日本新型雷达研制耗时30余载
以美国海军SPY-1为契机,相控阵列多功能雷达的优势得到广泛认同。日本和欧洲也在开发和装备了同样方式的雷达的同时,也利用电子技术的进步,开发出与SPY-1不同的产品。
SPY-1雷达采用的是无源相控阵雷达,即经由传送路径,将大电力放射器的放射电力提供给天线阵面上移相器的一种方式。而日本和欧洲开发的是有源相控阵雷达。
有源相控阵雷达将移相器和半导体增幅器组合成模块,无需配备传统的大电力放射器,而是将标准信号放射器的小电力信号提供给各模块。在模块内用移相器改变相位后,信号增强,经通过辐射单元辐射后,形成电波波束。因为天线阵面除了移相器外,还有像半导体增幅器那样的有源部分,因此被称为有源阵列。另外,模块里面除了放大发射电波的部分外,还容纳了放大目标反射接收信号的部分,因此通常被称为发射和接受模块。
在上世纪五六十年代,像SPY-1采用的S波段那样用半导体增幅高周波的技术尚不成熟,需要小型化的舰载多功能雷达很难采用有源相控阵列。只能从传统电子管放射器经由复杂的供电导波管向各移相器提供大电力。然而,随着半导体技术的进步,现在有源阵列不再是问题,已经到了各国都能够开发的程度。
上世纪80年代初,日本当时的防卫厅技术研究本部开始就护卫舰搭载用多功能雷达展开基础研究,试图在被称作舰载用新射击指挥装置(FCS-3)系统上,引入当时世界上尚未投入应用的有源相空阵列(使用C波段频率)。
1986至1988年研发的FCS-3试制机在近海陆地上进行试验后发现,其在搜索探测和跟踪海上飞行的多个目标方面,性能超乎预期。1990至1994年实施的FCS-3雷达开发中,日本科研人员结合时代技术进步,制出了硬软件都焕然一新的实用装备型号,并经陆上试验后,将之搭载于海上自卫队“飞鸟”号试验舰上。1995至1998年实施的海上技术试验及实用性试验中,FCS-3在所有试验项目中,都发挥了超出世界水平的性能。尤其在探测跟踪小型高速超低空飞行反舰导弹的试验中,取得了令人惊奇的好成绩,远远超过试验预期。
通过“飞鸟”试验舰确认能力后,防卫厅又根据技术试验和使用试验结果重新设计了FCS-3实用机,并将其部署在了一线部队主力舰艇上。第一批装备的是16DDH“日向”号直升机护卫舰和18DDH“伊势”号直升机护卫舰,之后又一边改良和提高性能,一边陆续装备后续舰艇。