左为部署在NOR断崖边的RSTER-90。右为IDPCA阵面,共有72个单元

1993年在NOR的一些实验设备。Jammers被用于上文中没提到的另一次实验

搭配IDPCA阵列实验。采用了STAP相关技术后,目标讯号可以不被杂波讯号淹没

上文中未提的一次试验,未加入IDPCA阵列但有高功率干扰机干扰(JNR=60db)场景

  整个1993年,RSTER雷达在NOR做了形形色色的实验,为发展STAP技术累积不少宝贵数据。1994年后RSTER雷达也在夏威夷考艾岛的Makaha Ridge和Kokee Park进行部署,同样选在地势高处来模拟空中雷达系统。与底下是沙漠的NOR相比,RSTER雷达在Makaha Ridge和Kokee Park的位置底下是太平洋和海军太平洋导弹靶场设施(Pacific Missile Range Facility,PMRF),整体环境更接近海军预想的场景,得到的实验数据更接近真实。在Kokee Park处的RSTER雷达于1996年1月参与了海军“海军巡航导弹防御先进概念技术展示(Navy Cruise Missile Defense Advanced Concept Technology Demonstration,Navy Cruise Missile Defense ACTD)”计划下的一个实弹拦截试验。在这个试验中,RSTER雷达部属在一个1160米高的山顶上充当空中预警雷达,同时旁边还部署了一个MK-74火控雷达系统。RSTER雷达和MK-74雷达系统都借由“连合接战能力(Cooperative Engagement Capability,CEC)”系统与宙斯盾巡洋舰上的战斗系统相连和分享雷达数据,四架BQM-74E靶机分别从PMRF发射以不同交战脚本进行试验。一架以4570米高度飞行,其余三架则以接近一马赫速度在低空15米高度上飞行来模拟敌方袭来的巡航导弹。【4】低空飞行的靶机由于雷达视界问题没被舰上雷达系统发现,而是由山顶上的RSTER雷达首先发现并引导MK-74雷达一起进行追踪。其中一个交战场景,低空飞行的BQM-74E飞向RSTER雷达所在的Kokee site,最后由CG-70(USS Lake Erie)宙斯盾舰上发射的修改版SM-2 Block IIIA击落(下图的Scenario 2),整个过程USS Lake Erie号上的雷达系统未提供任何目标雷达资讯,所有雷达资讯包含前段的探测、追踪和最后山顶上MK-74进行终端照射都经由CEC系统馈给USS Lake Erie号(但是SM-2的中途上链更新依然由USS Lake Erie号完成)。上述的四个实弹拦截试验就是后来大名鼎鼎的山顶(Mountain Top)试验,CEC连合接战能力系统也从此声名大噪。

舰载雷达系同由于雷达视界问题,无法探测到还位处于远方地平线下模拟敌方低空飞行巡航导弹的靶机。所有目标资讯由山顶上的RSTER雷达和MK-74火控雷达系统经由CEC连合接战系统提供给宙斯盾巡洋舰

四个交战的脚本场景简图

Scenario 2接战图,目标前期由RSTER雷达探测跟踪,并引导(cue)MK-74雷达系统。【5】

  在Kokee处进行一连串ACTD计划演示,位于考艾岛Makaha Ridge的RSTER雷达则同时继续进行由林肯实验室团队和海军合作的多个研究(例如继续发展完善STAP技术),而其中一个值得一提的是把RSTER雷达与为E-2C雷达现代化计划(Radar Modernization Program,RMP)发展的ADS-18S天线做整合测试。前面提过,APAR的Mountaintop program许多成果和特征都用到了E-2C雷达的换代计划,ADS-18S是由诺斯诺普•格鲁曼公司发展的18个通道(每通道所含阵子单元数未知)、能使用STAP技术、工作于UHF波段的线型电子扫描阵列天线。与RSTER雷达早期天线相同,水平方向ADS-18S是采用机械转动,垂直方向则是电子扫描。在真正为RMP计划发展的硬体设备完成前(SiC功率模块发射机、全数字接收机【附录】等),ADS-18S天线取代了RSTER雷达原本在1997年~1998年使用的平面天线并成功完成与RSTER雷达的整合。天线成功测试后,RSTER随即被格鲁曼公司完成的早期RMP硬体设备原型取代,最后整个完整的雷达系统由一架C-130进行飞行搭载测试。

E-2C RMP计划发展的ADS-18S 18通道天线,也是现在E-2D的雷达天线

  除了18通道的ADS-18S天线项目,一个由海军研究办公室(Office of Naval Research,ONR)赞助的54通道环形天线——“UHF频段电子扫描天线先进技术演示(UHF electronically scanned antenna Advanced Technology Demonstration,UESA ATD)”计划也被提出。UESA天线项目做为一种比ADS-18S天线更先进的替代方案,由于是360°环形天线,相比ADS-18S天线,UESA天线本身是不进行机械转动的。

UESA环形天线缩比模型,具有54通道

  但是根据相关文献,UESA虽然天线涵盖360度范围,但实际运作时却仍无法达到实时360度空域扫描。在“Multi-Channel Electronic Scanning Module for an Ultrahigh Frequency(UHF)Circular Array”文件中提到,UESA在运作时是从一个由50到60个SiC功率模块(单个功率模块尖峰功率为10kw)组成的固体发射机将射频功率馈给由数个相邻天线通道组成的天线子阵进行辐射和扫描(文件指出天线子阵所含的通道数量是天线总通道数量一半——27个天线通道),经由数次重组天线子阵、环绕天线一圈以6又2/3度区间间隔依序分区完成360°扫描(详细示意图如下)。虽然曾有期刊研究文献指出UESA的天线子阵应该是由20个天线通道组成【6】,但从一份描述CEC天线体积缩减和UESA发射机/接收机转换模组设计发展(Project Title:CEC Antenna Miniaturization/UESA Switch Module Development【7】)的档案得知,UESA的天线子阵应该是包含了27个天线通道,并且雷达发射机的功率模块数量是54个,运作时由总共54个SiC功率模块组成的发射机(总峰值功率540kw)输给27个天线通道: