『原创翻译』机载预警和控制雷达(AWACS)的发展

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/05/06 06:29:11


机载预警和控制雷达(AWACS)的发展
Development of the Airborne Warning and Control System (AWACS) Radar


本文是为1995年美国电气和电子工程协会(IEEE)旗下宇航电子系统协会(Aerospace and Electronic Systems Society)的先锋奖(Pioneer Award)而作,该奖项于1995年5月25日在俄亥俄州戴顿(Dayton, Ohio)举行的美国宇航电子学会会议(National Aerospace Electronics Conference)上颁发,文章在1995年10月发表于IEEE 《航天电子系统议事录 Vol.31》(Transactions on Aerospace and Electronic Systems)。为避免收到法院白条就不放原文了,译文仅限学习交流使用,若非原作者或版权所有者同意,一切因商业用途导致的法律纠纷均和译者无关。


“写给所有领导和开发机载预警和控制雷达(AWACS)的人”

"For contributions in the leadership and development of the Airborne Warning and Control System (AWACS)"



作者简介

罗伯特.E.考得理(Robert E. Cowdery)

1926年出生于美国科罗拉多州卡农城(Cañon City, CO),1951年他在科罗拉多大学获得了电气工程的理学学士学位(Bachelor of Science),1974年他在匹兹堡大学完成了管理人员 培训计划并且得到了马里兰州的专业级工程师授权。自大学毕业后他就加入了西屋电气公司(Westinghouse Corporation),直到1986年退休。
在西屋电气的那段时间 ,考得理参与研究、开发、验证和制造截击机火控系统,包括用于火炮、导弹和火箭控制用的模拟计算机和空基下视雷达。考得理先生曾是西屋电气的订单接收人,曾工作在AWACS和摩洛哥防空系统项目,他曾有一个截击机的防撞系统专利。

2013年3月23日,考得理先生在位于银泉的里德伍德退休社区(Riderwood Retirement Community ,Silver Spring)安详离世,享年87岁。


威廉姆.A.斯基尔曼(William A. Skillman)

1928年1月22日出生于美国新泽西州的莱克赫斯特(Lakehurst, NJ),1946年开始在美国海军服役并在之后进入了航空电子科技学校,1952年他在利哈伊大学获得了工程物理的理学学士学位,两年之后的1954年他又在罗彻斯特大学获得了物理学硕士学位。
随后他加入了西屋电气在匹兹堡的毕业生计划,并且进入巴尔的摩空军航空分部(现在是防务和电子系统中心 )的一个雷达研发小组,该小组由哈里.史密斯(Harry Smith)带领——他同时也是1984年先锋奖的获得者。自1993年从西屋电气退休之后,他仍然以一名咨询师的身份继续工作。他早期的工作包括美国空军的第一部脉冲多普勒雷达(AN/APG-55)、第一部实用的空基多普勒雷达、空军的目标指示器(AN/DPN-53)和海军的机载TWS多普勒雷达(AN/APQ-81)。

1964年他开始为空军空中指挥部(Airborne Command Post)工作,于1966年在ORT(Overland Radar Technology)项目中进行一个AWACS技术的演示,随后他继续参与AWACS支持项目,直到1972年预警机 (其实就是E-3)首飞。之后他也参与了各个版本AWACS雷达的生产,研究和改进各种方案。

斯基尔曼先生也曾经参与过其他很多项目,比如海上巡逻机(MPA)、双基报警和提示(BAC)、静默雷达(QR)、先进机载监视雷达(AASR)、数字波束形成(DBF)和多功能监视雷达(MRSR),他拥有3个专利和19个发明,并写过很多相关的书籍和技术论文,曾在西屋电气的雷达学校执教了19年之久。
斯基尔曼先生目前生活在马里兰州卡顿斯维尔(Catonsville, MD)的查尔斯退休社区(Charlestown Retirement Community),他的邮箱是:wskillman@aol.com



译者注:

AN/APG-55是上世纪50年代西屋电气和美国空军的试验性项目,也是世界上第一部机载脉冲多普勒雷达系统。1956年开始研制,因为是个试验项目实际上有两个型号(分别对应C和X波段),先后于1957-1959年装机交付美国空军试验,最后没有装备部队(但却获得了正式编号)。

AN/DPN-53是上世纪50年代西屋电气为波音BOMARC B(CIM-10B)远程防空导弹开发的主动雷达引导头,采用多普勒技术降低地面背景杂波、增强雷达对低空目标的探测,该雷达被改进后也被用于班迪克斯AAM-N-10远程空对空导弹。

AN/APQ-81是上世纪50年代西屋电气为道格拉斯F6D截击机发展的脉冲多普勒雷达,也是世界上第一个有多目标跟踪能力的机载雷达系统。1957年开始研制,最大工作距离达220km,可以在150km的距离上以TWS模式同时跟踪8个目标,并攻击其中的任意1个。配套的导弹就是上文提到的AAM-N-10,主动雷达引导,有效射程185km。




机载预警和控制雷达(AWACS)的发展
Development of the Airborne Warning and Control System (AWACS) Radar


本文是为1995年美国电气和电子工程协会(IEEE)旗下宇航电子系统协会(Aerospace and Electronic Systems Society)的先锋奖(Pioneer Award)而作,该奖项于1995年5月25日在俄亥俄州戴顿(Dayton, Ohio)举行的美国宇航电子学会会议(National Aerospace Electronics Conference)上颁发,文章在1995年10月发表于IEEE 《航天电子系统议事录 Vol.31》(Transactions on Aerospace and Electronic Systems)。为避免收到法院白条就不放原文了,译文仅限学习交流使用,若非原作者或版权所有者同意,一切因商业用途导致的法律纠纷均和译者无关。


“写给所有领导和开发机载预警和控制雷达(AWACS)的人”

"For contributions in the leadership and development of the Airborne Warning and Control System (AWACS)"



作者简介

罗伯特.E.考得理(Robert E. Cowdery)

1926年出生于美国科罗拉多州卡农城(Cañon City, CO),1951年他在科罗拉多大学获得了电气工程的理学学士学位(Bachelor of Science),1974年他在匹兹堡大学完成了管理人员 培训计划并且得到了马里兰州的专业级工程师授权。自大学毕业后他就加入了西屋电气公司(Westinghouse Corporation),直到1986年退休。
在西屋电气的那段时间 ,考得理参与研究、开发、验证和制造截击机火控系统,包括用于火炮、导弹和火箭控制用的模拟计算机和空基下视雷达。考得理先生曾是西屋电气的订单接收人,曾工作在AWACS和摩洛哥防空系统项目,他曾有一个截击机的防撞系统专利。

2013年3月23日,考得理先生在位于银泉的里德伍德退休社区(Riderwood Retirement Community ,Silver Spring)安详离世,享年87岁。


威廉姆.A.斯基尔曼(William A. Skillman)

1928年1月22日出生于美国新泽西州的莱克赫斯特(Lakehurst, NJ),1946年开始在美国海军服役并在之后进入了航空电子科技学校,1952年他在利哈伊大学获得了工程物理的理学学士学位,两年之后的1954年他又在罗彻斯特大学获得了物理学硕士学位。
随后他加入了西屋电气在匹兹堡的毕业生计划,并且进入巴尔的摩空军航空分部(现在是防务和电子系统中心 )的一个雷达研发小组,该小组由哈里.史密斯(Harry Smith)带领——他同时也是1984年先锋奖的获得者。自1993年从西屋电气退休之后,他仍然以一名咨询师的身份继续工作。他早期的工作包括美国空军的第一部脉冲多普勒雷达(AN/APG-55)、第一部实用的空基多普勒雷达、空军的目标指示器(AN/DPN-53)和海军的机载TWS多普勒雷达(AN/APQ-81)。

1964年他开始为空军空中指挥部(Airborne Command Post)工作,于1966年在ORT(Overland Radar Technology)项目中进行一个AWACS技术的演示,随后他继续参与AWACS支持项目,直到1972年预警机 (其实就是E-3)首飞。之后他也参与了各个版本AWACS雷达的生产,研究和改进各种方案。

斯基尔曼先生也曾经参与过其他很多项目,比如海上巡逻机(MPA)、双基报警和提示(BAC)、静默雷达(QR)、先进机载监视雷达(AASR)、数字波束形成(DBF)和多功能监视雷达(MRSR),他拥有3个专利和19个发明,并写过很多相关的书籍和技术论文,曾在西屋电气的雷达学校执教了19年之久。
斯基尔曼先生目前生活在马里兰州卡顿斯维尔(Catonsville, MD)的查尔斯退休社区(Charlestown Retirement Community),他的邮箱是:wskillman@aol.com。



译者注:

AN/APG-55是上世纪50年代西屋电气和美国空军的试验性项目,也是世界上第一部机载脉冲多普勒雷达系统。1956年开始研制,因为是个试验项目实际上有两个型号(分别对应C和X波段),先后于1957-1959年装机交付美国空军试验,最后没有装备部队(但却获得了正式编号)。

AN/DPN-53是上世纪50年代西屋电气为波音BOMARC B(CIM-10B)远程防空导弹开发的主动雷达引导头,采用多普勒技术降低地面背景杂波、增强雷达对低空目标的探测,该雷达被改进后也被用于班迪克斯AAM-N-10远程空对空导弹。

AN/APQ-81是上世纪50年代西屋电气为道格拉斯F6D截击机发展的脉冲多普勒雷达,也是世界上第一个有多目标跟踪能力的机载雷达系统。1957年开始研制,最大工作距离达220km,可以在150km的距离上以TWS模式同时跟踪8个目标,并攻击其中的任意1个。配套的导弹就是上文提到的AAM-N-10,主动雷达引导,有效射程185km。


译者注:AN/APS-20是通用电气和哈泽泰因(Hazeltine)研发的机载预警雷达,同时也是世界上最早的机载预警雷达之一,1949年开始服役,先后装备过多种机型(比如AD-3、AD-4、P2V、WV-2、PBM-5等),后来的AN/APS-70和AN/APS-82其实也是基于该产品。


(译者注:因为通用电气在E-2A雷达竞标中已经被证明足够强大,所以跳过了这一步)




随着相关测试和AWACS概念演示的可行性论证完成,空军蓄势待发,准备进入AWACS项目的合同定义阶段(Contract Definition Phase)。他们所要做的就是说服国防部和国会送钱,而在AWACS项目中事实上没有一个高水平的冠军,所以当鸭子们正在排队时,西屋电气和休斯都将进入AWACS项目的关键技术研发阶段——AWACS支持项目(AWACS Support Program)。(译者注:此时西屋电气和休斯势均力敌)





这个阶段一直进行的比较低调,直到1969年空军宣布项目进入到AWACS的全尺寸合同定义阶段(Full-scale Contract Definition Phase for the AWACS Program),SP一直持续到1970年初,期间共享了系统关键技术的试验部分。空军在1970年7月宣布波音公司和它的B707平台以主承包商的身份赢得了AWACS项目,而西屋电气和休斯将在天上进行AWACS雷达的竞争。对于空军来说,接下来的试验型项目 (Brassboard Program)还能达到一个更广泛的目的,那就是用毫不含糊的手段去证明一个高可用性和可靠性的雷达系统已经可以被实现。


飞行试验结束,我们将稳定且最先进的技术结合其生命周期成本的雷达配置推荐给DDT&E,它将响应完整的AWACS需求。1972年10月,西屋电气作为雷达竞争中的胜者,成为了系统集成演示(System Integration Demonstration)阶段的参与者,一共要在6个共计36小时的航班中进行空基跟踪演示,以证明雷达可以在全套配备下完成任务。这些工作后来在1972年11月完成,为1973年1月DDT&E的全面授权铺平了道路。之后的SID过程在华盛顿完成,我们在一系列的飞行中向很多国会议员和空军官员演示了雷达的性能。


由于这些争议的原因,1974年中旬参议院军事服务委员会(Senate Armed Services Committee)要求国防部提供AWACS能你在欧洲中部战区的干扰环境下工作的证明。由此国防部旗下的研究与工程部(Research and Engineering)召开了“特别委员会关于AWACS对ECM的抗性”会议来调查相关性能,该委员会是由加州大学(University of California)旗下利弗莫尔实验室(Livermore Laboratories)的哈罗德.史密斯(Harold Smith)博士主导,委员会利用空基天线测量和地面注水形式的ECM测试,再加上其他很多数据进行分析。1974年底,结论坚实的证明了AWACS能够在ECM环境下工作,因此国防部通知国会AWACS能够面对ECM环境的威胁。




生产过渡阶段(Transition To Production: DDT&E)

在DDT&E阶段,试验型雷达做了很多的更改以适应实际制造的需要,这是由于试验型主要设计来用于进行测试,重量和可靠性等因素是次要考虑的。

首先,硬件方面几乎被重新分区和安置了。接收和数据处理设备被安装在了机舱,发射机被做成了更小的模块,天线进行了重新设计以便移相器在扫描时能够比试验型的更加灵敏。额外的带有自动切换器的冗余配置被建立,以便进行测试和故障隔离,从而使AWACS达到一个很高的可靠和可维护性能。



然而1975年初,第一次生产授权又在国会引起了广泛的争议,因为生产型雷达的试验飞行将在年底开始,但在这之前又发现了很多因新设计导致的问题。

最大的一个惊喜在于传说中的Fo Ringing又回来了,然而理论上来说生产型的旋转接头设计已经消除了这个问题,经过相当多的测试之后我们发现发射机功率放大器才是罪魁祸首,该管的冷却系统在重新设计的过程中,其腔室的直径被大大增加了,增大的空腔在RF的路径上收集和消耗着能量。在新设计当中,这个腔室内靠近雷达底部的位置发生了共振,导致当期运行在低频段时储存的能量泄露到了接收机当中,就像在试验型雷达中发生的那样。随后我们将空腔的尺寸进一步增大了,将共振从雷达的波段上移除,基本上解决了Fo Ringing。




生产过渡阶段(Transition To Production: DDT&E)

在DDT&E阶段,试验型雷达做了很多的更改以适应实际制造的需要,这是由于试验型主要设计来用于进行测试,重量和可靠性等因素是次要考虑的。

首先,硬件方面几乎被重新分区和安置了。接收和数据处理设备被安装在了机舱,发射机被做成了更小的模块,天线进行了重新设计以便移相器在扫描时能够比试验型的更加灵敏。额外的带有自动切换器的冗余配置被建立,以便进行测试和故障隔离,从而使AWACS达到一个很高的可靠和可维护性能。


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2016-8-7 23:08 上传


然而1975年初,第一次生产授权又在国会引起了广泛的争议,因为生产型雷达的试验飞行将在年底开始,但在这之前又发现了很多因新设计导致的问题。

最大的一个惊喜在于传说中的Fo Ringing又回来了,然而理论上来说生产型的旋转接头设计已经消除了这个问题,经过相当多的测试之后我们发现发射机功率放大器才是罪魁祸首,该管的冷却系统在重新设计的过程中,其腔室的直径被大大增加了,增大的空腔在RF的路径上收集和消耗着能量。在新设计当中,这个腔室内靠近雷达底部的位置发生了共振,导致当期运行在低频段时储存的能量泄露到了接收机当中,就像在试验型雷达中发生的那样。随后我们将空腔的尺寸进一步增大了,将共振从雷达的波段上移除,基本上解决了Fo Ringing。


2016-8-7 23:09 上传



(译者注:猎迷雷达(Nimrod Radar)计划,指的其实是Nimrod AEW3,它是BAE于上世纪70-80年代在猎迷机体上研制的预警机。1980年首飞,1984年服役。使用Thorn.EMI公司开发的阿古斯2000预警系统,其雷达和海王预警直升机上的属于同系,但由于成本和性能问题,生产的8架飞机仅服役两年就全部退役)


罗伊.默克(Roy Mock)、哈里.史密斯(Harry Smith)、鲍勃.考得理(Bob Cowdery)、马文.艾森巴赫(Marv Eisenbach)、查理.卡尔霍顿(Charlie Calhoun)、吉姆.帕顿(Jim Patton)、约翰尼.皮尔森(Johnnie Pearson)、克利夫.瑞安(Cliff Ryan)、杰伊.菲(Jay Fay)、路易斯.海泽(Lewis Heyser)、迪克.迈克马斯(Dick McComas)、丹.希利(Dan Healey)、弗里曼.福禄克(Freeman Frugé)、汤姆.菲尔(Tom Fell)、戴夫.穆尼(Dave Mooney)


好文,非常感谢楼猪转帖
技术名词有点多看不懂,但支持楼主多翻译技术类文章。
好文章,有深度,多谢楼主
楼主,你太牛了
学习了,好资料,多谢楼主!
多谢大神提供学习资料!
感谢楼主分享~

“从雷神使用的低PRF技术(明确的范围,模糊的多普勒),到休斯使用的中PRF技术(在范围和多普勒中取得均衡),再到西屋电气采用的高PRF(明确的多普勒,模糊的范围)”这里把低 PRF(脉冲重复频率)解释为测距不模糊,测速模糊,中PRF解释为两者妥协折衷,高PRF解释为测速不模糊,测距模糊更通顺些吧。还有就是“基于快速傅立叶变换(FTT)原理的”这里FTT应为FFT~一点小疏忽
好文章,好资料,学习了!
翻译辛苦, 可以作为文献参考。 但是毕竟隔了10年了, 有些要与时俱进看待
战斗鹰 发表于 2016-8-8 13:54
感谢楼主分享~

“从雷神使用的低PRF技术(明确的范围,模糊的多普勒),到休斯使用的中PRF技术(在范围 ...
你补充得很及时
战斗鹰 发表于 2016-8-8 13:54
感谢楼主分享~

“从雷神使用的低PRF技术(明确的范围,模糊的多普勒),到休斯使用的中PRF技术(在范围 ...
谢谢指教,本人非雷达专业,原文的语句就很模糊,我是尽量按原文翻译的
真正的精华帖啊,这才是超大的水平
失落的天堂 发表于 2016-8-11 15:42
谢谢指教,本人非雷达专业,原文的语句就很模糊,我是尽量按原文翻译的

欢迎你去这个群~~514163590(超大科普编作者俱乐部),许多技术问题就可以问到了。说是我推荐的就可以了。。。