvecklat 322 watt PAVE PAWS "solid state transmitter and receiver module", och System Program Office (ESD/OCL) utfärdade AN/FPS-115 "System Performance Specification ...SS-OCLU-75-1A" den 15 december 1977. IBM:s PAVE PAWS "strålstyrning och pulsscheman från CYBER-174 " duplexdatorer till MODCOMP IV duplexradarkontrolldatorer var "baserade på" PARCS-program installerade för attackkarakterisering 1977 när USAF fått arméns PAR. Bell Labs förbättrade [ förtydligande behövs ] PARCS från och med december 1978, t.ex. "utvidgade räckvidden" till 1989 för Enhanced PARCS-konfigurationen (EPARCS).

Miljö- och hälsoproblem

USAF:s miljöbedömningar i augusti 1975 och mars 1976 för PAVE PAWS följdes av EPA:s miljökonsekvensanalys i december 1977. Miljöpåverkan fördes i US District Court i Boston. Regeringen hävdade ståndpunkten att Pave Paws skulle skydda den amerikanska kustlinjen, samtidigt som den döljde det faktum att den inte hade någon defensiv beväpning i händelse av att en inkommande missil skulle upptäckas. USAF bad National Research Council (i maj 1978) och en entreprenör, SRI International (april 1978), att bedöma PAVE PAWS-strålning. Två NRC-rapporter utarbetades (1979, tbd ), SRI:s miljökonsekvensbeskrivning granskades under en offentlig utfrågning den 22 januari 1979 i Sandwich MA high school auditorium (~300 personer). Studierna fann ingen förhöjd cancerrisk från PAVE PAWS, t.ex. stöddes förhöjda Ewings sarkomfrekvenser inte av tillgängliga data från 2005 (en MA Department of Health-rapport från december 2007 drog slutsatsen att det "verkar osannolikt att PAVE PAWS spelade en primär roll i förekomsten av Ewing- familjen av tumörer på Cape Cod.") En uppföljning av en rapport från Air Force School of Aerospace Medicine från 1978 drog slutsatsen 2005 att effekttätheter över 15 meter (49,2 fot) låg inom tillåtna exponeringsgränser . I överensstämmelse med andra bestämmelser för att förhindra störning av flygplanssystem, FAA flygplan på höjder under 4 500 fot (1 400 m) för att hålla 1 nm (1,85 km) från Cape Cod SSPARS fasad array.

Spridning

PAVE PAWS och BMEWS täckning

Den 23 maj 1975 meddelade USAF att Raytheon Corporation skulle kontrakteras för att bygga East Coast-anläggningen i Otis Air Force Base och West Coast-anläggningen i Beale Air Force Base . Den 27 oktober 1976 hölls banbrytande ceremonier på East Coast Site.

Testning av systemets prestanda vid Otis-anläggningen började den 3 april 1978 och slutfördes den 16 januari 1979. För att mildra störningar på FPS-115-platsen på Flatrock Hill från Cape & Islands Emergency Medical Service (CIEMSS), den 8 februari 1979 ESD installerade sex högpassfilter – sedan kontrakterades Raytheon den 24 maj för att flytta EMS Repeater Station till Bourne, Massachusetts (färdig 13 juli). Efter en 5–7 mars "slutlig granskning av East Coast PAVE PAWS EIS hölls på Hq AFSC ", accepterades platsen av ESD den 12 april. Den "första radiofrekvenssändningen" från Västkustplatsen var 23 mars 1979 (den avslutades i oktober 1979). " ADCOM ville ha fyra [PAVE PAWS] platser, men i slutet av 1979 hade bara två finansierats".

Cape Cod-systemet nådde Initial Operational Capability (IOC) som Cape Cod Missile Early Warning Station den 4 april 1981 med initialt operativt test och utvärdering (IOT&E) avslutat 21 maj; Beale AFB nådde IOK den 15 augusti. De två PAVE PAWS, tre BMEWS och PARCS & FPS-85 radarstationerna överfördes till Strategic Air Command (då Space Command ) 1983. År 1981 tillhandahöll Cheyenne Mountain 6 700 meddelanden per timme inklusive de baserade på input från PAVE PAWS och de återstående FSS-7-stationerna. År 1981, som en del av Worldwide Military Command and Control System Information System (WIS), tog Pentagons nationella militära kommandocenter emot data "direkt från Satellite Early Warning System (SEWS) och direkt från PAVE PAWS sensorsystem".

Beam Steering Unit (BSU) och Receiver Beam Former (REX) ersättningar gjordes på de fyra Cape Cod- och Beale-radarerna på 1980-talet.

Expansion

PAVE PAWS Expansion Program hade börjat i februari 1982 för att ersätta "äldre FPS-85 och FSS-7 SLBM övervakningsradar i Florida med en ny PAVE PAWS radar för att ge förbättrad övervakning av möjliga SLBM uppskjutningsområden sydost om USA [och för en annan ] till sydväst." Efter en RFP 3 juni 1983, Raytheon Company den 10 november och hade en 22–23 februari 1984 systemdesigngranskning för sydöstra och sydvästra radar. Expansionens utvecklingstest och tekniska tester inleddes den 3 februari 1986 på den sydöstra platsen (PAVE PAWS plats 3, Robins flygvapenbas — avslutad 5 juni) och 15 augusti på den sydvästra platsen (PAVE PAWS plats 4, Eldorado flygvapenstation ). Gulf Coast FPS-115 var i drift 1986 (Robins) och maj 1987 (Eldorado IOC). I februari 1995 nätades alla fyra radarerna av "missilvarningscentret vid Cheyenne Mountain AS [som] genomgick ett uppgraderingsprogram på 450 miljoner dollar". Andra centra som fick PAVE PAWS-utdata var 19xx Missile Correlation Center och 19xx Space Control Center. [ citat behövs ]

Under det kalla krigets slut stängdes radarstationerna Eldorado och Robins 1995. I oktober 1999 tillhandahöll Cape Cod och Beales radar data via Jam Resistant Secure Communication (JRSC)-kretsar till Command Center Processing and Display System i NMCC. Övergången av BMEWS och PAVE PAWS till SSPARS hade börjat med att de 4 AN/FPS-50 BMEWS radarerna nära Thule Air Base ersattes med en Raytheon AN/FPS-120 Solid State Phased Array Radar på Thule Site J ( operativ "2QFY87") .

I taiwanesisk tjänst

Ett AN/FPS-115-system såldes till Taiwan 2000 och installerades i Loshan eller Leshan Mountain, Tai'an, Miaoli 2006. Det togs i drift 2013. Systemet kostade cirka 1,4 miljarder USD och Raytheon var huvudentreprenör . Den ger upp till sex minuters varsel om kinesiska ballistiska missilangrepp. Systemet tillbringar större delen av sin tid med att observera satelliter och skräp från omloppsbanan, denna information delas med USA. 2016 tilldelades Raytheon Integrated Defense Systems ett kontrakt på 26,2 miljoner dollar för att uppgradera Taiwans radarsystem. Detta följde på ett underhållskontrakt på 289,5 miljoner dollar med Raytheon som tilldelades 2012. Det har rapporterats att försvaret av Taiwans PAVE PAWS-system inkluderar ett landbaserat Phalanx CIWS .

Taiwan hade undersökt förvärvet av ett andra PAVE PAWS-set men beslutade 2012 att inte köpa det eftersom det första PAVE PAWS-setet var betydligt över budget och efter schemat. Det andra systemet skulle ha placerats i söder och tillsammans skulle PAVE PAWS-seten ha försett Taiwan med 360-graders täckning.

Radarplatsen i Taiwan ligger på toppen av ett berg på en höjd av över 2 600 m (8 500 fot). Tack vare sin extremt höga position har den taiwanesiska uppsättningen den unika förmågan att spåra ytfartyg. Upptäckts- och spårningsdata tros delas med USA i realtid, men detta har inte bekräftats officiellt.

Radarplatsen ockuperades först av en Naval Maritime and Surveillance Command radarövervakningsanläggning som flyttades till en högre topp i samma region för att ge plats åt PAVE PAWS.

Ersättning

AN/FPS-120 vid Clear SFS , Alaska, färdigställdes 2001 med delar av AN/FPS-115-radarn från Eldorado AFS som stängdes 1995, t.ex. både "sändar-/mottagarsystem" såväl som några "skåp". och datorer"-- sparar 140 miljoner dollar (installationen kostade 106 miljoner dollar).

Solid State Phased Array Radar System (SSPARS) började ersätta PAVE PAWS när den första AN/FPS-115-ytan togs offline för radaruppgraderingen. Nya Raytheon AN/FPS-123 Early Warning Radars togs i drift i 19xx (Beale) och 19xx (Cape Cod) i varje bas befintliga PAVE PAWS "Scanner Building". RAF Fylingdales , Storbritannien och Clear Space Force Station , Alaska BMEWS-stationer blev SSPARS-radarstationer när deras respektive AN/FPS-126-radar (3 sidor) och 2001 Raytheon AN/FPS-120 Solid State Phased Array-radar togs i drift. Under 2007 meddelades 100 ägare/förvaltare av amatörradiorepeaters i 420 till 450 MHz-bandet nära AN/FPS-123 radar om att sänka sin effekt för att mildra störningar, och AN/FPS-123 var en del av flygvapnets rymdövervakning System senast 2009. Beale AN/FPS-123 uppgraderades till en Raytheon AN/FPS-132 Upgraded Early Warning Radar (UEWR), cirka 2012, med kapacitet att fungera i det markbaserade Midcourse Defense (GMD) ABM-systemet Beale UEWR inkluderade flygelektronik, sändnings-mottagningsmoduler, Receiver Exciter / Test Target Generator, Beam Steering Generator, Signal Processor och andra ändringar. Efter ytterligare UEWR-installationer för GMD på Thule Site J och Storbritannien (kontrakterades 2003), en 2012 ESD/XRX begäran om information för utbyte och fjärrstyrning av de återstående "PAVE PAWS/BMEWS/PARCS-systemen" i Cape Cod, Alaska , och North Dakota utfärdades. Alaska AN/FPS-132 kontrakterades hösten 2012 och 2013 tillkännagav USA en plan att sälja en AN/FPS-132 till Qatar .

Se även

Anteckningar

externa länkar

Externa bilder
image icon på baksidan av Scanner Building
image icon elementdiagram med subarrays (sid. 18 Fig. 4)
image icon insidan av Beale Scanner Building
Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=PAVE_PAWS&oldid=1139524948 "