Raytheon AN/SPY-6(V), o radar naval mais poderoso e versátil do mundo

A US Navy prepara-se para colocar em campo o radar Raytheon AN/SPY-6(V)1, que, graças à sua natureza modular e tecnologia AESA com módulos T/R de GaN, será o mais poderoso radar a equipar um navio de guerra até hoje e dará origem a toda uma nova família de radares embarcados. 


Por: Ricardo N. Barbosa*


O sistema  de combate Aegis é a base da defesa antiaérea e balística nos navios de escolta da US Navy (marinha americana) e possui como núcleo desde 1981 o radar AN/SPY-1 (SPY significa: Radar Multifunção baseado em Navio), mas a proliferação de mísseis balísticos em nações não alinhadas e o surgimento de mísseis antinavio cada vez mais rápidos e furtivos forçou a US Navy a buscar um salto multigeracional sobre o SPY-1. Enquanto o antigo SPY-1 ainda utiliza antenas com varredura eletrônica passiva (PESA),  o novo SPY-6(V) irá trabalhar com antenas de varredura eletrônica ativa (AESA) com módulos de transmissão e recepção (TRM ou módulos T/R) de GaN (Nitreto de Gálio).

Blocos de construção individual de radar (RMA)

O SPY-6(V) é o primeiro radar escalável do mundo, ele é construído com conjuntos modulares de radar – RMA (Radar Modular Assemblies), também conhecidos como bloco de construção individual de radar. Cada RMA medindo 61 x 61 x 61cm é um radar autônomo operando na banda-S que pode ser agrupado para construir radares de diferentes tamanhos para os diferentes requisitos de uma variedade de navios.

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O RMA pode formar antenas de diferentes tamanhos.

A escalabilidade inerente do RMA permitirá  a criação de toda uma família de radares SPY-6(V): SPY-6(V)1 para os novos destroyer DDG-51 Flight III, SPY-6(V)2 para porta-aviões mais antigos e navios de assalto anfíbio, SPY-6(V)3 para os novos porta-aviões classe Ford e fragatas FFG(X) e o SPY-6(V)4 para a modernização dos destroyers DDG-51 Flight IIA.

O ARM utiliza uma matriz de varredura eletrônica ativa (AESA) com módulos transmissores e receptores (TRM ou módulos T/R) à base de nitreto de gálio (GaN). Cada RMA possui 24  TRIMM (transmit/receive integrated multichannel modules), cada um com 6 módulos T/R, totalizando assim 144 módulos T/R por ARM. Radares AESA com GaN possuem a arquitetura mais moderna dentre os radares AESA, são portanto  mais capazes do que os AESA à base de arseneto de gálio (GaAs) e principalmente do que os radares de varredura eletrônica passiva (PESA).

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O RMA pode ser desmontado com duas ferramentas.

O GaN é um material semicondutor de banda larga com propriedades especiais que amplificam a energia de rádio para radares, jammers e outros dispositivos. Os amplificadores de frequência de rádio feitos com GaN são cinco vezes mais potentes que semicondutores tradicionais de GaAs e custam 34% menos, proporcionando maior densidade e eficiência de energia, e um tempo médio entre falhas de impressionantes 100 milhões de horas

O ARM, e consequentemente os radares construídos a partir dele, tem uma disponibilidade operacional prevista extremamente alta devido aos confiáveis módulos T/R de GaN, ao pequeno tempo médio de reparo e a um número muito baixo de Unidades Substituíveis em Linha – LRU. No caso improvável de o radar precisar de reparos, isso pode ser feito de maneira fácil. Perto de 95% da manutenção da matriz (antena) se resume apenas a algumas partes destacáveis. Os técnicos podem retira-las em seis minutos, usando apenas duas ferramentas. 

AMDR AN/SPY-6(V)1

O radar de defesa aérea e de míssil – AMDR (Air and Missile Defense Radar) AN/SPY-6(V)1 é o novo radar principal  do sistema de combate Aegis nos destroyers da US Navy e encontra-se atualmente na fase final de desenvolvimento, ele visa substituir o AN/SPY-1 (análise do AN/SPY-1 aqui) nos destroyers da classe DDG-51 Arleigh Burke legado e ser a base da capacidade antibalística e antiaérea da US Navy. O primeiro radar operacional de série está previsto para ser entregue em 2019 e equipará o destroyer DDG-127, o primeiro de 22 destroyer DDG-51 Flight III. O DDG-127 deve alcançar a capacidade operacional inicial em 2024.

O complexo AMDR na verdade seria formado pelo AMDR-S (AMDR banda-S) na forma do radar SPY-6(V)1 com quatro matrizes (antenas) para busca de volume, rastreamento, discriminação na defesa de mísseis balísticos e comunicação com mísseis; e pelo AMDR-X (AMDR banda-X) com três matrizes para busca no horizonte contra alvos de superfície  com detecção de periscópios e/ou voando rente ao mar, rastreamento de precisão, comunicação com mísseis e controle de fogo na fase terminal.  Em 2014, porém, o AMDR-X foi cancelado em favor do  menos ambicioso radar rotativo SPQ-9B, também operando na banda-X.

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O AN/SPY-6(V)1 irá equipar os destroyers DDG-51 Flight III.

Assim como o SPY-1 na classe DDG-51 Flight I/II/IIA legado, nos destroyers DDG-51 Flight III o SPY-6(V)1 terá um total de 4 matrizes (antenas) octogonais fornecendo uma percepção situacional de 360° em tempo integral. Cada matriz SPY-6(V)1 terá 37 RMAs e uma abertura de 4,298 x 4,145 x 1,524m (altura x largura x profundidade), um pouco maior do que os 4,06 x 3,94m (altura x largura) da matriz SPY-1D(V), terá também um total de 5.328 módulos T/R e elementos emissores operando na banda-S, contra 4.350 elementos emissores no SPY-1D(V).

Em termos de peso, o SPY-6(V)1 e SPY-1D(V) se equilibram. No entanto, o SPY-1D(V) forma o sinal em um gerador de sinal e, em seguida, o transfere para a antena (matriz), de modo que o gerador de sinal está em uma posição mais embaixo no navio. Como o SPY-6(V)1 é um radar AESA, o sinal é gerado na própria antena, de modo que isso significa que as antenas são mais pesadas, como estão mais elevadas no navio, significa que o centro de gravidade seria mais elevado no Flight III, mas como um centro de gravidade mais baixo é mais adequado, o casco e os escantilhões, que são as costelas do casco, do Flight III foram engrossados. Isso compensa o peso das antenas colocando um peso extra mais abaixo e move o centro de gravidade de volta para baixo. No fim, o centro de gravidade de um Flight III será aproximadamente onde está o centro de gravidade do Flight IIA.

O novo radar exigirá o dobro da energia elétrica do SPY-1D(V), o que exigiu a substituição dos 3 geradores de 3MW do navio por três geradores de 4MW. Além disso, como um radar mais potente produz mais calor, a capacidade de refrigeração será incrementada em 50% para suprir a necessidade do novo radar, passando de 1000 toneladas de refrigeração no Flight IIA para 1400-1500 toneladas no Flight III.

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Alterações para operação do SPY-6(V)1 no DDG-51 Flight III.

O SPY-6(V)1 poderá rastrear 6 vezes mais alvos e orientar 3 vezes mais mísseis do que SPY-1D(V), o que é ideal para combater complexos ataques de saturação, como o SPY-1D(V) rastreia até 700 alvos, em teoria o SPY-6(V)1 poderá rastrear até 4.200 alvos, ou seja, é praticamente imune à saturação de rastreamento. O uso de um feixe de radar adaptável e de um sinal radar reprogramável permite que o sistema seja rapidamente adaptado para novas missões e ameaças emergentes.

Graças á capacidade de banda larga ampliada e geração de feixes múltiplos em diferentes frequências, características natas de uma antena AESA GaN, o SPY-6(V)1 também irá aumentar consistentemente a capacidade de contra-contramedidas eletrônicas (ECCM) em relação ao SPY-1, além de potencialmente poder atuar como um sistema de ataque eletrônico. O SPY-6(V)1 também incorporará a capacidade Radar Distribuído Avançada, que permite a ele operar de forma passiva e cooperativa, enquanto um navio atua como emissor outro poderá atuar apenas como receptor, melhorando ainda mais a performance de detecção e a sensibilidade em ângulos largos de varredura.

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O SPY-6(V)1 poderá atuar em vários modos simultaneamente.

Desde a sua criação em 2014, o programa AMDR cumpriu 20 dos 20 marcos, antes ou dentro do cronograma. Em outubro de 2016, em um teste de desempenho, o AN/SPY-6(V)1 rastreou vários satélites a centenas de quilômetros em suas orbitas acima da Terra. No mês seguinte, o radar executou seu primeiro rastreamento integrada de defesa aérea e de mísseis ao rastrear simultaneamente aeronaves e satélites. Em 2017, em conjunto com um teste de voo do míssil antibalístico SM-3 Block IIA, o SPY-6(V)1 executou um exercício de engenharia onde buscou, adquiriu e rastreou um míssil balístico de médio alcance, desde o lançamento e durante todo o voo. 

Inicialmente previa-se que o SPY-6(V)1 teria uma sensibilidade (relação sinal/ruído) equivalente ao SPY-1D +15dB (31,6 vezes mais sensível), teoricamente a distância de detecção seria até 2,37 vezes maior do que o SPY-1D(V). Em teoria, o SPY-6(V)1 poderia detectar um alvo com uma assinatura radar (RCS) duas vezes menor a uma distância duas vezes maior do que o SPY-1D(V) e simultaneamente aumentar o número de mísseis guiados por um fator de três. O SPY-6(V)1, porém, superou por larga margem a expectativa de desempenho, de modo que o radar conseguiu uma sensibilidade equivalente ao SPY-1D(V) +20dB (100 veze mais sensível), teoricamente a distância de detecção será até 3,16 vezes maior do que o SPY-1D(V).

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O SPY-6(V)1 é formado por 37 RMA.

O SPY-1D(V), versão mais poderosa do SPY-1, “pode ​​rastrear alvos do tamanho de uma bola de golfe em intervalos superiores a 165 quilômetros”. O tamanho de uma bola de golfe corresponde a uma assinatura radar (RCS) de aproximadamente 0,0025m² a 3,3 GHz (banda S). Contra um alvo do tamanho de uma ogiva de míssil balístico (RCS de 0,03m² a 3,3 GHz), o SPY-1D(V) possui um alcance estimado de 310km.

Com o triplo do alcance do SPY-1D(V), o SPY-6(V)1 poderia detectar uma ogiva cônica a 930km. Essa escala de detecção “absurda” é resultado da necessidade do SPY-6(V)1 atuar em conjunto com o míssil antibalístico SM-3IIA contra alvos balísticos a 2.500km de distância. Além disso, em conjunto com o novo míssil antiaéreo SM-6 (240km de alcance), com radar orgânico ativo, o SPY-6(V)1 aumentará as chances de uma solução de tiro a longas distâncias contra alvos baixo observáveis.

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O EASR (Enterprise Air Surveillance Radar) SPY-6(V)2 visa modernizar os atuais porta-aviões da classe Nimtz e os navios de assalto anfíbio da classe LHD e LHA, ele fornece capacidade de guerra antiaérea e antissuperfície simultânea, proteção eletrônica e capacidades de controle de tráfego aéreo. O radar oferece maior desempenho, maior confiabilidade e sustentabilidade e menor custo total de propriedade do que os radares AN/SPS-48 e 49 que serão substituídos.

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O SPY-6(V)2 utilizará 9 RMA com 1.296 TRM.

O SPY-6(V)2 aproveita o design altamente escalonável e as tecnologias maduras do radar SPY-6(V)1 em uma configuração personalizada para atender aos requisitos de missão de porta-aviões e navios anfíbios. Enquanto o SPY-6(V)1 utiliza quatro antenas fixas com 37 RMA cada uma, o SPY-6(V)2 irá utilizar uma única antena rotativa com 9 RMA, abertura de 1,8 x 1,8m e 1.296 módulos T/R. Inicialmente previa-se que a matriz SPY-6(V)2 entregaria o mesmo alcance de detecção de uma matriz SPY-1D(V), mas com base do desempenho do SPY-6(V)1, com certeza este parâmetro será ultrapassado. O SPY-6(V)2, porém, utiliza uma única antena para varrer 360° enquanto o SPY-1D(V) utiliza 4 antenas fixas, de modo que ambos devem ter um alcance de detecção equivalente.

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O SPY-6(V)3 é uma segunda variante EASR, mas que utiliza 3 matrizes fixas com 9 RMA cada uma em vez de uma única matriz rotativa como no SPY-6(V)3, teoricamente terá um alcance de detecção 1,3 vezes maior do que o SPY-6(V)2 e o SPY-1D(V). O radar deve equipar os novos porta-aviões classe CVN-78 Ford, começando com o CVN-79, e as novas fragatas FFG(X) da US Navy.

SPY-6(V)4

A variante SPY-6(V)4 visa modernizar os destroyers DDG-51 Flight IIA, que atualmente estão equipados com o SPY-1D(V). O novo radar utiliza quatro matrizes fixas e aproveita o design escalonável do SPY-6(V)1 original, que foi redimensionado para o tamanho, peso e potência existente na classe Flight IIA,  cada matriz é composta por 24 RMAs e 3.456 módulos T/R, a abertura da antena é semelhante a do atual SPY-1D(V). O primeiro SPY-6(V)4 deverá ser instalado em um destroyer Flight IIA no ano fiscal de 2025.

Inicialmente previa-se que a sensibilidade da antena seria equivalente ao SPY-1D(V) +11dB (12,6 vezes mais sensível), suficiente para um alcance de detecção teoricamente 1,88 vezes maior do que SPY-1D(V), mas toda a família SPY-6(V) irá superar as expectativas iniciais, de modo que hoje estima-se que a sensibilidade do SPY-6(V)4 será equivalente ao SPY-1D(V) +15dB, o que significa uma sensibilidade 30 vezes maior, suficiente para aumentar o alcance de detecção para 2,37 vezes mais do que o SPY-1D(V).


*Ricardo N. Barbosa é Técnico do Seguro Social e 3º Sargento da Reserva não Remunerada da FAB. E-mail: rnbeear@hotmail.com

7 comentários sobre “Raytheon AN/SPY-6(V), o radar naval mais poderoso e versátil do mundo

  1. Pelo que entendi, o SPY-6, na banda S, que consegue detectar o stealth em longa distância, se eu estiver correto, isso tem um porém, a banda S não tem capacidade de solução de tiro, e os radares nas pontas dos misseis de radar ativo são na banda X, onde o stealth funciona melhor.

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      1. Augusto é um bom ponto, acredito que isso será “solucionado enviando mais de um míssil para a zona do Alvo, assim o míssil usará a banda x perto do alvo aumentando sua letalidade, e tendo mais de um míssil sendo lançado, a chances são altíssimas de se abater o alvo.

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    1. Sua perspectiva está correta. Mas estamos falando de probabilidades, com um radar na banda S existe mais chances do míssil conseguir o alvo do que com os radares na banda UHF , já que o radar do míssil terá uma zona mais precisa para localizar o alvo, o quanto será efetivo, aí já não sabemos exatamente.

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  2. Vale salientar que os mísseis SM-6 operam de modo dual combinando o modo ativo com o modo “terminal semi-ativo” e isso pode resultar numa melhor capacidade de trancar num alvo de baixa observabilidade, principalmente quando o módulo de banda X do sistema AMDR (também a base de GaN) estiver pronto e instalado num futuro incerto. rsrsss

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