海鷹眼雷達與康定升級

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2020/11月初版
2022/8月新增
2323/2月新增
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海軍拉法葉艦「戰鬥系統性能提升案」首艘艦工程將在2023年2月底啟動，測試艦是1203西寧艦。海軍本月已與法國DCI.DESCO公司簽署「艦艇戰系儎臺零附件」採購案，金額台幣19億6380萬，西寧艦升級工程預計到2025年底以前完工。

DCI-DESCO公司為法國國防國際諮詢公司（DCI）下屬機構，而DCI是法國國防部在海外的運營商。海軍在2020年4月間以8億355萬採購拉法葉級DAGAIE MK2干擾彈發射系統升級套裝，同樣是由法國國防顧問公司DCI.DESCO得標，經2年多間完成升級。

海軍6艘拉法葉級「戰鬥系統性能提升案」，總金額為431.59億。預計3年進行評估與驗證，驗證完再進行後續5艘艦的戰鬥系統性能提升，預計9年至2030年完成。
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海鷹眼雷達看來應該要面世了，來整理一下相關資料。

★中科院 新新科技年刊 2020/7/1
https://www.ncsist.org.tw/csistdup/news/TechData.aspx

■中科院2020年7月號「新新季刊」48卷3期
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AESA SAR/ISAR的技術發展

★MDC軍武狂人夢轉載
http://www.mdc.idv.tw/mdc/
中科院研製第一套主動相位陣列雷達（AESA）已通過多項演習和測評，T/R器件採用砷化鎵（GaAs）半導體，已開發S波段到Ka波段的砷化鎵半導體放大器。

而氮化鎵（GaN）半導體功率器以S波段到Ku波段為主，氮化鎵半導體的MMIC功率放大器晶片，S波段功率為65W，X波段為25W。利用內部天線耦合方式進行自我測試與校正，採水冷式散熱，散熱冷板有進/出水管路，T/R模組與散熱冷板間加入散熱貼片。

■中科院2020年11月號「新新季刊」48卷4期
研發成果海鷹眼雷達收發模組
面對未來戰爭威脅，被動雷達在戰場的生存恐受威脅，多目標、功能性多、機動性強、反應時間短、數據率高及抗干擾強的新式相列雷達為雷達換裝的最大重點，而新一代的雷達以三個技術作為主軸－天線數位化、功率固態化及接收數位化。本文中的海鷹眼雷達為一海用長距離搜索雷達如圖一，利用1,200W固態功率放大器的功率輸出達成功率固態化，利用收發晶片達成接收數位化，其餘的技術發展還包含發射／接收系統、類比數位轉換技術、數位多波束合成技術及High MTBF等，成功驗證後將成為海軍搜索的主力裝備，以適應未來變化迅速的戰場環境。 海鷹眼雷達系統收發模組包含五個部分：杕數位相移器及衰減器、杌固態功率放大器、杈接收電路、杝帶通濾波器、杍數位補償電路。

「海鷹眼」主動相位陣列雷達，使用功率1.2KW、由氮化鎵（GaN）半導體制作的低雜訊放大器（LNA）固態功率模組，射頻總輸出61dBm，具有數位補償 、帶通濾波器等後端處理，採用水冷散熱，已生產20套模組進行驗證。
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中科院資料：
「海鷹眼」雷達，採用S波段，工作範圍350公里（儀距），對戰機類目標探測距離200公里 ，波束能在水平與垂直向移動（透過機械旋轉達成水平360度掃描），能同時偵測追蹤500個目標（指定追蹤加上TWS），可探測戰機、無人載具、反艦飛彈等各類空中威脅；有每分鐘13.5轉與27轉等兩種速率，配備固態功率放大器、複合材料外罩以及縮裝的信號處理器。天線罩裡放置構成雷達陣面的T/R射頻單元，及後端信號處理單元模組，可快速抽換。搭配海劍羚短程防空飛彈的旋轉雷達系統也是同系列，改成波長較短的X頻。

「海鷹眼」雷達前端的振子為八木（Yagi）天線，並以餽源線連結到天線後方的T/R單元。一般較小型、X(I)波段的空用主動性位陣列雷達的天線振子多採用槽形天線（Notch），而八木天線則常用於波長較低的UHF波段雷達。八木天線的指向性優於槽形天線，旁瓣較低。

「上報」報導，國外主流的主動相位陣列雷達（AESA）的陣面，主要採用偶極子天線（dipole)或貼片天線（patch)構成，其定向增益低於八木天線振子，但斜向增益較高，使得天線合成波束的掃描範圍廣，才能達到相位陣列雷達設計的原使用目的。一般而言，單面相位陣列天線波束的掃描範圍至少涵蓋120至140度，而使用八木天線振子構成的天線可能只有20到40度之間。
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大概推敲一下中科院的手法，改用八木天線+AESA拉長偵測距離，但因為掃描範圍小，所以用在旋轉式雷達上，而且需要更長時間掃描，S波段每分鐘15轉才可能到350公里（SMART-S Mk.2每分鐘13.5轉250公里，每分鐘27轉150公里）。那麼「海鷹眼」如果要改成四面固定陣列，可能就不能用八木天線，所以會有X波段偶極子或貼片天線版本？旋轉式雷達一般會用機械式穩定，但如果要改成固定陣列，就必須要能電子穩定，中科院兩種都會開發吧。

S波段AESA的海鷹眼如果測試良好，X波段版本也順利發展，也可能會取代X波段的PESA海蜂眼，端看中科院的進度如何。

PS：如果安裝了S波段海鷹眼的艦艇要裝海劍羚，上面那個旋轉式X波段雷達應該整合到迅聯系統裡，放到桅杆更高處，而不是放在飛彈發射器上方。因為這兩者搭配就是一個最簡單的雙頻雷達組合，類似SPQ-9B+SMART-S，一個負責近距離防衛，一個負責中遠程搜索。
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震海艦如果採用外國設計，美國除了洛馬有LCS自由級改版賣沙烏地阿拉伯的MMSC之外，其他已經有實體艦的，大概就是海巡的傳奇級，4500噸，長127.4公尺，最高航速28節。雖然有提案FFG(X)，但被認為競爭力不夠。雙直升機庫可能要改成單座，比較符合台灣的需求。另外就是海巡嘉義級4000噸，採用VARD 7 125設計圖，也有推出OPV巡防艦版本。

其他可供震海艦配備的參考，諾格的SPQ-9B雙面旋轉式X波段雷達，歐洲泰雷茲Thalas（因併購法國湯姆笙公司，為拉法葉佣金案被罰6.3億歐元）的Smart Mk-2單面旋轉式S波段PESA雷達、NS50/100/200單面旋轉式AESA雷達、法國泰雷茲Herakles單面S波段PESA雷達、美德合資的TRS-3D/4D是C波段PESA/AESA雷達、瑞典SAAB的C波段Sea Giraffe ABM、X波段的Sea Giraffe 1X、S波段的Sea Giraffe 4A，也可能是外商會建議的雷達組合模組。除非洛馬研發SPY-7的單面旋轉版本，不然美國也沒有可開放外銷的現貨，而雷神的SPY-6(V)2管制外銷。

輕型固定陣列雷達方面，雷神的X波段PESA的SPY-5沒有成品，S波段SPY-6(V)3管制外銷，TRS-4D四面陣列有德國資金，泰雷茲有X波段的APAR、S波段SM400（荷蘭）、S波段Sea Fire500（法國），瑞典SAAB的Sea Giraffe 4A Fixed Face，洛馬SPY-7則還沒有小型的4面陣版本。

PS：獨立級的三船體有強度疑慮，加上過寬的船體，難以使用海軍現有船塢，應該不會列入考慮範圍。
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★康定級的升級方案
日本3D Warehouse擷取的康定級3D平面圖，康定級升級案確定，要安裝華陽VLS+海劍二x32枚，以B砲位大小來看，其實安裝兩組VLS不是問題。如果只安裝一組，可以把空位用來放一組海劍羚x24枚的發射器，高雄艦的測試讓這個可能性大增。發射器放在76快砲後方、VLS之前，可以兼顧往左後右後的射角，應該比跟方陣快砲交換位置理想一些，但必然會增加前方的雷達RCS。

PS：如果康定升級能用泰雷茲Thalas的戰系整合海鷹眼雷達、海劍二、海劍羚成功，那直接延用到震海艦的可能性就會大大提高。除非中科院跟洛馬合作出另外一套戰系，綁MK41跟海弓三，那兩邊就還有得拚。

康定級兩種可能升級版本
★簡易版：
保留原本木星-II雷達，只加裝X波段PESA的海蜂眼，導引海劍二飛彈。B砲位安裝一個24聯裝海劍羚，一組華陽8管VLS，裝填32枚海劍二。如果還有預算空間，可用海鷹眼、或者其他S波段旋轉雷達取代木星-II，其他部分基本不動。

★魔改版：
改裝雙波段雷達，包括S波段AESA的海鷹眼，加一個小型的X波段PESA的海蜂眼，可以同時導引海弓三跟海劍二，才有這個魔改版。B砲位安裝兩組MK41，裝填16枚海弓三，獲得一定程度的區域防空能力，超越成功級的性能。艦尾方陣快砲改裝24聯裝海劍羚，機庫兩側40快砲拆除大改，增加高度，因為考量直升機庫空間，各安裝兩管華陽VLS，裝填8枚+8枚海劍二。機庫左右增加甲版上，安裝兩組XTR101或102遙控20機砲，端看重量、艦體發電量而定。

這個方案的預算大增，多了兩組MK41，而且要導引海弓三的功夫更多，看法國的技術能力是否能達到，不然可能是採取折衷版本。
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康定級雷達裝備
★海神Triton-G G頻中程對空/平面搜索雷達
C波段，搜索距離19公里。
這個會用海蜂眼取代，但因為雷達裝置位置很高，如果桅杆支撐力不夠，可能要把海蜂眼縮小減重，或是裝到別的地方。因為海蜂眼要導控海劍二、海劍羚，是會被統整到法國泰雷茲Tacticos戰系，還是由迅聯接收資料，兩套戰系分工，得等這兩年研發結果。
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★DRBV-26D木星-II二次元對空搜索雷達
L波段，搜索距離250公里的機械式都卜勒脈衝雷達，以431億6艘的預算規模，會沿用還是更換呢？有可能接替的雷達如下。

1.法國泰雷茲的Herakles單面S波段PESA旋轉雷達，法國FREMM、新加坡可畏級使用，機密等級較低的前一代產品，搜索距離250公里，可導控法國紫苑飛彈。如果康定級使用，就只能當單純的預警雷達，維修完全依靠法國泰雷茲，如果要直接導引海劍二，可能要修改成S波段上鏈，這是很大工夫，機率難料。

2.荷蘭泰雷茲Smart S Mk2單面S波段PESA旋轉雷達，海鷹眼的參考來源，暢銷各國，搜索距離250公里（空中目標），水面目標40/80公里。如果法方對輸出Herakles有政治疑慮，Smart S Mk2的可能性就會提高，只是要跟法國戰系結合，會牽扯荷蘭泰雷茲的態度，如果只有6艘，投資修改的CP值就很低。

3.中科院海鷹眼單面S波段AESA旋轉雷達，監視距離250公里（13.5RPM），作戰模式167公里（27RPM），尚未研發完成的產品，2000噸級二代艦、震海艦都可能會使用。就產品通用性來說，會比上面兩種雷達更有優勢，而且會直接導入海弓三的指揮能力。缺點是研發時程還不確定，能否跟上康定級的升級時間表，有很大的變數。

PS：另外一種可能，把海蜂眼改成S波段，放大陣列頂替，但除非上面三種方案都被打槍，不然機率很小。2017年3月開幕的中科院願景館，就有PESA的S波段艦用雷達，是四面固定式的單面旋轉版本。即將交船的玉山艦、測試雷達的高雄艦，上面的旋轉式雷達是不是S波段的海蜂眼？還是X波段的？很快就要揭曉。

台灣國際地位不如韓國自由，必須面對強力的中國打壓，因此台灣的軍事發展就不可能假裝中國的威脅不存在。康定級的購買，是因為中國跟法國都願意接受利益回扣，才讓郝柏村買到閹割後的船艦。如今中國地位被震動，康定級是否能在升級後真的活過來，我們這些老軍迷都等著看。
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雄二：685公斤，長4.8公尺，1988公布
雄三：1470公斤，長6.1公尺，2007展出
天劍二：184公斤，長3.6公尺，射程60~100公里
海劍二：184公斤+加力器，長3.6公尺以上，射程30公里