Generalidades

El AN/SPY-1D es un radar multifunción de desplazamiento de fase, con capacidad de búsqueda, detección automática, transición a fase de seguimiento y seguimiento de blancos aéreos y de superficie localizados en sectores predeterminados. Utiliza control digital, alta potencia de salida y técnicas avanzadas de proceso de señal para proporcionar una búsqueda adaptada y seguimiento de múltiples blancos.

El radar es capaz de operar en entornos de fuertes interferencias y ECM. Tiene una alta capacidad de seguimiento y es efectivo contra un amplio espectro de blancos con diferentes características. La programación de los ordenadores del sistema permite la flexibilidad y reconfiguración del mismo cuando se detectan nuevas amenazas.

Además de seguir blancos aéreos y de superficie, el radar proporciona comunicación link con el misil SM-2 durante el vuelo, para el envío de órdenes de guía en la trayectoria intermedia, así como para recibir los mensajes de estado del misil.

Principios de Funcionamiento

Dirigido por el RCCP (Radar Control Computer Program), el procesador genera las formas de onda de RF adecuadas para búsqueda o seguimiento. Bajo el control del ordenador, la señal de RF es amplificada por los transmisores y acoplada al array seleccionado. El programador-receptor proporciona la orden de direccionamiento del haz a la electrónica montada sobre el array. Esta hace que la salida de RF del transmisor sea convertida por la electrónica de la antena correspondiente en un haz con el ángulo espacial deseado.

Las señales recibidas del canal suma, los dos canales diferencia y el canal de supresión de lóbulos laterales son amplificadas por el On-Array Receiver y enviadas al receptor-programador. En este, las señales son convertidas en FI y enviadas al procesador de señales (RTDP). El RTDP genera una ley de control de falsa alarma constante, el proceso de compresión de pulsos y una estimación de demora y distancia de las señales recibidas.

Si fuese necesaria una supresión de interferencias adicional, se aplicaría el procesado MTI tanto en modo de búsqueda como de seguimiento. El ordenador del SPY utiliza la información RTDP para la elaboración de las trazas y archivos de las mismas.

Grupos Funcionales

Grupo de Antena OE-375/SPY-1D

El grupo de antena conforma y posiciona el haz de transmisión de alta potencia. También configura los elementos del array para recibir las señales que serán amplificadas y convertidas en FI. Se compone de los siguientes elementos:

• Antena AS-3851
• Guías de onda
• Receptor-programador R-2232
• Programador del haz radar MX-10873

Transmisor OT-146/SPY-1D

Proporciona los pulsos de RF de alta potencia a la antena. Está formado por:

• Amplificador de RF AM-7158(D/DP)
• Amplificador de RF AM-7159(FPA)
• Monitor amplificador AM-7284
• Conmutadores de guías de onda
• Fuente de alimentación PP-8068

Procesador de Señal OL-356/SPY-1D

Genera la forma de onda para el transmisor, las correspondientes al oscilador local y procesa los ecos procedentes del receptor. Genera y distribuye el vídeo SPY para el grupo de presentación. Está formado por:

• Ordenador generador-sincronizador-analizador de señales MX-10407 (GSA)
• Sistema integrado de comprobación de subelementos (ISETS)
• Amplificador de RF AM-7190
• Procesador de información del blanco MX-10406

Grupo de Control OK-516/SPY-1D

Contiene un ordenador y display que opera conjuntamente con los programas del ordenador SPY para ejecutar las funciones del radar. Está formado por:

• Ordenador AN/UYK-43A(V)
• Programa de control del radar (RCCP)

Procesador de Inicialización de Trazas (TIP)

El procesador de iniciación de traza (TIP) está insertado entre el IOB del GSA y el ordenador de control del radar en el sistema AN/SPY-1D. El TIP inicializa y mantiene trazas del MTI y elimina las dwells en el horizonte y a baja cota. El TIP almacena la carga del ordenador durante los modos de búsqueda, eliminando una gran cantidad de detecciones de clutter durante el proceso de adquisición de datos de detección. El TIP mejora la detección de blancos mediante la selección del STC (Sensitive Time Constant) más bajo posible, lo que mejora la posibilidad de detección de los blancos reales. Las funciones de la unidad son programables en tiempo real mediante los mensajes recibidos del IOB.

Equipos Auxiliares

Está integrado por los siguientes elementos:

• Equipo de agua de refrigeración
• Distribución de alimentación

Los cuatro arrays de antena (AS-3851/SPY-1D) reciben 1 KV, 60 Hz, 3 fases, a través de 16 paneles de distribución con conmutador de protección y dos transformadores LHD (Low Harmonic Distortion). Cada transformador da servicio a 2 arrays. Las fuentes de alimentación de 115 VAC (LHD) alimentan a las fuentes de 30 VDC de los arrays (en la unidad de electrónica) y a los interruptores de guía de onda montados en los arrays. Los transformadores LHD reducen los espúreos de corriente en las líneas de alimentación de las turbinas.

Grupo de Antena OE-375/SPY-1D

Antena AS-3851

La superestructura del puente soporta cuatro conjuntos de antena idénticos que proporcionan una cobertura de 360º. Cada conjunto consiste en una antena con desplazamiento de fase (Phased-Array Antenna), un controlador de temperatura y un receptor incorporado al array. Cada array contiene guías de onda y elementos de control de estado sólido que dirigen el haz. Los controladores de temperatura regulan la temperatura del array mediante el control del flujo de aire dentro de la estructura de la antena. El receptor incorporado al array efectúa la amplificación inicial de las señales recibidas.

Guías de Onda

Conducen la RF desde los dos amplificadores de potencia finales (FPA) (AM-7159) a las cuatro antenas asociadas. La salida de los 32 amplificadores de campo cruzado (CFA, 16 por cada FPA) se combinan en los conjuntos de guías de onda. La potencia total se envía a la antena seleccionada.

Programador-Receptor R-2232

Contiene el programador de haces (BSC) (Beam Steering Controller) para los dos arrays de proa y cinco canales del receptor para el radar. El BSC recibe las órdenes de direccionamiento del haz del procesador de señal y las convierte en órdenes de desplazamiento de fase para los circuitos de direccionamiento del haz de las antenas de proa. El receptor procesa las señales recibidas por las cuatro antenas y las convierte en FI, que se envía a los dos procesadores de datos de blancos (MX-10406) a través del cuadro de distribución de señales del receptor.

Programador del Haz Radar MX-10873

Esta unidad es similar al receptor-programador, pero contiene únicamente el programador de haces (BSC) para los dos arrays de popa. Recibe las órdenes de direccionamiento del haz del procesador de señal y las convierte en órdenes de desplazamiento de fase para los circuitos de direccionamiento de las dos antenas de popa.

Sistema de Control de Temperatura de Antena (ATCS)

El ATCS de cada antena utiliza un conjunto de válvulas para regular el flujo de agua refrigerada del buque hacia el intercambiador de calor del ATCS. Cada unidad incluye una válvula de control sensible a la temperatura, un interruptor de flujo y un presostato conectados a un sistema de alarma. Cuando el buque opera en ambiente de baja temperatura, los calentadores incorporados a los arrays se ponen en funcionamiento para mantener la temperatura de funcionamiento adecuada.

Transmisor OT-146/SPY-1D

Amplificador de RF AM-7158(D/DP)

Estas tres unidades, normalmente llamadas driver/predriver, amplifican las señales de RF procedentes de los monitores amplificadores (AM-7284) para excitar los dos amplificadores de RF (AM-7159). De las tres unidades, solamente dos están en línea. La tercera unidad es para back-up en caso de avería, a través del conmutador de guía de onda.

Amplificador de RF AM-7159(FPA)

Existen dos unidades amplificadores finales de potencia que proporcionan la última etapa de amplificación de las señales de RF antes de su inserción en los arrays. Cada unidad contiene 16 CFA. Los 32 CFA excitan a los cuatro arrays a través de una red direccional.

Monitor Amplificador AM-7284

Esta unidad, normalmente llamada RF Monitor (RFM), monitoriza la fase y amplitud de las señales de RF del transmisor en los arrays y amplificadores de RF. El monitor también amplifica la señal de RF formada en el procesador de señal para excitar los grupos de amplificadores del transmisor.

Conmutadores de Guías de Onda

Los conmutadores de guías de onda de tres y cuatro puertos direccionan las señales de RF desde los D/DP a los amplificadores de RF o hacia las cargas artificiales. También facilitan la conmutación del D/DP que no está en línea para su inclusión en el sistema en caso de fallo/avería de uno de los D/DP que se encuentra en línea.

Fuente de Alimentación PP-8068

Está formada por cuatro unidades que proporcionan la alta tensión que necesitan todos los amplificadores de RF. Las cuatro unidades son alimentadas a través de transformadores de aislamiento.

Filtros de Alta Tensión

Las líneas de alimentación de alta tensión necesitan 11 filtros para compensar los efectos de reactancia provocados por la longitud del cableado. Se emplean tres filtros en los tres D/DP y cuatro filtros para cada uno de los dos amplificadores de potencia.

Procesador de Señal OL-356/SPY-1D (I)

Ordenador Generador-Sincronizador-Analizador de Señales MX-10407

Esta unidad, normalmente llamada GSA, recibe las designaciones de modo, selección de frecuencia y órdenes de direccionamiento de haz del programa del ordenador de control del SPY para cada transmisión radar. El GSA está compuesto por las siguientes unidades:

• Generador de Señales (WFG): El WFG genera las formas de onda básicas para la transmisión, las frecuencias UHF para el AWFG y las señales de reloj y frecuencias del oscilador local para el AWFG.
• Analizador de Contramedidas Electrónicas (ECMA): Analiza todos los ecos radar que hayan sido interpretados como jamming o clutter.
• Buffer de Entrada/Salida: Proporciona control del interface entre el RCC y el procesador de señal, contiene el procesador de ISETS, genera cuatro pulsos de disparo de borrado para el mezclador supresor de vídeo MX-10042/SLA-10B y genera barrido y vídeo radar para el convertidor del procesador de señales.
• Reloj.

Sistema Integrado de Comprobación de Subelementos (ISETS)

Permite la monitorización, comprobación y elaboración de informes de forma automática de determinadas áreas y parámetros del radar AN/SPY-1D. Un microprocesador dedicado efectúa las tareas del ISETS relacionadas con la comprobación completa del procesador de señal y del grupo de antena. Este procesador es una unidad independiente, no redundante. ISETS se comunica directamente con el ordenador táctico, a través de un interface no táctico y no controla el radar. Puede ser direccionado por el RCC tanto en el canal normal o alternate. Se puede acceder al ISETS desde el panel de pruebas, localizado en la unidad IOB del GSA. Responde al modo seleccionado y a las órdenes del ordenador del SPY para pruebas especiales como apoyo a la localización de averías, además de poder iniciar peticiones para el uso del panel de pruebas en las comprobaciones efectuadas por el operador. El ISETS y el ordenador SPY se intercambian los siguientes datos funcionales:

• Información de control y estado.
• Información de los datos de la comprobación resultante.
• Información de petición del usuario a través del panel de control.
• Información intercomputer.

Interfaces del SPY con el Sistema

• Command and Decision System (C&D).
• Weapons Control System (WCS).
• Misil Standard
• Operational and Readiness Test (ORTS).
• Electronic Warfare System (EWS)
• Combat System Support Equipment (CSSE)
• DORNA Gun Weapon System (GWS)
• AEGIS Display System (ADS).
• AEGIS Combat Trainer System (ACTS).

Procesador de Señal OL-356/SPY-1D (II)

Amplificador de RF AM-7190

Esta unidad, normalmente denominada generador auxiliar de señales (AWFG), es excitado por el GSA y proporciona el pulso de transmisión RF al monitor amplificador, la referencias del oscilador local para el programador/receptor, los blancos simulados y las salidas para la alineación a los receptores integrados en los arrays.

Procesador de Información del Blanco MX-10406

Cada uno de los dos procesadores consta de un procesador de FI, dos procesadores de exploración y seguimiento, y un procesador de detección y burnthru. La doble configuración proporciona redundancia al sistema. El procesador de FI proporciona interface con el receptor y los canales lineales y logarítmicos. El procesador de exploración/seguimiento gestiona el proceso de compresión de pulsos, MTI, monopulso y burnthru. El procesador de detección/burnthru recibe la información del lóbulo principal, lóbulo lateral, misil, datos digitales de detección y datos de vídeo procedente del procesador de detección/burnthru. La unidad proporciona salidas de vídeo para el IOB del ordenador generador-sincronizador-analizador de señales (GSA). Los procesadores de FI, exploración/seguimiento y detección/burnthru también intercambian con el GSA timing, señales de control, datos del ISETS, frecuencias de referencia y datos de ruido/interferencias. El GSA envía señales a la pantalla tipo A sintetizada de la consola RSC, la cual crea presentaciones gráficas especializadas de la amplitud del blanco y del análisis de espectro del jamming. El GSA también proporciona dos canales de vídeo radar del SPY al Signal Data Processor Converter Group para la distribución y presentación del vídeo del SPY en las consolas CONAN.

Unidad de Distribución de Señales Recibidas (RSDB)

El RSDB está formado por un grupo de muestreadores y atenuadores de señal que proporcionan atenuaciones adaptadas entre el receptor y el procesador de señal para asegurar que todo el cableado tenga las mismas pérdidas de RF. Todas las señales procedentes del receptor se aplican al RSDB para su distribución al procesador de información del blanco.

Grupo de Control OK-516/SPY-1D (I)

Ordenador AN/UYK-43A(V)

El ordenador del SPY-1D contiene el programa de control del radar (RCCP). Recibe órdenes de carga remotas del cargador remoto activado a la orden (CARL) del programa del WCS (WCSCP). El ordenador dispone de canales I/O (normal/alternativo) para C&D, WCS, ORTS, ADS, NGPS núm. 2/3, grabador y grabador-reproductor WCS AN/UYH-16, y disco magnético.

Programa del Ordenador de Control del Radar (RCCP)

El RCCP opera de acuerdo al TES-43 y controla el funcionamiento del sistema radar SPY-1D. El RCCP reside en el AN/UYK-43A(V) del SPY. El RCCP ejecuta la programación del dwell del radar, los procesos de exploración, detección y retorno de traza, las comunicaciones con el misil SM-2, y el procesado de los datos de prueba SPY/ORTS. El RCCP responde a la doctrina de control establecida, designación de trazas, designación de identificaciones, peticiones de exploraciones especiales, informes remotos de trazas, informes ECCM, y leyes de las trazas. El RCCP genera información de trazas, parámetros de presentación, estado de carga del ordenador, e informe de estado y configuración del radar. El RCCP enlaza directamente con los programas de los ordenadores del C&D, WCS, ADS, y ORTS. Enlaza con el programa C&D para proporcionar la entrada de trazas al archivo central de trazas y responder a las peticiones de procesado especial ECM, cuya prioridad establece el WCS, a través del C&D. Enlaza con el programa del WCS para proporcionar información de trazas, depuradas y sin depurar para posicionar a los iluminadores. El programa WCS envía al RCCP la información del uplink y los datos de adquisición del misil. El RCCP a su vez genera las órdenes de guía intermedia del misil y monitoriza los mensajes downlink enviados por el misil para su envío al WCS. El RCCP enlaza con el programa del ORTS para el intercambio de solicitudes de comprobación, respuestas e información de estado en tiempo real. El RCCP funciona bajo el control de las órdenes del operador que establece los parámetros de búsqueda, zonas de corte, zonas de seguimiento especial, controles ECM y otros parámetros especificados por el operador. El RCCP dispone de un interface con la consola CONAN del puesto RSC (controlador del sistema radar) en el CIC. El RCCP enlaza indirectamente a través de un gateway (convertidor del LSAF DDT) del server cabinet para el intercambio de la doctrina de control y proporcionar datos para la presentación de la consola RSC. Las salidas de vídeo SPY son suministradas al C&D a través del switchboard de distribución de información de los sensores para presentación en los puestos de los operadores del C&D.

Grupo de Control OK-516/SPY-1D (II)

Periférico de Próxima Generación OJ-721(V)5/UYK-70

El periférico de próxima generación del SPY es el núm. 2. Se trata de un periférico multipropósito de presentación y procesado de información que proporciona al operador comunicación con el AN/UYK-43A(V) desde una estación de trabajo. La unidad consiste en un chasis COTS VME, teclado, monitor, módulos de I/O, un puerto Ethernet, y discos duro y óptico. Las funciones de la unidad incluyen grabación de la misión y los datos históricos relacionados en uno o más discos ópticos, así como proporcionar la función de impresora. Los discos ópticos almacenan además los POFA para los mantenimientos rutinarios y la comprobación de los interfaces entre ordenador SPY y los otros ordenadores y periféricos. El NGPS SPY núm. 2 posee interfaces con los ordenadores SPY, C&D y WCS, las impresoras de las workstation del CSSE, para obtener copias en papel y con otros NGPS para redundancia y compartir información.

Grupo de Equipos Auxiliares (I)

Equipo de Agua de Refrigeración

Enfriador de Agua de Equipos Electrónicos HD-1140/SPY-1D. El enfriador de agua, HD-1140/SPY-1D, se utiliza para enfriar, purificar, filtrar, recircular y controlar la temperatura entre 90 y 105º F (32 y 40º C) del agua desmineralizada del SPY y FCS, de forma continua. El equipo proporciona refrigeración en paralelo a dos zonas, una que sirve al SPY e iluminador de proa y la otra al iluminador de popa.

El enfriador es una unidad distribuida en palets que contiene las siguientes unidades: 2 intercambiadores de calor, 2 motobombas, una válvula reguladora de temperatura, panel de alarmas, tanque de expansión, un circuito de purificación, un medidor de flujo, y un panel de instrumentos. Para el programa F-100 el enfriador tiene una capacidad de disipación de calor de 220 KW. A un flujo nominal de agua desmineralizada de 235 GPM, lo que permite un margen de crecimiento del 20% sobre los requisitos del sistema.

Unidades Extractoras de Aire (2 para el SPY y FCS – 1 para C&D). Estas unidades están situadas en el punto más elevado de cada zona de refrigeración de agua. Estas unidades extraen el aire del sistema de refrigeración de agua, utilizando un pequeño tanque para recoger el aire y expulsarlo automáticamente. Las dos unidades extractoras del sistema de refrigeración del SPY-1D y FCS, en el caso de una pérdida importante de agua en una o ambas zonas, disponen de un sensor de nivel de agua que actúa sobre una válvula solenoide que cierra y aísla la zona del iluminador de popa.

La unidad extractora de aire del sistema de refrigeración del C&D/DISP/procesador de señal no dispone de solenoide ya que en este sistema solo existe una zona de refrigeración.

Grupo de Equipos Auxiliares (II)

Sistema de Aire Seco

Panel de Control de Aire (1 para el SPY y 2 para los FCS). El aire comprimido procedente del sistema central de aire seco entra a través de un filtro de entrada y un deshumidificador. El deshumidificador envía una señal de alarma al ORTS cada vez que la humedad sobrepasa un valor preestablecido. El aire pasa a través de la etapa de control y regulación de entrada donde se reduce y regula la presión. La etapa de monitorización proporciona indicación visual de la presión y de la cantidad de flujo de aire; así mismo recibe la salida del aire y proporciona una indicación de la presión de esta. De la etapa de monitorización el aire pasa a la etapa de control y regulación de salida donde la presión del aire es reducida al nivel requerido por el sistema que lo emplea. La presión es regulada en la citada válvula. Una válvula de seguridad situada en la línea de salida protege al sistema de una eventual sobrepresión.

Panel de Control de Distribución de Aire Seco (1 para el SPY y 2 para los FCS). En el puerto de entrada se recibe el aire procedente del panel de control de aire. Una vez abierta la válvula de entrada, el aire pasa al colector de distribución. En funcionamiento normal, el aire pasa a través de cada uno de los puertos de salida que regulan el flujo de aire para cada uno de los equipos a los que sirve. La presión de aire es monitorizada en el colector. Cuando la presión es demasiado baja se activa una señal de alarma en la caja de interconexión, la cual recibe también una señal de alarma de alta humedad procedente del panel de control de aire. Todas las señales de alarma se envían al ORTS.

Interfaces del SPY con el Sistema

• Command and Decision System (C&D).
• Weapons Control System (WCS).
• Misil Standard
• Operational and Readiness Test (ORTS).
• Electronic Warfare System (EWS)
• Combat System Support Equipment (CSSE)
• DORNA Gun Weapon System (GWS)
• AEGIS Display System (ADS).
• AEGIS Combat Trainer System (ACTS).