【文科生都看得懂】简单理解KJ-500的数字阵列雷达是怎么 ...

KJ-500顺利参加国庆阅兵的报道：http://ah.anhuinews.com/system/2015/09/03/006938034.shtml

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2015-9-5 01:23 上传

官方报道称“空警500预警机采用了世界首创的数字阵列雷达技术”，那么问题来了，什么是数字阵列雷达？

其实现在网络这么发达，你只要百度大学速成班毕了业，随便搜几个关键词，就能得出一个比较模糊但还算正确的答案。要是你有更多时间，下几个paper，研究个1、2天，在本坛都能冒充砖家了（比如我）。

好了不废话，大家都这么忙，谁有空去看那么多资料，本菜不是大牛，抛砖引玉解释一下什么是数字阵列雷达。

首先，数字阵列雷达是有源电扫雷达（Active Electronically Scanned Array）的一个子集，而有源电扫雷达又是相控阵雷达的子集，所以把数字阵列雷达吹成全新形式的同学们歇歇吧，它就是AESA，一种新的AESA。

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2015-9-5 02:16 上传

其次，数字阵列雷达和一般的有源电扫相控阵有什么区别？重点来了，雷达发射电磁波，接受电磁波，本质上是一个模数（ADC）/ 数模（DAC）转换过程，数字阵列雷达的关键在于，用DDS（Direct Digital Synthesizer，数字频率合成器）作为了频率源，也就是说，这玩意的模数/数模转换是用一块体积超级小的芯片来完成的，而传统雷达（包括传统相控阵雷达）完成模数/数模转换用的是一堆模拟电路+数字电路的集合。你可以这么来理解：手机的基带都听说过吧？DDS的本质，或者说数字阵列雷达的本质，就是一个数字化的基带，发射是DAC，接收是ADC，然后后端是一个超高速的CODE，用DSP进行处理，用软件定义功能。

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2015-9-5 02:38 上传

美国人的PPT做得不错，这张图从左到右，把无源阵、有源阵、数字阵的结构都讲清楚了

然后，数字阵列雷达有什么好处？用DDS作为雷达的核心，好处是频率分辨率高、输出频点多、切换延迟降低至us量级，瞬时动态范围高得吓人，而且有效降低了相位噪声，这些都能有助于提升军用雷达最要紧的性能——探测距离、抗干扰能力、分辨率。另外，全数字化元器件体积小重量轻发热低那是肯定的，这些对于机载雷达都是大大的好处，比如在同样的空间和散热解决方案的条件下，塞进更多的单元，提高雷达总体性能。减重对飞机飞行性能的提升也有意。另外，体积较小的阵元和后端，有助于把雷达放进很多以前无法想象的地方——比如机翼上、机身侧面，构建所谓的共形雷达。而且最重要的是，元器件数字化后，可以直接受益于半导体技术的进步。名用半导体技术的发展是很迅猛的，每年手机的SoC都要升级许多次，高通公司甚至用纯粹的硅工艺造出了手机的基带和射频前端，这是很了不起的成就。军用雷达的元器件也能受益于这些技术的发展，升级的潜力直接提高了好多个数量级。我今年干不赢你没关系，明年、后年、大后年，每年都可以再战，只要有钱，升级是很简单的事情。

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对于雷达这个大系统来说，相比传统的半模拟半数字相控阵雷达，本菜认为数字阵列雷达最重要的革新是可以用软件来定义功能，比如用软件来控制波形的生成、合成，这是一项了不起的成就。相控阵雷达的优势在于DBF（数字波束形成），而数字阵列雷达将这一过程变得灵活可控，使用软件控制任意生成波形，然后进行合成和控制，相对于传统雷达来说就好比从DOS升级到了Windows，对于雷达复杂条件下的目标探测能力、抗干扰能力、电子战性能，以及五代机至关重要的LPI（低截获概率）能力，都会带来飞跃性的提升。简单的来说，在同样的探测距离内，数字阵列雷达会有极好的对抗能力。细节么，百度上写得清清楚楚，我就不画蛇添足了，摘录一段：


最后，数字阵列雷达这么屌，美国人为啥不用？难道傻？当然不是这样，数字阵列雷达的核心——DDS相关技术美国人早在30年前就攻克了，只不过由于各种阴差阳错的原因，没有装到预警机上而已。本坛某英国留学生说DDS的元器件淘宝上满大街都是，也没讲错，DDS的原理本来就很简单，只不过军用级别的没得卖就是了。另外，有大牛说E-2D用到了DDS，具体情况不明，就不评论了。

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2015-9-5 02:38 上传

还是美国人的PPT，一些DDS元器件

差点忘了，还有一个诸位最关心的：KJ-500到底啥水平？讲真，现阶段严格没有数据公布，要强行评价就是扯谈，基本属于比屁股：屁股坐在TG这边，那KJ-500绝对是屌炸天的神器；屁股坐在爸爸那边，KJ-500也就是捡美国人几十年前的技术在用罢了，爸爸要超越分分钟的事情。从我个人从业经验来看，天朝的DDS元器件水平比起欧美那是断然不高的，最大的瓶颈还是半导体工艺卡了脖子。但不管怎么说，把数字阵列雷达装到预警机上的，KJ-500目前来看不是第一家，也是前三，这点没得黑。这符合我个人对当下天朝军用电子技术现状的推测：元器件比较一般，NB的元器件大多还在实验室出不来，但设计、测试、软件和工程综合水平排亚洲第一没问题。总的来说，革命远未成功，麻烦同志们继续努力。

好了，讲完，欢迎各位大牛拍砖。






KJ-500顺利参加国庆阅兵的报道：http://ah.anhuinews.com/system/2015/09/03/006938034.shtml

吴曼青院士介绍，空警500预警机采用了世界首创的数字阵列雷达技术，相对于现役大型预警雷达，它的重量、雷达天线口径大幅下降，但情报处理能力、抗干扰能力却大幅提升，处于世界领先水平，“它的研制成功对于我国预警机乃至雷达工业的发展具有重要意义。”

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官方报道称“空警500预警机采用了世界首创的数字阵列雷达技术”，那么问题来了，什么是数字阵列雷达？

其实现在网络这么发达，你只要百度大学速成班毕了业，随便搜几个关键词，就能得出一个比较模糊但还算正确的答案。要是你有更多时间，下几个paper，研究个1、2天，在本坛都能冒充砖家了（比如我）。

好了不废话，大家都这么忙，谁有空去看那么多资料，本菜不是大牛，抛砖引玉解释一下什么是数字阵列雷达。

首先，数字阵列雷达是有源电扫雷达（Active Electronically Scanned Array）的一个子集，而有源电扫雷达又是相控阵雷达的子集，所以把数字阵列雷达吹成全新形式的同学们歇歇吧，它就是AESA，一种新的AESA。

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其次，数字阵列雷达和一般的有源电扫相控阵有什么区别？重点来了，雷达发射电磁波，接受电磁波，本质上是一个模数（ADC）/ 数模（DAC）转换过程，数字阵列雷达的关键在于，用DDS（Direct Digital Synthesizer，数字频率合成器）作为了频率源，也就是说，这玩意的模数/数模转换是用一块体积超级小的芯片来完成的，而传统雷达（包括传统相控阵雷达）完成模数/数模转换用的是一堆模拟电路+数字电路的集合。你可以这么来理解：手机的基带都听说过吧？DDS的本质，或者说数字阵列雷达的本质，就是一个数字化的基带，发射是DAC，接收是ADC，然后后端是一个超高速的CODE，用DSP进行处理，用软件定义功能。

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美国人的PPT做得不错，这张图从左到右，把无源阵、有源阵、数字阵的结构都讲清楚了

然后，数字阵列雷达有什么好处？用DDS作为雷达的核心，好处是频率分辨率高、输出频点多、切换延迟降低至us量级，瞬时动态范围高得吓人，而且有效降低了相位噪声，这些都能有助于提升军用雷达最要紧的性能——探测距离、抗干扰能力、分辨率。另外，全数字化元器件体积小重量轻发热低那是肯定的，这些对于机载雷达都是大大的好处，比如在同样的空间和散热解决方案的条件下，塞进更多的单元，提高雷达总体性能。减重对飞机飞行性能的提升也有意。另外，体积较小的阵元和后端，有助于把雷达放进很多以前无法想象的地方——比如机翼上、机身侧面，构建所谓的共形雷达。而且最重要的是，元器件数字化后，可以直接受益于半导体技术的进步。名用半导体技术的发展是很迅猛的，每年手机的SoC都要升级许多次，高通公司甚至用纯粹的硅工艺造出了手机的基带和射频前端，这是很了不起的成就。军用雷达的元器件也能受益于这些技术的发展，升级的潜力直接提高了好多个数量级。我今年干不赢你没关系，明年、后年、大后年，每年都可以再战，只要有钱，升级是很简单的事情。

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对于雷达这个大系统来说，相比传统的半模拟半数字相控阵雷达，本菜认为数字阵列雷达最重要的革新是可以用软件来定义功能，比如用软件来控制波形的生成、合成，这是一项了不起的成就。相控阵雷达的优势在于DBF（数字波束形成），而数字阵列雷达将这一过程变得灵活可控，使用软件控制任意生成波形，然后进行合成和控制，相对于传统雷达来说就好比从DOS升级到了Windows，对于雷达复杂条件下的目标探测能力、抗干扰能力、电子战性能，以及五代机至关重要的LPI（低截获概率）能力，都会带来飞跃性的提升。简单的来说，在同样的探测距离内，数字阵列雷达会有极好的对抗能力。细节么，百度上写得清清楚楚，我就不画蛇添足了，摘录一段：

数字阵列雷达探测复杂目标能力强，数字阵列雷达系统瞬时动态范围大，可无损失地保留强杂波背景下的小目标信息，为提高探测小目标能力提供了条件。同时数字阵列雷达空间自由度高，为STAP优化处理提供了充分的自由度，为提高低径向速度目标探测能力提供了条件。此外，利用数字阵列雷达在不损失信噪比情况下灵活的同时多波束特性，可提高雷达的空域覆盖性能，满足同时探测高空、低空目标的需求。因此，数字阵列雷达满足探测复杂目标的需求。数字阵列雷达幅相控制精度高，为实现有源超低副瓣天线提供了条件，而超低副瓣天线有利于提高雷达抗干扰性能。数字阵列雷达大的瞬时动态范围，减小了强主瓣杂波对探测目标的影响；数字阵列雷达高的空间自由度，可优化杂波抑制算法，提升对复杂特性杂波的抑制。因此，数字阵列雷达在复杂地形环境下的目标探测性能好，满足在复杂地形环境下工作的需求。另外多功能能力强，探测精度大幅提升。

最后，数字阵列雷达这么屌，美国人为啥不用？难道傻？当然不是这样，数字阵列雷达的核心——DDS相关技术美国人早在30年前就攻克了，只不过由于各种阴差阳错的原因，没有装到预警机上而已。本坛某英国留学生说DDS的元器件淘宝上满大街都是，也没讲错，DDS的原理本来就很简单，只不过军用级别的没得卖就是了。另外，有大牛说E-2D用到了DDS，具体情况不明，就不评论了。

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还是美国人的PPT，一些DDS元器件

差点忘了，还有一个诸位最关心的：KJ-500到底啥水平？讲真，现阶段严格没有数据公布，要强行评价就是扯谈，基本属于比屁股：屁股坐在TG这边，那KJ-500绝对是屌炸天的神器；屁股坐在爸爸那边，KJ-500也就是捡美国人几十年前的技术在用罢了，爸爸要超越分分钟的事情。从我个人从业经验来看，天朝的DDS元器件水平比起欧美那是断然不高的，最大的瓶颈还是半导体工艺卡了脖子。但不管怎么说，把数字阵列雷达装到预警机上的，KJ-500目前来看不是第一家，也是前三，这点没得黑。这符合我个人对当下天朝军用电子技术现状的推测：元器件比较一般，NB的元器件大多还在实验室出不来，但设计、测试、软件和工程综合水平排亚洲第一没问题。总的来说，革命远未成功，麻烦同志们继续努力。

好了，讲完，欢迎各位大牛拍砖。