APAR
O Active Phased Array Radar (APAR) é o radar do sistema de Guerra Antiaérea (AAW) do programa Tripartite Frigate Cooperation (TFC-AAW). O sistema inclui também o radar SMART-L de vigilância aérea e lançadores verticais Mk-41 VLS para mísseis SM-2 Standard e ESSM.
O APAR será primeiro e uma nova geração de radares marítimos. Usa tecnologia do programa de demonstração EXPAR (Experimental X-band Phased Array Radar) da TNO-FEL/Signaal de 1989.
O programa foi iniciado em 1993 e adotado em 1994 como parte do sistema AAWS Anti-Air Warfare System (AAWS) para fragatas F-124 alemã, De Zeven Provincien (LCF - Luchtverdedigings en Commando Fregatten) holandesa e F-100 espanhola. A Espanha saiu do programa e o Canadá entrou posteriormente.
O sistema completo TFC-AAW foi desenvolvido por um consórcio formado pela Thales holandesa (ex Signaal), Northen Telecom, EADS, Euroatlas, Comdev, Stork Canada e várias subsidiarias da Lockheed Martin e Thales.
O contrato inicial de US$125 milhões com a Hollandse Signaalapparaten foi feito em 1995 para desenvolver o radar. A Signaal é líder do projeto e responsável pela engenharia do sistema, gerenciamento do programa, unidades de processamento, projeto da antena e fabricação. A DASA fabrica as unidade processamento, gerador de ondas. A Epro, Sican e Euroatlas alemãs fazem o suprimento de energia. O Canadá participa com Northern Telecom que produz os TRM.
Foram encomendados sete radares APAR para Holanda (4) e Alemanha (3) para fragatas classe De Zeven Provincien LCF e F-124 Sachsen. Os sete radares encomendados custaram US$200 milhões. A Tortehn Telecom recebeu um contrato de US$91 milhões para fabricar os TRM.
A influencia americana é obvia devido a configuração de quatro antenas fixas. Já as diferenças são varias. O APAR usa radar AESA ao invés e varredura passiva. O AEGIS precisa de iluminação SARH para guiagem terminal enquanto o APAR guia o míssil do lançamento até o impacto. Isto significa uma operação em frequência mais alta para dar precisão final.
O APAR opera na banda I (8-10 GHz). A banda I foi escolhido para detecção no horizonte ao invés de alcance e é compatível com os mísseis ESSM e SM-2. O alcance nominal é menor mas com maior precisão de acompanhamento. A resolução de longo alcance é de menos de 1 metro e pode usar técnicas de reconhecimento de alvos não cooperativos (NCTR). O radar mapeia o litoral para relacionar retornos e evitar sinais espúrios.
Cada antena tem 3.424 elementos, controladas em quatro antenas de 856 elementos em 64 colunas. Cada antena faz varredura de 70 graus de elevação e 120 graus em azimute cobrindo 360 graus e com sobreposição entre elas. Cada antena tem seu próprio processador de sinais, unidade de processamento de dados e duas usam o mesmo sistemas de gerenciamento e acompanhamento.
O sistema pode formar mais de 1.000 feixes independes para várias funções simultaneamente ou mais de 500 feixes por segundo produz. Os modos originais incluem busca no horizonte, acompanhamento de alvos múltiplos, apoio de guiagem de mísseis (SARH), apoio de fogo naval, busca de pontaria, busca de volume de back-up e busca e acompanhamento de superfície.
O desempenho publicado cita alcance contra alvos voando baixo de 75km, acompanha até 250 alvos a 150 km para acompanhamento monopulso de 250 alvos e busca de superfície de 32km. Até 16 alvos podem ser engajamentos simultaneamente com 32 mísseis no ar do tipo RIM-7P, SM-2MR Block IIIA/B, SM-2ER Block IVA ou ESSM. Na iluminação final, o radar usa modo de iluminação de onda continua intermitente (ICW).
Cada coluna do radar tem oito TRM.
Arquitetura do APAR.
O radar pesa 20 toneladas sendo metade no mastro. Cada antena pesa 2 toneladas. Os TRM tem 5W de potência podendo produzir até 85kW por face. O radar pode perder 5% sem degradar o desempenho. A antena é protegida com tecido Teflon sob pressão e refrigerado a liquido por ser mais eficiente.
A Espanha saiu do projeto e escolheu o radar SPY-1D em 1995. para equipar suas fragatas F-100.
O Canada deve equipar quatro fragatas Halifax na modernização de meia via após 2005. Os estudos iniciais indicou que precisará de lastro com ganho de 105 toneladas ou um "plug" de 10 metros para acomodar o novo sistema. Durante a construção da classe estava previsto que o segundo lote deveria ser aumentado mas foi abandonado no projeto. Esta extensão agora voltou a ser pensada.
O APAR foi proposto para o programa TF2000 turco, KDX-3 da Coréia do Sul. A fase 4 do Warfighting Improvement Programme (WIP) ou projeto SEA 1348 australiano para modernizar as fragatas ANZAC prevê um radar de varredura eletrônica de quatro faces para dar capacidade antimissil por volta de 2004.
A US Navy estuda um radar multifuncional desde 1996 com o projeto Akcita para radar banda I entre outros e o APAR é uma das propostas.
O APAR pode ser instalado em navios de até 1.500 toneladas com cuidados para peso nas partes altas. Uma versão menor em 2005-2010 foi planejado. Existem estudos de uma antena de três faces com metade do tamanho capacidade de controlar mísseis e canhões ou uma antena rotativa sem capacidade de iluminar alvo.
O APAR será auxiliado pelo SMART-L para busca de volume.
Fragata alemã F-124.
Fragata holandesa De Zeven Provincien.
O SEAPAR (Self-defense ESSM Active Phased-Array Radar) operando na banda I/J foi proposto para controle de tiro do míssil ESSM pela Raytheon e Thales a partir de 2006. O SEAPAR usaria tecnologia do SPY-3 e APAR por isto seria chamado "baby APAR" ou "baby SPY-3". O peso seria de 25-30% do APAR. Terá 3 ou 4 faces e deve ser capaz de engajar 4 alvos simultaneamente com 8 mísseis no ar através de guiagem por onda contínua intermitente e datalink. Faz busca no horizonte a 30km e busca de volume limitada a grande elevação.
O SEAPAR foi proposto para navios menores que fragatas.
O ESSM está previsto para ser instalado em mais de 250 navios. O ESSM é uma modernização cinemática do RIM-7P da OTAN em serviço desde 1991. O ESSM é capaz de manobrar a 50g e tem alcance de 30km e vetoramento de empuxo (TVC).
O SMART-L, parte do sistema AAWS, é um radar 3D de busca de volume que opera na banda D volume busca, alerta antecipado, controle de caças, defesa de área e auto-defesa. O radar detecta e inicia o acompanhamento de até 1000 alvos aéreos a até 400km. É capaz de detectar alvos furtivos em ruído de fundo terrestre a até 55km e tem capacidade contra mísseis balísticos. Faz 12 rotações por segundo com cobertura de 360x70 graus e produz 16 feixes sobrepostos com 14 acima do horizonte que podem ser comprimidos em 8 para contrapor interferência. O SMART-L faz fusão de dados através do AAWS com o IRST Sirius, IFF, ESM, datalink e APAR, além de analise de situação, controle de armas, execução e monitoração de engajamento e guiagem de mísseis.
EMPAR
O sistema European Multifunction Phased Array Radar (EMPAR) da Alenia Marconi System foi projetado para ser o sensor de defesa aérea primário da fragata Horizon, originalmente projetada para a França, Itália e Reino Unido.
O primeiro estudo do EMPAR foram iniciados na Itália em 1986 com a Alenia. Assim nasceu o MFR-1C. Em 1989, quando o programa Famille des systèmes Surface-Air Futurs - FSAF foi iniciado, foi decidido que a variante italiana do SAAM-IT (míssil Aster) iria usar o radar MFR-1C melhorado chamado EMPAR.
O EMPAR é um sensor controlado pelo sistema Principal Anti-Air Missile System (PAAMS) que é o sistema de combate principal do navio. O PAAMS também inclui os mísseis Aster 15 e Aster 30, o lançador vertical Sylver A-50 e suplementado pelo radar de vigilância de longo alcance S1850M.
O EMPAR usa uma antena rotativa (60 rpm) operando na banda C (4-8GHz) com modo primeira a 5,6GHz. A potência é controlada por software com peco de saída de 120W e usa compressão de pulso digital. Realiza vigilância, acompanhamento de alvo e controle de mísseis.
A antena é formada por 2.160 elementos transmissores e produz um feixe de cerca de 2,6 graus, apontado em um arco de 45 graus horizontal e 60 graus vertical. O sistema pode fazer acompanhamento monopulso em 69 alvos de alta prioridade de 231 de baixa prioridade, com razão de dados ajustável para cada alvo. Os 50 alvos prioritários podem ser acompanhados com precisão suficiente para engajamento imediato, mas não simultaneamente. Suspeita-se que possa controlar até 24 mísseis no ar ao mesmo tempo engajando 12 alvos.
A antena do EMPAR pesa 2,56 toneladas.
O alcance de detecção contra alvos de RCS de 10m2 é de 180km, ou 120 para alvos com RCS de 2m2 e 50km para alvos de RCS de 0,1m2 como mísseis antinavio. O EMPAR tem capacidade de apagar lóbulos laterais e mapear interferência, usa agilidade de frequência e faz adaptação de forma de feixe.
Uma limitação significativa do sistema é a forma da antena. Ao contrário do SPY-1 e outros sistemas de cobertura de 360 graus, o EMPAR usa uma antena rotativa única de varredura eletrônica passiva, refrigerada a água, inclinada a 30 graus. Foi uma decisão baseada no custo, e significa que o sistema tem capacidade reduzida para cobrir ataque de saturação de várias direções, como o radar Top Dome dos navios Kirov/Slava russos. Por outro lado, o Aster precisa apenas de atualizações intermitentes de meio curso e usa guiagem terminal ativa, não precisando do EMPAR por toda a duração do engajamento.
O conceito operacional requer que o radar S1850M faça a detecção de alvos a longa distância, e o passa para o EMPAR quando se aproxima ou constitui uma grande ameaça. O S1850M ou Smartello, antes T1850, mistura tecnologia do SMART-L e Martelo.
Fragata Horizon modelo italiana.
SAMPSON
Quando a Royal Navy se retirou do programa Horizon, para fazer um navio com características próprias para o seu contratorpedeiro Type 45 classe Daring, não foi abandonado o uso do sistema PAAMS. Porém o radar EMPAR foi substituído pelo radar de varredura eletrônica ativa Sampson da BAe Systems.
A Royal Navy estava insatisfeita com o desempenho do EMPAR e tinha requerimentos mais existentes como cobertura de 360 graus continua. O Sampson usa duas antenas AESA, uma de costas para a outra, em uma montagem única rotativa. A rotação é de cerca de 30 rpm com maior razão de dados que o EMPAR, pois as duas antenas equivale a girar a 60rpm.
Um radar AESA também significa formar múltiplos feixes independentes, com maior capacidade multialvo e maior alcance contra alvos de baixo RCS, menor razão de alarmes falsos e maior precisão de acompanhamento.
Cada antena tem 640 TRM, cada um ligado a quatro antenas, formando um arranjo de 2.560 elementos emitindo a um pico de potência de 25kW por face, comparado com máximo de 10kW de um radar convencional. Por operar geralmente a baixa potência, o radar é refrigerado a ar para diminuir a assinatura IR e por ser mais barato que sistemas refrigerado a água, mais leve e mais confiável.
Os TRM são controlados por software com comandos por fibra ótica. O feixe principal pode ser apontado num arco de 60 graus em azimute e sem limite de elevação.
O software também tem capacidade de realizar modos de avaliação de incursão, estimar tamanho físico do alvo e reconhecimento de alvos não cooperativos (NCTR), proteção contra mísseis anti-radar, avaliação de danos de batalha e maior potência.
A banda S foi escolhida para facilitar o trabalho de detectar alvos pequenos na presença de chuva e ruído de fundo/terra que é mais difícil em frequência maiores. O Sampson tem capacidade de agilidade de frequência de banda larga.
O desempenho não foi publicado. Fontes não oficiais citam a capacidade de acompanhar alvos a mais de 400km; acompanhar 500 a 1000 alvos; engajar 12 simultaneamente com o ASTER. O PAAMS não precisa de iluminação terminal como o SPG-62 do sistema Aegis usado para controlar os mísseis Standard e o APAR faz a iluminação por si mesmo e tem uplink integrado para o Aster 15/30.
O desempenho é tal que não é necessário a instalação do radar S1850M das fragatas Horizon Italianas e francesas que usam o EMPAR por ter capacidade de alerta antecipado com a banda S. A BAe Systems alega que a configuração do Sampson não é tão pesada quanto a configuração de quatro antenas fixas do SPY-1 e pode ser colocado em mastro alto.
A banda S é boa para manter a antena em bom tamanho, leva menos tempo que banda I para ir em todos lugares e com menos limite de alcance, podendo usar técnicas de maior resolução.
O Sampson poderá usar banda I de iluminação para RIM-7P, ESSM e SM-2 se necessário, mas usa a mesma banda do radar SPY-1 mas tem que ter um radar dedicado para iluminação.
O Sampson pode realizar busca longo alcance, médio alcance, busca no horizonte de alta velocidade, faz busca de grande angulo, alvos múltiplos, acompanhamento de alvos e multicanais de tiro, guiagem de meio curso e classificação de alvos. Faz defesa de aérea para a fragata Type 45 sem necessitar de radar banda D de longo alcance para compilar quadro aéreo e vetorar caças. O alcance e de 400km.
Aspecto inicial do Sampson. O radar terá duas faces para ter a razão de dados necessária para lidar com alvos altamente manobráveis. Pesa menos de 5 toneladas e os sistema adicionais ficam em seis gabinetes e consoles.
O primeiro sistema de radar naval de nova geração foi o demonstrador MESAR (Multifunction Electronically Scanned Adaptive Radar) do DERA britânico (atual QinetQ). Conceito proposto para substituir sitema mísseis Sea Dart iniciado em 1977. Passou a se chamar projeto Sampson para ser instalado nos programas NFR-90 e Common New Generation Frigate (CNGF) que já foram cancelados. Outros países participantes do programa iniciaram projetos próprios como o APAR e EMPAR.
A fase 1 do MESAR teria 156 módulos com potência de saída máxima de 2W por TRM e foi iniciado em 1986. A fase 2 foi iniciada em 1990 e o demonstrador completo de face única foi testado em 1993.
O MESAR 2, mais completo e com 1.264 TRM, ou 25-30% dos elementos, com 10W potência, ficou pronto em 1995. Foi fabricado pela Siemeens Plessey. Foram gastos US$ 160 milhões em 17 anos incluindo fundos próprios da Siemens.
O Sampson é um dos elementos do PAAMS, mais um VLS Sylver ou Mk41, um radar de busca de volume na banda D SMART-L, um sistema de comando e controle e o míssil Aster.
A Siemens (atual BAe System) chegou a estudar um derivado do MESAR conhecido como Spectar com 2.560 TRM e peso de 2,5 toneladas para navios de 1000t. Consumiria 100kW contra 175kW do Sampson e com desempenho degradado. Competiria com o AWS-9/Type 996 e não precisa de radar de acompanhamento o que o torna barato. Girando a 60rpm pode manter cobertura 360 graus e realizando acompanhamento e guiagem de meio curso de mísseis superfície-ar. A razão de atualização seria de 2 segundos contra alvos a menos de 30 graus no horizonte a 40km e 4 segundos contra alvos altos a mais de 30km. O modo de busca tem razão de dados de 4 segundos contra alvos a 200km e 2 segundos a 25km. Em 1993 o MESAR mostrou que pode resistir a 10-12 interferências nos lóbulos laterais e um no lobo principal ao mesmo tempo sem afetar funções. Isto resultou em novas formas de onda que darão maior capacidade de contra-contramedidas ao Sampson.
Antena atual do Samson. A BAe Systems recebeu um contrato US$ 100 milhões para fornecer 12 radares Sampson para os contratorpedeiros Type 45. O Sampson é resultado de 20 anos de pesquisa. O Sampson poderá ser instalado nos navios do programa. Future Escort que substituirão as Type 23.
Antena do demonstrador de tecnologia MESAR.
Os estudos do radar ARABEL foram iniciados em 1982 em cooperação com o Ministério da Defesa Francês e a Thomson-CSF AIRSYS. Estes estudos tiveram sucesso e foram concluídos com testes em Landes. Quando o programa Famille des systèmes Surface-Air Futurs - FSAF (mísseis Aster) foi iniciado em 1989, o ARABEL foi escolhido para ser o radar de controle de tiro do SAAM-FR e SAMP-T.
O Arabel é um radar banda X da Thales. É um radar rotatório que gira a 60 rpm capaz de detectar e atacar alvos múltiplos com os mísseis ASTER. Pode acompanhar 100 alvos e atacar até 10 simultaneamente. O alcance é de 70 km contra alvos com RCS de 2m².Faz parte do sistema PAAMS terrestre e naval.
O Arabel Irá equipar as fragatas Al Riyadh (F3000S) da Arábia Saudita equipada com dois lançadores óctuplos Sylver com mísseis Aster 15. O mastro piramidal fica a frente do hangar e é auxiliado por um radar de busca de volume DRBV 26D Jupiter que opera na banda D.
Também equipa o NAe francês Charles De Gaulle equipado com dois lançadores óctuplos Sylver com mísseis Aster 15.
Antena do radar Arabel.
A variante naval foi instalada no navio "Ile d'Oléron" para testes. O segundo foi instalado no "Charles de Gaulle" (foto). A versão terrestre do ARABEL faz controle de tiro do SAMP-T. O radar tem um up-link para passar mensagens para o míssil mudar de direção ao calcular a trajetória necessária para que o seu radar interno possa detectar e trancar no alvo.
Mars-Passat (Sky
Watch)
O radar russo Mars-Passat foi visto nos NAe Baku no inicio da
década
de 80 por satélites de reconhecimento. O radar foi chamado de
Sky
Watch pela OTAN.
O radar foi introduzido em serviço junto com outros radares de
varredura
eletrônica russos como o Zaslon do MiG-31 e o Flap Lid dos
sistema
SA-10. Os soviéticos já aviam introduzido radares 3D com
varredura
vertical eletrônica equivalentes ao SPS-48 americano e
demonstraram
a capacidade de produzir elementos pequenos com o Zaslon. Os cruzadores
Kirov
e Slava entraram em serviço com a capacidade de engajar alvos
múltiplos
graças a guiagem TVM do radar Top Dome.
O Sky Watch foi instalado no Baku que trocou de nome várias
vezes
até entrar em serviço com Admiral Kusnetsov. Foi
planejado
a instalação de um sofisticado sistema integrado de
gerenciamento
de batalha aérea semelhante ao SCANFAR e o AEGIS.
O sistema teve problemas técnicos e o navio entrou em
serviço
cinco anos após ser lançado (1987). Logo foi notado que
nem
todos os componentes do sistema foram instalado como as antenas. Os
problemas
tinham mais a ver com o software que com o hardware. Por outro lado, o
A-50
era o equivalente aéreo e entrou em operação sem
problemas.
O sistema foi abandonado e o NAe Varyag teve a superestrutura alterada
e
receberia antenas convencionais se completado.
Antenas do
Mars-Passat no Admiral
Kusnetsov.
Próxima Parte: Radares de Caças
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