SPQ-9B：雙面接背旋轉陣列天線

SPQ-9B：30

AN/SPQ-9A是一種高解析度監視/追蹤雷達，1970年開始服役，是配合MK-45 5吋艦砲的MK-86艦砲射控系統中的搜索/追蹤雷達；由於採用波長短而解析度佳的X波段，且目標更新速率快（每秒鐘可刷新一次）， 因此也被利用來偵測低高度的近距離空中目標。在MK-86射控系統中，SPQ-9A負責先期捕捉目標，並對高優先的目標實施精確追蹤，接戰時SPG-60照射雷達根據SPQ-9A的接觸資料來鎖定特定目標。

AN/SPQ-9A是一種具有高解析度掃瞄追蹤(TWS)能力雷達，使用波長較短的X（I）波段操作，精確度高而有效距離較短 。SPQ-9A的天線位於一個球型保護罩內， 旋轉速度高達60轉/分，目標更新速率快且同時追蹤多目標的能力較佳，並具備目標動態指示能力（改良後已經提升了在雜訊中解析目標的能力）。SPQ-9A主要負責監視艦艇中短距離內的周遭環境 ，能較SPS-49等長程搜索雷達更快捕捉到低空高速迫近中的小型目標，並對其實施精確追蹤 。SPQ-9A擁有脈衝壓縮技術，操作時具有五種工作頻率可以選擇，遭遇電子干擾時能以脈衝對脈衝的跳頻方式來降低干擾。SPQ-9A的最小偵測距離約137m，最大偵測距離37km。

在1991年，美國海軍實驗室(Naval Research Laboratory)受命研發新的AN/SPQ-9B雷達系統，作為下一代艦艇反飛彈防禦系統的一環。 此雷達的先進發展模型(Advanced Development Model，ADM)於1993至1994年進行陸上測試，1994至1995年進行海上測試。 初步測試成功之際，美國海軍在1994年10月與西屋.諾登公司（後來併入諾格集團）簽署一筆1600萬美元的的合約，發展新的AN/SPQ-9B雷達。 在1995預算年度，美國海軍授予西屋427.7萬美元的SPQ-9B雷達研製合約。首具SPQ-9B的量產驗證組件(Production Proof Kits，PPK)於1997年底運交，在1998年於美國海軍武器測試中心(NSWC Port Hueneme Division)完成完整的測試。 首批兩套SPQ-9B套件的初期低速生產合約在1997年6月簽署，價值920萬美元，並於1999年2月交付，隨即進入美國海軍服 役，分別安裝於雷根號航空母艦（CVN-76）與史普魯恩斯級驅逐艦的奧登多夫號（USS Oldendorf DD-972）。在1998年4月， 西屋獲得兩套SPQ-9B雷達的合約，價值810萬美元，其中一套是改進現有系統，第二套則是製造供首艘聖安東尼奧級船塢運輸艦所需的雷達 ，於2000年2月完成。在1999年2月，美國海軍與西屋簽署SPQ-9B的後續改進合約，價值700萬美元，於2000年7月完成。在1999年8月， 美國海軍又給予西屋一筆價值940萬美元的合約，為現有兩套SPQ-9B換上新的輕量化陣列天線，於2001年2月完成。在2001年2月，美國海軍簽約購買 首批五套量產型SPQ-9B。

SPQ-9B是一種脈衝都卜勒雷達，與SPQ-9A相較，最顯著的不同，在於換裝一具輕量化雙面 反射式接背陣列天線(Lightweight Back-to-Back Slotted Array Antenna)，以裂縫式波導管排成天線陣面，而且天線孔徑更大， 能產生解析度更高、寬度更窄的筆狀 波束，偵測效能遠勝過SPQ-9A的傳統拋物面天線；為了強化對抗雜波與干擾的能力，SPQ-9B的天線還應用了數位化的旁波瓣對消技術。 由於同時擁有兩面背對背的天線，SPQ-9B的轉速雖降至30次/秒，但目標更新速率仍與SPQ-9A相同，而天線轉速降低意味著機械可靠度增加。 SPQ-9B兼具單脈衝掃瞄與連續追蹤功能，對空頻道的脈衝寬度可以變化，對水面目標的脈衝寬度則為固定，動目標顯示改善因子為80dB。 SPQ-9B的天線以新型電子穩定裝置取代原先笨重的機械式穩定裝置，除了動作更加靈敏、能更好地抵銷船艦縱搖與橫搖趨勢外， 天線重量也比SPQ-9A大幅減輕450公斤（原本SPQ-9A天線含外罩重約1噸）， 能裝置在桅杆上更高的位置，增加對海平面的搜索距離。 SPQ-9B的天線長2.35m，寬76.2cm，重537.5kg。

SPQ-9B的雷達發射機衍生自美國海軍F/A-18戰機的APG-68雷達，此外也換裝一個新的接收機、信號處理機、低噪聲前端以及超低噪訊激勵器，這些處理裝備都大量採用商規技術； 每面天線可產生三個波束，一旦主波束探測到一個空中目標，則後續2個波束就立刻對同一目標進行確認與追蹤初始化（而不用等到下次天線陣面轉到相同方位才進行確認），當雷達轉動半週 （背面的天線轉到相同方位）時就已經能確認目標的位置、航向與速度。 SPQ-9B具備窄波束、高資料處理能力和脈衝都卜勒處理技術，搜索、追蹤演算法也大幅改進，可同時搜索與追蹤不同的空中、水面目標， 並具極佳的雜波抑制性能，並顯著改善在面臨嚴重背景雜波與敵方金屬干擾絲情況下、低空偵測追蹤低雷達截面積掠海反艦飛彈的能力。 SPQ-9B具有多種運作模式，包括對空搜索(Air Mode)、平面搜索(Surface Mode)、反飛彈模式(Anti-Ship Missile Defense，ASMD)以及照明模式(Beacon Mode)，其中平面搜索模式中還有一個名為移動目標指示(Surface-Moving Target Indicator，MTI)的子模式，能自動過濾靜止的目標；而ASDM模式主要負責追蹤低空/高速目標，如果發現則自動加以追蹤。 SPQ-9B最大偵測距離37km，最小使用距離137m，對3萬碼外（27.4km）雷達截面積1平方公尺的目標發現概率約90%。 此外，SPQ-9B也廣泛應用自我檢測裝備來改善可維修性。 在後續的改良計畫中，SPQ-9B也繼續改進後端處理軟體，並強化搜索諸如伸出水面的潛望鏡等小型水上目標的能力。

除了作為SPQ-9A的接替者之外，SPQ-9B 也是美國海軍新一代船艦自衛系統(Ship Self Defense System，SSDS)MK-1中的重要射控裝置。從1998年起，現役尼米茲級航空母艦、各型兩棲作戰艦艇 陸續以SPQ-9B替換原有的SPQ-9A，至於新造的聖安東尼奧級船塢運輸艦則在設計階段便納入SPQ-9B。神盾艦方面， 提康德羅加級神盾巡洋艦在2000年代末期大規模升級之後，每艘也會加裝一座SPQ-9B來強化近距離追蹤監視能力。

神盾艦艇方面，提康德羅加級飛彈巡洋艦在2008財年開始執行的CR2/ACB 08升級計畫起，就把原本的SPQ-9A雷達換成SPQ-9B。柏克級方面，最初所有柏克級都沒有SPQ-9A追蹤雷達，而2010年代重啟生產的柏克Flight 2A技術插入型（DDG-118起）開始配備SPQ-9B雷達，取代原本的SPS-67平面搜索雷達，並整合到神盾作戰系統中（參與防空作戰與射控迴路）；而柏克Flight 3（DDG-125起）更以SPQ-9B的前端射頻天線系統與SPY-6 AMDR X波段主動相位陣列雷達，組成雙波段雷達系統（由單一後端控制）。

在神盾Baseline 9系統中，SPQ-9B雷達不僅改善近距離的對空監視能力，萬一SPY-1 S波段相位陣列雷達失效時，仍能由SPQ-9B繼續支持標準SM-2、ESSM等防空飛彈的接戰作業（包括追蹤目標並進行中途上鏈修正，以及指揮SPG-62 X波段照射器為SM-2、ESSM的半主動雷達尋標器提供終端照射）。2017年完成翻修、神盾系統升級為Baseline 9A的提康德羅加級飛彈巡洋艦莫爾比灣（USS Mobile Bay CG-53）在2017年10月24日進行的戰鬥系統驗證測試中，項目包括在AN/SPQ-9B雷達指引下，發射一枚SM-2防空飛彈擊落靶彈，這是神盾作戰艦艇第一次SPY-1相位陣列雷達沒有介入防空飛彈射控迴路而成功接戰的紀錄。由於神盾艦越來越多的任務比重是進行反彈道飛彈任務，此時艦上相位陣列雷達的主要資源都會集中在彈道飛彈來襲的方向，船艦本身的常規防空能力難免降低；此時，獨立的SPQ-9B雷達就能有效分攤相位陣列雷達的工作壓力，獨自擔負本艦防空搜索與接戰任務。

在2010年代下半，出口給若干盟邦的神盾艦（包括澳洲霍巴特級防空巡防艦、日本升級的愛宕級飛彈驅逐艦）也開始配備SQP-9B雷達。

AN/SPQ-9B的接替者：未來X波段雷達（FXR）

在2022年1月初首次公布的DDG(X)飛彈驅逐艦項目概念設計中，初期沿用AN/SPQ-9B X波段雷達，隨後打算以「未來X波段雷達」（FXR）替換SPQ-9B；FXR應為主動相位陣列雷達。依照此階段定義，FXR雷達包括搜索、目標追蹤、武器射控指引等能力，但不包含半主動照射能力。

美國海軍水面作戰中心達爾格倫分部設置在波多馬克河旁的未來X頻

雷達（FXR）初期概念測試與降低風險研究原型，這套概念系統由現成

組件構成，整合在集裝箱，架設在40英尺的測試塔上。

從2020年夏季開始，美國海軍水面作戰中心達爾格倫分部（NSWC Dahlgren Division）展開未來X頻雷達（Future X-Band Radar，FXR）的降低風險測試研究。此項測試先以現成的硬體組件（例如AESA陣列天線是來自軍用飛機的現有裝備）組成一套概念系統，安裝在集裝箱裡，架設在波多馬克河旁的測試設施（高40英尺）。NSWC達爾格倫分部先用這套初期概念系統蒐集偵測數據，例如建立雜波圖表（clutter maps），根據這些資料發展適合的後端處理演算法，分辨回波是否為需要處理的目標；研究初期考量的指標包括電磁干涉生存性（electromagnetic interference survivability）、頻譜外封鎖能力（out-of-band blocking capability）以及尺寸/重量/功率/價格/冷卻（size, weight, power, cost and cooling，SWaPC2）等指標。美國業界也會參與此一項目，協助建立FXR雷達的概念基線（baseline concepts）。依照計畫，FXR發展成功後將會取代現役AN/SPQ-9B X波段雷達。