海神信使：全方位解密MQ-4C無人機

采用全向雷達

憑借著出色的長續航能力，MQ-4C無人機在廣域監視領域具有無與倫比的優勢，而出色完成ISR任務的關鍵是腹部安裝的多功能有源傳感器（MFAS），正式編號為AN/ZPY-3型。MFAS雷達是第一種能夠從極遠的距離對海洋及沿岸提供360度持續覆蓋的雷達系統，采用了2D有源電子掃描陣列（AESA），具備海上模式和空地模式，可以遠距探測、識別和跟蹤海上和沿岸的多個目標。

針對機載任務載荷的最重要組成部分，美國海軍在戰術性能上最初只要求BAMS無人機的雷達具備270度覆蓋范圍。然而，諾格公司在投標中提出了擴大MFAS雷達覆蓋范圍的設計方案，使得RQ-4N方案相比于其他競爭方案，具備了明顯優勢。諾格公司在研制MFAS雷達過程中，充分利用了早期為NP-3C“美洲牦牛”（Hairy Buffalo）飛機研制的APY-6合成孔徑地面活動目標指示雷達，同時借鑒了美國海軍在實時精確瞄準雷達項目積累研制經驗，并移植了APG-77、APG-81等機載相控陣雷達的部分關鍵技術。

MFAS雷達采用了一個旋轉式電子掃描傳感器，工作在X波段，通過一個萬向支架固定在機身腹部。從工作機理來看，它將電子掃描與機械旋轉合為一體，使MQ-4C無人機獲得了一個360度視場，而不僅僅只是掃描一側或另一側，意味著可以在數百英里上空俯視到下方任何方向的任何目標。

憑借這種靈活的覆蓋能力，MFAS雷達可以對感興趣的區域進行聚束照射，以更長時間地凝視特定位置，增強在海浪等雜波背景下探測小型目標的性能，使操作員可以更好地跟蹤海上目標。該雷達一旦探測到目標，將會以跟蹤、單幀快照以及高分辨率快照的不同形式，將數據發送到地面站，同時仍繼續保持360度覆蓋。

對海搜索時，MFAS雷達具備跟蹤海上目標的海面搜索（MSS）模式和識別艦船的逆合成孔徑雷達（ISAR）模式，并能夠在各種模式之間敏捷地轉換。在MSS模式掃描過程中，邊掃描邊成像能力可與ISAR功能進行瞬間交替，以得到ISAR的快速成像和較高的距離分辨率。

對地搜索時，MFAS雷達具有兩種合成孔徑雷達（SAR）模式。其中，聚束式合成孔徑的波束始終指向地面上的固定區域，用于對地面和靜止目標成像；條帶式合成孔徑的波束指向始終保持不變，沿著固定方向實現成像，掃描過的區域呈現條帶狀，能夠在相同時間里對更大范圍的區域進行成像。

在研制階段，MFAS原型機安裝在“灣流”II試驗機上，曾經完成了一次2小時的飛行試驗，搜集了6000幅ISAR圖像。2011年6月，諾格公司正式生產出首部MFAS雷達，在12月16日完成了第一次測試飛行，按照計劃將完成30次試飛，主要是成熟這種雷達的海面監視模式的性能。其后，MFAS雷達的測試過程分為雷達集成、模式集成與優化、數據采集等三個階段，確保美國海軍在未來作戰使用中獲得一個持久、通用的海面目標圖像。