Plessey AR-3D

Plessey AR-3D
Ursprungsland Storbritannien
Tillverkare Plessey
Introducerad 1975
Nej byggd 23
Typ 3D-radar , tidig varning
Frekvens S-band , 2915 till 3055 MHz
PRF 250 sidor
Strålbredd
1º horisontell 3º vertikal
Pulsbredd 36 μS
RPM 6 rpm
Räckvidd 260 nautiska mil (480 km; 300 mi)
Diameter 12 gånger 12 meter (39 gånger 39 fot)
Azimut 360º
Precision 40 m räckvidd, 0,16º azimut
Kraft 1,1 MW
Andra namn AMES typ 94

AR -3D var en militär radar för flygledning och tidig varning som utvecklades av Plessey och tillverkades först 1975. Den använde en pennstråle och ett enkelt frekvensscanningssystem känt som " squint scan " för att producera ett billigt 3D-radarsystem som var också relativt mobil. Cirka 23 tillverkades totalt och såldes över hela världen in i början av 1980-talet.

Frekvensavsökningssystemet hade nackdelen att ett målflygplan alltid skulle "målas" av samma frekvenssignal, vilket gjorde uppgiften att störa radarn enklare. Detta begränsade dess försäljningsmöjligheter till militära användare, och kort efter leverans av AR-3D inledde företaget förhandlingar med det amerikanska företaget ITT-Gillifan för att införliva deras multifrekvensskanning med AR-3D:s mottagare och displaysystem för att producera Plessey AR- 320 .

Historia

Skelning

Under installationen av de första högeffektsmikrovågsfrekvensradarerna med slotantenner märkte operatörer av AMES Type 14 att den skenbara vinkeln för "blips" på radarskärmen inte alltid matchade antennens fysiska vinkel. Detta spårades till en effekt i vågledarna , som hade något olika transmissionsegenskaper baserat på frekvens. När kavitetsmagnetronen värmdes och kyldes under användning ändrades dess frekvens något, och en fördröjning infördes i vågledaren. Detta gjorde att signalen inte längre exakt matchade placeringen av radiatorerna i antennen och fick strålen att skifta. Denna effekt blev känd som " kisa " och ansågs allmänt vara irriterande, särskilt på AMES Type 80 där service av magnetronen krävde en lång omkalibreringsprocess för att få strålen tillbaka i linje med antennen.

Under 1960-talet lades betydande ansträngningar ner på att utveckla "skinless feeds" som undvek detta problem, men problemet innebar också en möjlighet. Squint orsakas av att vågledarsystemet saktar ner signalen olika mycket beroende på frekvensen. Om signalen går ut genom en slitsad vågledarantenn , producerar denna lilla förskjutning i timing en fasförskjutning av utsignalen. Denna förskjutning kommer att få den resulterande vågfronten att ändra riktning. Detta är grunden för den fasstyrda arrayradarn , som normalt åstadkommer detta med hjälp av signalfördröjningselektronik. Eftersom kisning orsakar en liknande fördröjning kan den också användas för att styra strålen. Detta leder till möjligheten för radar som kan skanna sin stråle i en vald riktning, vanligtvis vertikalt, utan rörliga delar.

SQUIRT

En annan teknik som undersöktes mycket i slutet av 1950-talet och början av 1960-talet var tekniken för pulskompression . Pulskompression ökar avsevärt räckviddsupplösningen för en radar, som tidigare nästan helt definierades av dess pulsbredd. För att få den erforderliga upplösningen i äldre konstruktioner var pulserna mycket korta, vanligtvis några mikrosekunder, vilket krävde massiv uteffekt för att producera en detekterbar reflekterad signal. Med hjälp av pulskompression kan pulserna vara mycket längre, åtminstone tio gånger, vilket betyder att samma retursignal skulle produceras med 1 ⁄ 10 av toppeffekten.

Pulskompression fungerar genom att ändra frekvensen på signalen under pulsens tid och sedan fördröja den returnerade signalen baserat på dess frekvens. Detta komprimerar returen till en kort puls som sedan kan användas för noggrann avståndsbestämning. Detta presenterade ett potentiellt problem i en radar som använder squint scanning, som förmodligen skulle skicka signalerna i olika riktningar om pulskompression användes. Det visade sig att så länge strålstyrningen var i rätt hastighet skulle det vara möjligt att göra båda; ett givet mål skulle bara se en liten förändring i frekvensen när strålen som skannades passerade den, men signalen skulle uppehålla sig på vilket som helst mål tillräckligt länge för att det skulle bli en anmärkningsvärd frekvensförskjutning under den resulterande reflektionen som skulle kunna användas för pulskomprimering.

1964 vann Plessey ett kontrakt för att överväga frågan och började utveckla ett experimentellt system. Detta avslutades 1967 som SQUIRT . Tidiga tester visade att systemet fungerade i teorin, men den returnerade signalen var svag och systemet hade inte det önskade detektionsområdet. Systemet modifierades och testningen återupptogs 1968 med resultatet att detektionsområdet hade förbättrats men höjdsökningsnoggrannheten var lägre än önskat. Slutligen drogs slutsatsen att skillnaden i systemets prestanda över 10 MHz-bandbredden var för stor för att vara praktisk.

AR-3D

Plessey ansåg att grundkonceptet fortfarande erbjöd betydande fördelar, åtminstone i mindre krävande roller, och att det kunde förbättras avsevärt genom att öka bandbredden förbi vad som var möjligt med dess ursprungliga system från 1960-talet. 1973 fick de från försvarsministeriet (MoD) för att bygga ett exempel med en potentiell 150 MHz bandbredd, som var i drift nästa år. 1975 släppte företaget ut den på marknaden som AR-3D, som erbjuds för militär flygledning (ATC) och "begränsat luftförsvarsändamål". Den ideala marknaden skulle vara den dagliga trafikkontrollen runt en militär flygplats, där den sekundära funktionen med tidig varning fortfarande skulle vara användbar. Det visades offentligt på Paris Air Show 1975. Då förutspådde de försäljning av upp till 50 system över hela världen.

Systemet som helhet bestod av antennen och dess fäste, sex korta semitrailers med utrustning och en fullängds semitrailer med operationsrummet. Det var flygmobil via Chinook-helikopter . Försäljningen följde med Egypten som tog tre enheter, Sydafrika tio, och Qatar och Ecuador två vardera. RAF använde en i Tyskland för ATC runt RAF Gatow och skickade två till Falklandsöarna i januari 1983 följt av en annan i februari 1984. Enligt Burr tilldelades länderna kodnamn, där Penguin syftade på det brittiska försvarsministeriet, och Gnagare, Condor, Lion och Falcon till försäljning utanför Storbritannien. Denna lista visar totalt 23 exempel som produceras. De som användes av RAF fick namnet AMES Type 94 .

Tidningsrapporter från 1986 säger att ytterligare sex såldes till Iran, men det är inte klart om detta ingår i listan ovan eller representerar nybyggda system. Med tanke på det sena datumet för försäljningen kan detta vara system "återvunna" från RAF-användning eller annan försäljning.

AR-320

Huvudartikel: Plessey AR-320

Även om den var framgångsrik på marknaden, hade AR-3D den betydande nackdelen i den militära rollen i att ett visst mål alltid skulle "målas" av samma frekvenssignal, och därmed skulle störning av signalen avsevärt förenklas. De flesta andra 3D-radarer från eran använde inte squint scanning och led därför inte av detta problem. Plessey letade efter ett sätt att tillämpa sitt arbete på AR-3D på en ny frekvenssmidig radar och ingick ett avtal med ITT-Gilfillan i Los Angeles . Gilfillan använde också squint-scanning, men gjorde det på olika frekvenser med varje puls, och undvek därmed problemen med AR-3D. Gilfillan levererade en ny antenn och sändare, medan Plessey levererade lämpligt modifierade versioner av de befintliga mottagar- och displaysystemen. Resultatet blev Plessey AR-320 , som ersatte AR-3D på marknaden.

Beskrivning

Systemet var förpackat som en komplett enhet känd som Type 40/80-5 Command and Control Post . Denna bestod av antennenheten på ett fyrfotsfäste, en sändarhytt, två dieselgeneratorer, kommunikationshytt, verkstadshytt och bearbetnings- och styrhytten. De flesta av dessa var i form av korta semitrailers, även om Processing and Control Cabin var fullängd. Även om systemet i första hand konstruerats för att dras av drivkrafter , var systemet också luftmobilt via Chinook-helikopter .

Antennen roterade runt sin vertikala axel för att skanna i azimut. Reflektorn tog formen av en vertikal cylindrisk paraboloid, med de nedre hörnen avskurna. Den ändmatade spaltmatningsantennen hölls framför reflektorn av tre uppsättningar ben som bildade triangulära stöd, en upptill och två längst ned, den lägsta matade också signalen. Antennen var monterad i ena änden av sin stödplattform, till synes obalanserad, medan sändarkabinen var placerad i den andra där den var ansluten till en vågledare som löpte längs plattformens topp.

Sändaren använde två steg, det första var ett vandringsvågrör och det andra ett rutnät klystron . Den totala toppeffekten var 1,1 MW medan medeleffekten var 10 kW. Sändaren hade en bandbredd på 140 MHz under sina 36 mikrosekunders pulser.

Vid mottagning omvandlades signalen till en mellanfrekvens och delades sedan upp i åtta signalvägar, som var och en accepterade en rad frekvenser för att utföra grov vertikal vinkelbestämning. Pulskompression lades sedan till med hjälp av ett akustiskt ytvågsfilter , vilket komprimerade det till 100 nanosekunder. De "strålarna" med lägsta höjd hade också rörliga målindikeringar för att eliminera markreturer.

Mottagarnas utdata skickades sedan till en plottextraktor, som identifierade rörliga objekt i returerna och försökte automatiskt tilldela spårningsinformation - riktning och hastighet. Resultatet skickades sedan till de flera displayerna i bearbetnings- och kontrollkabinen. Data kan också skickas över datalänk via Kommunikationskabinen.

Citat

Bibliografi

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Plessey_AR-3D&oldid=1084245365 "