機(jī)載AESA雷達(dá)的發(fā)展概述

機(jī)載AESA雷達(dá)的發(fā)展概述

關(guān)于有源相控陣(AESA)雷達(dá)的研究始于上世紀(jì)60年代，最終歷經(jīng)40余載的研究，成功在機(jī)載平臺(tái)上得到應(yīng)用。?

美國(guó)國(guó)防部曾在一份關(guān)于發(fā)展美國(guó)軍用機(jī)載雷達(dá)的建議報(bào)告中特別強(qiáng)調(diào)了AESA可以極大地?cái)U(kuò)展雷達(dá)的功能和提高雷達(dá)的性能，21世紀(jì)美國(guó)的戰(zhàn)斗機(jī)雷達(dá)、預(yù)警與監(jiān)視飛機(jī)的雷達(dá)都應(yīng)是AESA體制的。事實(shí)上，除了F-22和F-35等新一代戰(zhàn)機(jī)都毫無(wú)例外地裝備AESA雷達(dá)外，美國(guó)對(duì)第三代現(xiàn)役戰(zhàn)斗機(jī)、轟炸機(jī)、預(yù)警和監(jiān)視飛機(jī)的AESA改進(jìn)都已列入計(jì)劃，并得到了相應(yīng)的財(cái)政支持。業(yè)內(nèi)一種普遍的觀點(diǎn)認(rèn)為：從現(xiàn)在起再過(guò)十年，不掌握AESA雷達(dá)制造能力的廠商將沒(méi)有立足之地。除美國(guó)之外，俄國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、荷蘭、瑞典、英國(guó)、以色列等西方國(guó)家也正在這一技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行廣泛的合作開(kāi)發(fā)和大量的資金投入。?

近50多年來(lái)，機(jī)載雷達(dá)不斷注入新的技術(shù)成果，性能大幅度提高。新技術(shù)是提高雷達(dá)探測(cè)能力的原動(dòng)力。在單脈沖跟蹤體制未獲使用前，圓錐掃描體制的雷達(dá)很難對(duì)付敵方施放的角度欺騙干擾；沒(méi)有相參體制的脈沖多普勒雷達(dá)，就無(wú)法對(duì)付借著強(qiáng)大的地雜波掩護(hù)的低空入侵的飛機(jī)和導(dǎo)彈；沒(méi)有頻率捷變體制的雷達(dá)，就很難同現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中廣泛采用的各種雜波干擾相抗衡。相控陣技術(shù)是近年來(lái)正在發(fā)展的新技術(shù)，它比單脈沖、脈沖多普勒等任何一種技術(shù)對(duì)雷達(dá)發(fā)展所帶來(lái)的影響都要深刻和廣泛。進(jìn)入上世紀(jì)80年代，機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)才初獲應(yīng)用。先進(jìn)的機(jī)載有源相控陣?yán)走_(dá)是近期，即本世紀(jì)初才進(jìn)入服役。AESA的成功應(yīng)用是對(duì)傳統(tǒng)機(jī)載雷達(dá)的一次革命，她極大地?cái)U(kuò)展了雷達(dá)的應(yīng)用領(lǐng)域和提高了雷達(dá)的工作性能，進(jìn)而提高和豐富了作戰(zhàn)飛機(jī)執(zhí)行任務(wù)的能力和作戰(zhàn)模式。

總的來(lái)說(shuō)AESA雷達(dá)可以劃分為以下四代：

第一代：超可靠雷達(dá)(URR) ?(1985)

第二代：先進(jìn)戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斗機(jī)(ATF) (1989)

第三代：APG-77 (1996)

第四代：APG-80 (裝備F-16)、APG-77(V)1 (裝備 F-22)、APG-81 (裝備F-35)、及尺寸可變敏捷波束雷達(dá) (SABR)

機(jī)載AESA雷達(dá)的優(yōu)點(diǎn)主要有：?

1、雷達(dá)作用距離大幅度增長(zhǎng)：由于AESA雷達(dá)T/R模組中的射頻功率放大器(HPA)同天線輻射器緊密相連，而接收信號(hào)幾乎直接耦合到各T/R模組內(nèi)的射頻低噪聲放大器(LNA)，這就有效地避免了干擾和噪聲疊加到有用信號(hào)上去，使得加到處理器的信號(hào)更為"純凈" ，因此，AESA雷達(dá)微波能量的饋電損耗較傳統(tǒng)機(jī)械掃描雷達(dá)大為減少。?

2、解決了可靠性的瓶頸問(wèn)題：由于信號(hào)的發(fā)射和接收是由成百上千個(gè)獨(dú)立的收/發(fā)和輻射單元組成，因此少數(shù)單元失效對(duì)系統(tǒng)性能影響不大。試驗(yàn)表明，10%的單元失效時(shí)，對(duì)系統(tǒng)性能無(wú)顯著影響，不需立即維修；30%失效時(shí)，系統(tǒng)增益降低3分貝，仍可維持基本工作性能。這種"柔性降級(jí)"(graceful degradation)特性對(duì)作戰(zhàn)飛機(jī)是十分需要的。?

3、解決了同時(shí)多功能的難題：所謂同時(shí)多功能，即指有源相控陣能在同一時(shí)間內(nèi)完成一個(gè)以上的雷達(dá)功能。它可以用一部分T/R模組完成一種功能，用另外的T/R模組完成其他功能；也可用時(shí)間分隔的方法交替用同一陣面完成多種功能。如雷達(dá)在進(jìn)行地圖測(cè)繪(SAR/GMTI)、地物回避、地形跟隨、威脅回避的同時(shí)，還可實(shí)現(xiàn)對(duì)空中目標(biāo)的搜索和跟蹤，并對(duì)其進(jìn)行攻擊。由于AESA是由多個(gè)子陣組成，而每個(gè)子陣又是由多個(gè)T/R模組組成，因此，可以通過(guò)數(shù)位式波束形成(DBF)技術(shù)、自適應(yīng)波束控制技術(shù)和射頻功率管理等技術(shù)，使雷達(dá)的功能和性能得到極大的擴(kuò)展，可以滿足各種條件下作戰(zhàn)的需要。并能因此而開(kāi)發(fā)出很多新的雷達(dá)功能和空戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)。?

下面是相控陣?yán)走_(dá)的發(fā)展概況

第一次世界大戰(zhàn)中出現(xiàn)了人類最初的“高科技”防空探測(cè)設(shè)備是防空聽(tīng)音器，它是雷達(dá)的雛形。防空聽(tīng)音器，就像聽(tīng)診器一樣，利用巨型的喇叭，監(jiān)聽(tīng)遠(yuǎn)處飛機(jī)飛行時(shí)發(fā)出的噪聲和震動(dòng)。一旦發(fā)現(xiàn)有敵機(jī)飛臨，操縱人員開(kāi)始調(diào)整方向，面向敵機(jī)，以確定敵機(jī)的飛行方向，并引導(dǎo)戰(zhàn)斗機(jī)和高炮攔截。

自從二戰(zhàn)以來(lái)，雷達(dá)已經(jīng)成為戰(zhàn)場(chǎng)上最主要、最核心和最關(guān)鍵的傳感器。在發(fā)現(xiàn)即為摧毀的現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)上，雷達(dá)的地位和重要性與日俱增。可以說(shuō)，一個(gè)國(guó)家的雷達(dá)水平就是其軍隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力的決定因素。隨著軍工科技的發(fā)展和戰(zhàn)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)的繼續(xù)演進(jìn)，雷達(dá)的概念和技術(shù)特點(diǎn)更加多樣化，未來(lái)的雷達(dá)將不僅僅是作為單純的傳感器存在，還會(huì)是多功能頻譜管理和電子對(duì)抗的核心設(shè)備。

相控陣?yán)走_(dá)，又稱作相位陣列雷達(dá)，是一種以改變雷達(dá)波相位來(lái)改變波束方向的雷達(dá)，因?yàn)槭且噪娮臃绞娇刂撇ㄊ莻鹘y(tǒng)的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)天線面方式，故又稱電子掃描雷達(dá)。相控陣?yán)走_(dá)采用陣列天線實(shí)現(xiàn)波束在空間電掃描的雷達(dá)。高速飛機(jī)、導(dǎo)彈和人造地球衛(wèi)星的出現(xiàn)，要求雷達(dá)具有更高的探測(cè)能力、更大的覆蓋空域、更高的數(shù)據(jù)率和適應(yīng)多目標(biāo)環(huán)境。

相控陣?yán)走_(dá)的發(fā)展主要經(jīng)歷了下面幾個(gè)階段：

審核編輯：黃飛

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