Anders Skyttebol

Storbritannien först att livstidsförlänga: AESA-teknik tar Arthur in i den digitala världen

För en tid sedan blev det klart att Storbritannien kommer att modernisera och livstidsförlänga Mamba, den brittiska versionen av Saab artillerilokaliseringsradarn Arthur. Därmed tar Arthur också steget in i den digitala världen genom införandet av AESAteknik, aktiv elektrisk styrd antenn. Saab:s produktledare, Anders Skyttebol beskriver mer om Arthurs förbättrade prestanda.

”En av artilleriets huvuduppgifter är att lokalisera och bekämpa prioriterade mål, till exempel fiendens artilleri, vilket beskrevs i årets första nummet av Artilleri & Luftvärn. För att kunna lösa uppgiften artilleribekämpning mot en likvärdig motståndare krävs ett sensorsystem som snabbt kan upptäcka och lägesbestämma fiendens artilleri samt, helst automatiskt, skicka måldata, i den så kallade sensor-till-verkansdel kedjan (sensor to shooter). Därefter byta gruppering innan den själv blir bekämpad.

”Tyst” så länge som möjligt

De flesta länder har börjat återinföra denna förmåga och på många håll pågår just nu ett tänkande kring hur artilleribekämpningsförmågan skall se ut i en framtid. En modern vapenlokaliseringsradar täcker en stor yta, ger en hög noggrannhet och kräver endast en liten besättning. Då denna är en aktiv sensor sänder den ut en signal med hög effekt och blir därför snabbt ett mål för fiendens telekrigsförband. Erfarenheter från Ukraina visar att sändningstiden i en gruppering kan vara så låg som 3-5 minuter för att undvika att bli bekämpad. För att leverera en uthållig och långräckviddig vapenlokaliseringsförmåga som har förutsättningar att överleva långt fram på stridsfältet är det en fördel att kunna vara ”tyst” så länge som möjligt utan att bli upptäckt för att sedan utnyttja sin aktiva förmåga vid rätt tillfälle, med andra ord en integrerad passiv förmåga. Denna kan vara i form av en annan sensor eller en bi-statisk förmåga hos radar, då man skiljer sändare och mottagare fysiskt åt, så att mottagaren kan agera passiv sensor och därmed blir avsevärt svårare att hitta. Det finns flera passiva sensorer som kan användas för vapenlokalisering eller ännu hellre för att kunna trigga användandet av de aktiva sensorerna, till exempel akustiska sensorer, elektrooptiska/IR sensorer som kan upptäcka mynningsflammor och möjligen också seismiska sensorer.

Krav på snabb omgruppering

Vi tror att vi under den förutsägbara framtiden kommer att förlita oss på aktiva system såsom radar för att upptäcka eldrörs- och raketartilleri. Det bästa sättet att öka noggrannheten på inmätningen är att fånga granaten eller raketen så tidigt som möjligt i banan och det görs bäst genom att vara så nära målet som möjligt. Detta i sin tur kräver att man har tillräcklig terrängframkomlighet, signaturanpassning och skydd. Men ju längre fram man ligger på stridsfältet desto snabbare måste man kunna omgruppera, då flygtiden på fiendens granater också blir kortare och därmed tiden från upptäckt till bekämpning. I ett högt anfallstempo behöver vapenlokaliseringssensorerna ha samma eller bättre mobilitet som förbandet de understödjer för att snabbt kunna flytta. Hög terrängframkomlighet gör också att man kan nyttja fler och bättre grupperingsplatser och därmed göra det svårare för fienden att förutsäga var nästa grupperingsplats kommer att vara.

Den nya mindre tekniken medger att man får plats med flera olika sensorer på samma fordon. Här ett exempel på en integration i KMW Boxer med flera sensorer som samverkar: Arthur, ljudmätsensorer i hörnen på fordonet samt radarn Giraffe 1X och en EOR/IR-kamera på den höj- och sänkbara masten.

Den låga volymen och vikten på den nya Arthur-sensorn gör att man kan integrera den i många fler typer av fordon. Här ett exempel på en integration i Oshkosh JLTV med plats för sensor och fyra soldater.

Den nya lättare Arthur kan integreras i ett bandfordon för att uppnå maximal terrängframkomlighet antingen i en container som på bilden eller direkt integrerat i fordonet.

Att använda flera sensorer på olika organisatoriska nivåer som samverkar är ett effektivt sätt att stödja en operation, men kräver ett ledningssystem som klarar att fusionera data från flera sensorer. Ett framtida vapenlokaliseringssystem kan mycket väl innehålla alla typer sensorer och med säkerhet ett system för att fusionera data. Att integrera flera sensorer på samma plattform eller i samma organisatoriska enhet skapar möjlighet att välja sensor efter läge, trigga de aktiva sensorerna med hjälp av de passiva samt använda flera sensorer samtidigt för att öka noggrannhet och minska risken för falska mål. Att använda flera olika frekvensband kan också göra det svårare för fienden att identifiera vilket förband det är, samtidigt som några band är mer lämpade för vissa typer av mål.

Avancerad signal- och databehandling

Om några år är det troligt att plattformarna kommer innehålla avancerad signal- och databehandling med större inslag av lärande och autonomi samt möjligen aktiva skyddssystem för fordonet kopplade till sensorn. Beslutsstöd med artificiell intelligensen i form av stöd för grupperingsanalys, målklassificering och prioritering av mål är andra saker som ett ledningssystem för vapenlokalisering kommer att innehålla. Systemet Arthur har sålts till tretton länder och flera av dessa länder har nu haft den så länge att det börjar bli dags för en livstidsförlängning. Samtidigt ges då en möjlighet att modernisera systemet för att möta en förnyad hotbild med längre räckvidder och anpassning till deras nya organisationer. Arthursystemet designas med focus på vad en radar specialgjord för artilleribekämpning skall klara. Den skall, som nämns i förra stycket, kunna vara långt fram på stridsfältet oavsett terräng, ha samma höga mobilitet som de manöverförband den stödjer, kunna nå de bästa grupperingsplatserna, ha så låg egen signatur som möjligt och även om fienden har sensorer som kan finna den, vara borta långt innan verkaselden når dit.

AESA-teknik medger successiv uppdatering

Vad är då viktigt i en sådan design? Vikten och volymen på sensorn måste vara låg så att den får plats i det stridsfordon som är bäst lämpat och som finns i organisationen. Sidlober skall vara låga och sändarelementen skall kunna ge en uteffekt som matchar hotbilden. Gemensamma gränssnitt för alla radar i familjen, så lång det är möjligt, görs för att utnyttja fördelarna med att snabbt kunna förändra systemet när hotbilden ändras eller utvecklingen tar ett steg framåt. I denna senaste konfiguration tar Arthur steget in i den digitala världen, genom att introducera en AESA-teknik (aktiv elektronisk styrd antenn). Tack var AESA har tillgänglighet ökat och kostnad minskat samtidigt som tekniken medger att bygga hårdvara som kan behållas längre medan mjukvaran succesivt uppdateras. Genom att genom att tillföra nya halvledarbaserade sändar- och mottagarmoduler baserade på högeffekts GaN transistorer, flytta sändare och mottagare upp i antennen och återanvända Arthurs antennteknik med slitsade vågledare längst ut i antennen kan man producera en modern AESA-radar med 100 kilometers räckvidd. En radar som också har den slitsade antennens signaturfördelar men som också behåller den låga vikten.

Grupperas på någon minut

Grupperingstiden för ett digitalt system är i huvudsak beroende av tiden det tar att höja och sänka antennen vilket är nere på ungefär en minut. Digitalisering ger en förenklad sändar-mottagardesign, gör att radarn blir mer mjukvarukonfigurerad, skalbar, får lägre vikt och skapar möjligheter för introducera avancerade funktioner som till exempel elektroniska motmedel och bi-statisk sändning-mottagning. En digital Arthur medger att man med samma hårdvara kan uppgradera mjukvaran årligen, eller när det behöver tillföras ny funktionalitet. Ett exempel är att när halvledartekniken medger kraftigare förstärkare kan endast sändar-mottagarkassetten bytas med en ökning av uteffekten som följd.

Mamba först ut

Den första radar som levereras och kommer att få ta del av den nya tekniken är brittiska MAMBA (Mobile Artillery Monitoring Battlefield Asset). Saab har fått kontrakt på att livstidsförlänga fem Mamba-enheter som anskaffades 2003, genom att byta ut de delar som har nått sin livslängd. Flera av dessa komponenter byts nu mot den senaste teknik som tillverkas på Saab. MAMBA Mid Life Extension kommer att levereras kring årsskiftet 2022/23.” Anders Skyttebol

arbetar som senior produktledare på Saab Surveillance i Göteborg med ansvar för radarsystem inom artilleriområdet, där systemet Arthur ingår. Anders började på Saab 2012 men har innan dess jobbat i mer än 15 år i försvarsindustrin med rymd- och flygmotorer. I rollen som reservofficer har han inledningsvis varit verksam inom indirekt eld men tjänstgör nu inom högre stab och ingenjörtrupperna som förste funktionsföreträdare för väg- och vattenbyggnadskompetens.