“长弓”雷达的主要特点是,雷达发射功率低,采用极窄的笔形波束主瓣和保密的低截获概率(LPI)调制等低可探测技术。此外,它还采用实波束测绘和动目标指示技术,自动检测和跟踪地面目标,进行非协同目标识别,具有反低空飞机的能力。雷达软件采用的目标识别算法综合利用目标形状和多普勒信号来识别飞机、直升机、自行高炮、SAM导弹系统、坦克、装甲车、卡车和其它轮式车;还能穿透伪装物和树叶识别固定目标,最后显示实波束视频和合成图像。
(1)雷达组成
“长弓”雷达由桅杆式安装组件(MMA)、低功率射频模块(LPRF)、可编程信号处理器(PSP)和射频干涉仪(RFI)组成。MMA包括雷达天线、万向支架、固态发射机、射频接收机、电源/控制器、方位伺服驱动、滑动环/旋转接头和气冷系统,其基本功能是提供收/发能力和万向接头控制。LPRF是基本的信号发生器,用作火控雷达稳定频率源和模拟处理器,产生雷达波形、实现IF接收、模/数转换、稳定本振和接收机本振、发射/激励频率信号和系统参考时钟(定时信号),对接收信号进行下变频。AN/APR-48A射频干涉仪用于对雷达辐射的威胁信号进行无源定位和识别。它由PFI处理器、RFI天线和RFI接收机组成,其工作频率保密。RFI处理器包含一个可拆卸的用户数据模块(UDM)。UDM可重新编程,有一个用于识别雷达发射机的威胁目标数据库。PSP用作雷达系统控制器和信号处理器,包括4个独立的现场可更换模块:阵列处理、通用处理、视频处理和伺服控制。PSP处理来自LPRF的同相和正交视频数据,检测、分类和优先识别最具威胁性的目标。此外,它还作为与其它模块、RFI处理器和AH-64D武器处理器之间的通信中枢。
(2)主要的工作模式
“长弓”毫米波火控雷达是一种多功能雷达,集地面目标瞄准模式(GTM)、空中目标瞄准模式(ATM)、地形地貌显示模式(TPM)和内部测试模式等4种工作模式于一体。
1)地面目标瞄准模式
武装直升机是伴随反坦克作战发展起来的,地面目标瞄准模式是武装直升机火控雷达的主要工作模式。该模式中,雷达对地面运动目标、固定目标、悬停的或飞行的直升机以及低空飞行的固定翼飞机进行搜索、定位、分类和作战优先权排序。在这种模式下工作时,“阿帕奇”直升机机体完全隐蔽起来,只露出安装在旋翼顶部的火控雷达天线前端。火控雷达在很短的时间内对感兴趣的区域进行搜索扫描,将检测到的目标进行分类并显示在战术态势器上,同时将其中最具威胁的需优先打击的若干目标显示在火控雷达目标瞄准显示器上,发射导弹对目标实施攻击,而且各目标数据还可通过增强型机载目标交接系统(EATHS)传输给其它未配备火控雷达的“阿帕奇”直升机,以期同时发起攻击。在这种模式下,雷达可在90°、45°、30°和15°扇区内瞄准地面目标,目标瞄准线与直升机中轴线的最大夹角为90°。
2)空中目标瞄准模式
在这种工作模式下,雷达对悬停和低飞的直升机、固定翼和旋翼飞机等空中威胁目标进行探测、定位、分类和优先排序,最大作用距离为8 km,可在360°范围内实施全方位搜索。如果需要,扫描扇区可限定为180°、90°和30°。这种模式不显示地面目标,因此它检测到的地面目标被排除在优选目标、总目标和总目标数明细表之外,不在扫描扇区内显示。当检测到空中目标时,可用30 mm链式航炮或“长弓地狱火”导弹打击目标;或者经改进型数据调制解调器(IDM)将目标数据传给其它作战飞机。“长弓”雷达利用这种工作模式加强了“长弓阿帕奇”直升机的空中防卫能力。
3)地形地貌显示模式
该模式为武装直升机在低能见度条件下作超低空飞行提供导航服务。它可以测量一定距离内地形的俯仰角,提供地形轮廓和障碍物信息,为直升机提供更为精确的飞行路线。在光电/红外传感器受气候或战场环境限制不能正常工作时,该模式可作为飞行员夜视系统前视红外显示功能的一种补充。当直升机飞行速度超过92. 6 km/h,该模式可探测飞机前方90°扇区、2. 5 km范围内的障碍物;当飞行速度低于92. 6 km/h,障碍物探测扇区还可增大到180°。
(3)使用性能
加装“长弓”火控雷达后,AH-64D武装直升机的技术水平和综合作战能力明显提高,可在黑夜、恶劣气候条件和电子对抗环境中作战,在未来的数字化战场上具有很大的潜力,是21世纪初最先进的武装直升机。其最大的特点就是信息可以共享,作战飞行时只需要1架直升机携带雷达将探测到的目标数据存储起来加以分析,确定目标类型、数据、位置等。这些数据不但可显示在本机的多功能处理器上,而且可通过数据链传给其它直升机,配备雷达的长机根据战场目标分布情况将目标数据分配给僚机,然后同时发起攻击。而且,“长弓”雷达还与采用95 GHz有源毫米波成像(MMWI)雷达制导的“长弓地狱火”导弹交联,利用MMWI雷达寻的器检测、捕获和追踪已瞄准的威胁目标。与只利用热成像瞄准具和激光制导的导弹相比,“长弓”武器系统不局限于一次攻击一个目标,而是同时攻击多个目标。
而且“长弓地狱火”导弹利用毫米波制导,具有“发射后不管”能力,能改善导弹在恶劣天气和浓烟密布的战场环境下的作战性能,也提供了有限的超视距攻击能力,能满足精确打击的作战要求。总之,“长弓阿帕奇”直升机综合采用雷达和光电/红外传感器,使其优势互补,大大缩短了反应时间并减少了误伤。
(4)“长弓”雷达的改进与改型
目前,“长弓”雷达是进入部队服役、历经战火洗礼的唯一一种武装直升机火控雷达。虽然“长弓阿帕奇”直升机在阿富汗反恐战争和最近的伊拉克战争中,为盟军地面部队取得胜利作出了重要的贡献,但随着有源电扫描阵列(AESA)技术的蓬勃发展,美军决定进一步改进和升级其配备的“长弓”雷达,以装备最新研制的RAH-66“科曼奇”武装侦察直升机,因而又被称为“科曼奇”雷达。
“科曼奇”雷达的作用距离是原型机的2倍,战场搜索面积是原型机的4倍,具有更强的防区外作战能力,可在10 s以内扫描战场。它采用电扫描技术,而不是原来的机械扫描天线,将体积和重量减小了一半(重量降低到59 kg),真正具备了“同时多功能”能力,显著增强了作战性能。软件升级使“科曼奇”雷达对移动目标的最大探测距离由原来的8 km增加到16~20 km(最初设计时将作用距离限制在8km之内,以使其对密集支援目标的作战性能发挥到极致);类似的改进也使其对固定目标的探测距离从原来的6 km增加到8 km。在“科曼奇”雷达研制过程中,风险最高的是天线组件中的方位/俯仰单脉冲馈电网络,用来产生固定目标指示器要求的射频信号特征。
此外,长弓国际公司还与贝尔直升机公司合作研制“眼镜蛇”雷达系统(CRS),它是根据为“科曼奇”侦察直升机研制的毫米波有源相控阵雷达发展而来的一种吊舱式雷达,用来装备AH-1Z“超级眼镜蛇”直升机,安装在AH-1Z直升机的翼尖或传统“眼镜蛇”直升机的存贮舱内。“眼镜蛇”雷达重量低于90 kg,能在15 min内安装或卸载。与“科曼奇”雷达相比,其天线尺寸更小,但新技术的引入使其性能几乎与“科曼奇”雷达不相上下。“眼镜蛇”雷达系统组成中的AGM-114L“长弓地狱火”导弹也采用毫米波制导,实现“发射后不管”作战能力,作用距离为8 km。一旦发射,导弹就会采用毫米波导引头自动导向目标,具有很强的抗干扰能力。
