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雷达工作的电子原理与声波反射原理非常相似。如果你对着声音反射物体的方向（如岩石峡谷或洞穴）大喊大叫，你会听到回声。如果你知道空气中的声速，你就可以估计物体的距离和大致方向。如果已知声速，回声返回所需的时间可以粗略地转换为距离。 雷达使用电磁能量脉冲的方式大致相同，如图1所示。射频 （rf） 能量被传输到反射物体并从反射物体反射。反射能量的一小部分返回到雷达组。这种返回的能量被称为 ECHO，就像它在声音术语中一样。雷达组使用回波来确定反射物体的方向和距离。 相控阵雷达的天线是固定面板，与当前天气雷达上的旋转天线盘不同。这些碟子需要四到五分钟才能机械地旋转和向上倾斜，因为它们对雷达周围的整个大气层进行采样。相比之下，相控阵雷达没有活动部件，因此可以在不到一分钟的时间内扫描整个天空。操作员还可以通过电子方式控制其光束，以专注于感兴趣的区域，从而在恶劣天气区域获得更多信息。
第一台AN/SPY-1雷达部署于近40年前，如今该系统及其变体仍然是美国海军和导弹防御局行动的重要组成部分。AN/SPY-1是美国海军导弹驱逐舰和巡洋舰上宙斯盾作战系统的主要火控雷达。本演讲对AN/SPY-1雷达和宙斯盾进行了高层次的介绍，涉及早期发展并描述了宙斯盾舰艇和任务角色。简要介绍了最近的关键能力升级，例如宙斯盾弹道导弹防御系统（BMD）、岸上宙斯盾和海军综合火控-反空中防御（NIFC-CA）。演讲最后介绍了未来几年推进宙斯盾能力的当前计划，例如防空和导弹防御雷达（AN/SPY-6）的开发。
AN/SPY-1 雷达是一种 S 波段多功能无源电子扫描阵列 （PESA），具有四个固定阵列面。该雷达提供对空中、水面和导弹威胁的 360° 空中监视、探测、跟踪和辨别，并支持多种导弹拦截器。AN/SPY-1已经从单一平台防空系统发展成为一个灵活的多任务平台。在其使用寿命期间，AN/SPY-1 的开发不断突破雷达技术的界限，因为具有挑战性和不断变化的要求集（例如，较短的交战时间线、交战导弹支援的高精度跟踪、导弹防御应用、同步多任务性能以及不利传播条件下的杂波缓解）。本简报从开源材料中提取，为观众提供 AN/SPY-1 计划、船舶和任务区域的背景和高级视角。
AN/SPY-l雷达系统是主要的空中和地面雷达 用于安装在提康德罗加（CG-47）中的宙斯盾作战系统，以及 阿利·伯克（DDG-51）级战舰。它是一种多功能相控阵 能够搜索、自动检测、过渡到跟踪、跟踪的雷达 空中和地面目标，以及导弹交战支援。传统的机械旋转雷达在天线每旋转 360 度期间，当雷达波束击中目标一次时，就会“看到”该目标。然后需要一个单独的跟踪雷达来攻击每个目标。相比之下，AEGIS系统的计算机控制的AN/SPY-1A相控阵雷达将这些功能整合到一个系统中。“SPY”的四个固定阵列同时向各个方向发出电磁能量束，连续提供 同时对数百个目标进行搜索和跟踪。
优势
弱点
SPY-1 雷达计划始于 1970 年代初，是 AEGIS 武器系统开发和采购过程的一部分。已经交付了三个版本的雷达。
SPY-1D（V）雷达升级是SPY-1D的最新改进。The SPY-lD( V）从1998财政年度开始，沿海雷达升级将取代SPY-1D在新建造的舰艇上，并将从大约2003年开始部署在DDG 51 Flight IIA舰艇上。这种雷达的第三种变体，称为濒海作战雷达，将提高雷达在重杂波环境和存在强烈电子对抗的情况下对低空、雷达截面减小目标的能力。SPY-1D雷达系统是一种多功能、相控阵、三维（距离、高度和方位）雷达，可对空中和地面目标进行搜索、自动探测和跟踪。SPY-1D还为SM-2导弹提供中途制导，并展示了跟踪战区弹道导弹的能力。AN/SPY-1D（V）正在开发中，用于安装在一些Flight IIA舰艇上，是一种改进型 系统对杂波中的目标具有更好的性能，额外的移动目标指示器 （MTI） 波形，以及更强的对抗欺骗性电子攻击措施的能力。
1996年5月，作战试验和评估部队指挥官在摩尔斯敦场址进行了SPY-1D（V）雷达升级的初步作战试验。在地面环境中测试海军雷达的挑战是巨大的。该站点缺乏动态海杂波、海洋大气异常和非常低的飞行目标。陆基站点的这些局限性通过广泛使用模型和模拟得到了克服。这些模型和模拟复制了海上作业环境，提供了模拟的海杂波、大气、目标和电子干扰。所有模型和模拟在经过严格的验证后，都获得了用于此测试的认证 验证程序以确定其适用性。在成功的操作测试后，SPY-1D（V）于1996年12月被海军助理部长（研究、开发和采购）批准用于限速初始生产。 目前的资金完成了对当前AN/SPY-1D雷达的升级，即工程开发模型4B（EDM-4B）的开发，以增强其在日益严酷的电子中对抗低截面掠海目标的能力 对策和近陆杂波环境。这些变化发生在发射器、信号处理器和雷达控制计算机程序中。1999财政年度将开始为ARLEIGH BURKE（DDG 51）级舰艇开展两项新的工作。首先，支持弹道导弹防御组织（BMDO）计划，该计划正在开发一种通用的、可后备的战区雷达升级信号处理器，以提供负担得起的战区外大气层外鉴别能力。其次，将AN/SPQ-9B雷达集成到AEGIS武器系统中，以提高应对先进低空威胁的能力。
AN/SPY-1 雷达的扩展通用信号处理器设计包括高级 AAW 功能和特性。扩展的信号处理器设计将增加AAW功能，并利用目前通过TBMD资金追求的通用信号处理器的TBMD功能设计。先进的AAW功能将实现自适应数字信号处理，以提高低空杂波抑制性能和ECCM功能。 AN/SPQ-9B雷达（或ts高级型号）在宙斯盾武器系统中的安装和集成将包括驱逐舰和巡洋舰后备的剩余改装工作。
陆军/海军联合电子型号命名系统/AN/SPY-1雷达对美国海军的空中雷达基础设施至关重要，是海上和陆地宙斯盾弹道导弹防御系统的关键组成部分。美国海军巡洋舰和驱逐舰除了一些外国舰艇外，还使用SPY-1进行宙斯盾海基弹道导弹防御，而在陆地上，雷达系统则由宙斯盾岸基导弹防御基地使用。SPY-1雷达由洛克希德·马丁公司开发，最初设计为防空系统，但已升级为包括弹道导弹防御（BMD）能力。SPY-1 的无源电子扫描系统由计算机控制，使用四个互补天线，以提供 360 度全覆盖。它在S波段工作，是一种多功能相控阵雷达，能够搜索、自动探测、过渡到跟踪、跟踪空中和地面目标以及导弹交战支持。 SPY-1可以保持连续的雷达监视，同时一次自动跟踪100多个目标。关于SPY-1探测范围的公开数字声称，它可以在超过165公里的范围内探测到高尔夫球大小的目标。当应用于弹道导弹大小的目标时，SPY-1雷达的射程估计为310公里。该系统专为蓝水和沿海作业而设计，但必须修改 SPY-1 配置以查看地形上方，以避免因陆地杂波而造成过多的虚假目标。为缓解这一技术问题而进行的配置更改使 AN/SPY-1 更难识别和跟踪低目标和快速目标。
区域防御 - 交战能力 宙斯盾弹道导弹防御系统能够探测、跟踪、瞄准和拦截巡航导弹和弹道导弹目标。在探测和识别区域导弹威胁后，宙斯盾弹道导弹防御系统可以使用由SPY-1提供的跟踪信息引导的标准导弹变体与目标交战和拦截。配备宙斯盾弹道导弹防御系统的巡洋舰和驱逐舰能够在雷达“看到”导弹运动后10秒内拦截短程和中程弹道导弹。 国土防御 — 远程监视和跟踪 BMD巡逻的宙斯盾驱逐舰使用SPY-1探测和跟踪洲际弹道导弹，向弹道导弹防御系统（BMDS）报告跟踪数据。BMDS共享跟踪数据以提示其他导弹防御传感器，并向位于阿拉斯加格里利堡和加利福尼亚州范登堡空军基地的陆基中段防御（GMD）拦截器提供火控数据。迄今为止，已有21艘宙斯盾巡洋舰和驱逐舰升级为远程监视和跟踪能力。海上跟踪事件和飞行试验验证了跟踪洲际弹道导弹的能力，并展示了跟踪数据（跨越九个时区）长距离传输的连通性和可靠性，这对于支持导弹防御态势感知、目标获取和交战是必要的。
部署 所有宙斯盾弹道导弹防御系统都采用了AN/SPY-1雷达的变体，无论是在陆地上（陆上是宙斯盾）还是在海上，无论是在提康德罗加（CG-47）级宙斯盾巡洋舰上还是在海上，在阿利·伯克（DDG-51）级宙斯盾驱逐舰上。截至 2018 年 12 月，美国海军共有 38 艘具有宙斯盾弹道导弹防御能力的战斗舰、5 艘巡洋舰 （CG） 和 33 艘驱逐舰 （DDG）。在38艘船中，20艘分配给太平洋舰队，18艘分配给大西洋舰队。拥有宙斯盾弹道导弹防御能力舰艇的美国盟国，即日本、韩国、挪威、西班牙和澳大利亚，也使用SPY-1。 “陆上宙斯盾”使用的SPY-1雷达与“宙斯盾”海上使用的雷达几乎相同。目前，只有一个活跃的陆上宙斯盾基地，位于罗马尼亚的Deveselu军事基地，还有一个在波兰正在建设中。在夏威夷考艾岛还有一个额外的陆基测试设施。
SPY-1 变体目前，美国舰艇上部署了四种不同的SPY-1雷达变体。最初的 SPY-1 变体是雷达的测试版本，从未部署过。SPY-1A和1B型由宙斯盾巡洋舰装备，在两个甲板室中各有两个天线面，而SPY-1D和1D（V）型由宙斯盾驱逐舰装备，有四个天线面，每个天线的方位角覆盖度略高于90°。所有针对BMD升级的美国宙斯盾系统都配备了1B、1D或1D（V）版本。
宙斯盾舰队现代化的下一个努力被称为宙斯盾ACB 20，它要求新版本的DDG-51驱逐舰配备一种称为AN/SPY-6的新雷达，它比SPY-1更有能力进行BMD和防空战（AAW）。这些新型DDG-51驱逐舰目前计划于2023年服役。
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