超级军网有源相控阵雷达
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/28 04:47:17
在世界顶级的先进战斗机上，出现了机载有源相控阵火控雷达的身影。它借助灵活的电子扫描．先进的空间能量管理和信号处理技术，将机载火控雷达的性能提高到了一个前所未有的新高度。
战斗机机载火控雷达是战斗机全天候远距离搜索、探测、捕获并跟踪目标的重要手段，在世界战斗机发展过程中始终占据着突出地位。现代高技术信息化作战对机载火控雷达的综合性能和可靠性的要求日益增高，传统的机械扫描脉冲多普勒体制火控雷达已经无法满足这些要求。微电子技术、高速、大容量电子计算机技术、有源相控阵天线技术、多通道多维信息处理技术的发展，催生了机载有源相控阵火控雷达。有源相控阵雷达(APAR)即有源电扫描阵列(AESA)雷达，不仅能满足现代先进战斗机对机载火控雷达提出的要求，而且还为战斗机带来了很多新的功能，是各军事强国争相抢占的一个军事技术制高点。
与常规机载火控雷达的比较
作为机载火控雷达，相控阵体制与常规体制一样，都包含由信号产生、发射、接收和处理等部件和模块，能完成对目标的探测、跟踪等基本功能。作为一种新型体制的先进机载雷达，相控阵雷达在天线结构和综合性能上与常规雷达存在着较大差异。
相控阵雷达与一般雷达在结构上最主要的差别是在天线上。常规雷达通常采用反射面式天线，辐射源只有一个或几个；而相控阵雷达使用相控阵天线，有几千甚至上万个辐射源和移相器，同时还有高度自动化的控制系统，可以灵活地实现波束控制和雷达参数的改变，以适应雷达的不同任务。按雷达天线的馈电方式，相控阵雷达还可分为无源相控阵雷达和有源相控阵雷达两类。
相控阵雷达是按一定规律控制天线各辐射源相位，形成所需形状的辐射波束和波束变化，以实现电子扫描的雷达。由于能同时产生多个波束，而且可以灵活改变波束指向，相控阵雷达能同时完成空间监视搜索、多目标跟踪、敌我识别、地形跟踪、地物回避、地形测绘、信标、气象回避等多种功能。而常规雷达采用大功率器件辐射电磁波，天线以机械旋转、俯仰的方式进行扫描，天线波束通常是固定的。因此，它能完成的功能比较单一，要完成上述功能需要多部雷达才能实现。
有源相控阵雷达的优势
相控阵体制尤其是有源相控阵体制，使得雷达可以使用灵活的电子扫描、先进的功率管理和信号处理技术，带来了很多卓越的性能。与普通机载机械扫描火控雷达相比，机载有源相控阵火控雷达不仅在作用距离、抗干扰能力、可靠性和天线隐身设计等方面的性能大大提高，还具备了实现同时多功能和真正意义上的多目标攻击等能力。
雷达作用距离大幅度提高
在天线口径一定的情况下，雷达的作用距离通常由辐射信号功率、接收机灵敏度和各种传输损耗等因素决定。机载有源相控阵体制可以大大提高雷达在这几个方面的性能。有源相控阵雷达的天线通常由几千个发射／接收(T／R)组件按照一定规律排列组成，每个T／R组件具备独立的信号放大、发射和接收能力，雷达的辐射功率由所有的T／R组件功率合成。因此，尽管每个T／R组件的辐射功率不大，但合成在一起很容易达到实现远距离探测所需要的辐射功率。由于有源相控阵雷达T／R组件中的射频功率放大器同天线辐射器紧密相连，而接收信号几乎直接耦合到各组件内的射频低噪声放大器，因此，有源相控阵雷达的收发馈线损耗较传统机械扫描雷达大为减少。可见，机载有源相控阵雷达的辐射信号功率大、接收机灵敏度高、各种传输损耗低，这些都大大提高了机载有源相控阵火控雷达的作用距离。战斗机的机载有源相控阵火控雷达对雷达散射截面1米2目标的作用距离通常可以超过200千米，而普通机载机械扫描火控雷达作用距离通常在120千米以内。
雷达的抗干扰能力大大增强
抗干扰是雷达正常工作所必须具备的功能，抗干扰能力的高低是反映一部雷达功能的重要战术指标。现代战争中，机载雷达将在非常复杂和恶劣的电磁环境中工作，必须具备较强的抗干扰能力。相比于普通机械扫描体制的机载火控雷达，有源相控阵火控雷达可以大大提高工作带宽，从而大大降低敌方的干扰功率密度，使敌方无法对雷达进行全工作频段压制干扰。有源相控阵雷达还可以用无序的、离散的波束，替代机械扫描雷达的周期的、连续的波束，来搜索、跟踪目标；通过将干扰源方向的天线波束设置零深等手段，降低雷达被敌方电子支援设施跟踪和截获的概率。有源相控阵雷达的这些特点可以大大提高其抗干扰能力。
实现真正的多目标攻击能力
多目标攻击能力是衡量战斗机作战效能高低的重要因素之一。机械扫描雷达在进行多目标攻击时，要求目标均落在相对较小的区域内，超出这一区域的目标是无法攻击的。而有源相控阵天线采用电扫描、不存在机械扫描天线转动时的惯性，因此可以在0．001秒的时间内改变波束指向。只要目标在天线的覆盖空域内，通过合理分配波束照射时间，就可以实现对目标的离散闭环跟踪。这一优势使有源相控阵火控雷达能真正实现多目标跟踪和攻击，大大提高载机的作战效能。
同时实现多种雷达功能
有源相控阵雷达可以用时间分隔的方法，交替用同一个阵面完成多种功能，在几乎同一时间内实现一种以上的雷达功能。如雷达在进行地图测绘、地物回避、地形跟随、威胁回避的同时，还可对空中和地面目标进行搜索、跟踪和攻击。这为开发新的雷达功能和空战战术提供了基础，为充分发挥战斗机的多用途功能创造了条件。
大幅度提高雷达天线的隐身水平
雷达天线作为飞机总雷达散射截面积的主要贡献者之一，对飞机总体隐身设计具有重大影响。雷达天线的隐身设计是现代机载雷达需要考虑的重要方面。机械扫描天线周期性地运动，与敌方的入射电磁波存在周期性的正交，这对降低天线的雷达反射截面积非常不利。而有源相控阵阵列天线在工作时不做机械转动，可以通过合适的安装角度有效降低在主要威胁方向上的雷达反射面积；还可以通过在阵列天线阵元上加装负载等手段，吸收照射到天线上的雷达波、减少天线反射出去的雷达波，从而达到降低雷达天线雷达散射截面积的目的。
可靠性大大提高
有源相控阵雷达由数千个独立的T／R组件和辐射单元组成，少数单元失效对系统性能的影响不大。试验表明，有源相控阵天线中有10％的单元失效时，对雷达总体性能无显著影响，不需维修；有30％的单元失效时，系统增益降低3分贝，仍可维持基本工作性能。这种“柔性降级”特性对保持雷达工作的可靠性是十分有用的。此外，整个雷达系统没有机械转动机构、高压电源、真空管器件，可靠性与传统机械扫描雷达相比有大幅度提高。如某雷达有2000个T／R组件，损坏1个，电平只降低0．05％。该雷达系统的关键故障平均间隔时间可达1000小时以上，而其他常规雷达则只有100小时左右。
几型机载相控阵火控雷达
由于机载相控阵火控雷达作战性能上的突出优点，世界各军事强国均斥巨资加以研究和发展。俄罗斯在1981年就成功研制出装备“米格-31”战斗机的“掩体”(Zaslon)机载无源相控阵火控雷达，它也是目前世界上唯一大量现役装备的无源相控阵体制火控雷达。俄罗斯还正在为其第五代战斗机研制新型的机载有源相控阵火控雷达。美国的第四代战斗机F-35、F／A-22，以及经过航电系统升级的第三代主力战斗机F／A-18E／F、F-15等，均装备了先进的有源相控阵雷达。欧洲“台风”战斗机、法国“阵风”战斗机、瑞典JAS 39“鹰狮”战斗机等欧洲三代半战斗机也要装备相控阵雷达。下面介绍几型典型的机载有源相控阵火控雷达：
APG-63(V)2雷达。它是美国雷声公司研制的世界上第一型战斗机有源相控阵火控雷达，装配在F-15A、F-15B、F-15C、F-15D等飞机上。其天线由几千个T／R组件组成，可以探测到90千米以外的小型巡航导弹和隐身飞机，在180千米处即可发现一般的战斗机，具有同时跟踪多个目标并制导多枚导弹实施攻击的能力。
APG-79雷达。它是美国雷声公司于上世纪末、本世纪初开始为F／A-18E和F／A-18EF战斗机研制的有源相控阵雷达。它采用有源二维相控阵、单脉冲、脉冲压缩、脉冲多普勒、合成孔径、波束锐化、地面动目标指示等体制，是一种可执行空空和空地作战任务的全数字化、全天候、多功能火控雷达。作用距离超过180千米，能跟踪20个目标，具有很强的电子防御能力。该雷达在装备F／A-18战斗机时，将天线向上仰约20减小了雷达天线的雷达反射截面积。
AN／APG-77雷达。它用于装备F／A-22战斗机，由诺斯罗普·格鲁曼和雷声公司在1991～1999年研制，是目前世界上已装备于战斗机的最先进的火控雷达。这种有源相控阵雷达在功能、性能、可靠性、低可观测性等方面取得了突破性进展，能全天候探测多个远程目标和隐身飞行器，并具有电子智能信息收集功能。有源电扫阵列由2000个低功率X波段T／R组件构成，每个组件的尺寸为70毫米×3毫米，能产生10瓦的功率。
APG-81雷达。它是为F-35战斗机研制的当前最先进的机载火控雷达。作为高频段射频有源相控阵雷达，这种雷达的天线是由上千个T／R模块组成的有源相控阵，可以通过灵活的波束形成和宽带工作特性，能几乎同时进行空地和空空作战。
机载火控雷达的发展方向
随着各国第四代、第五代战斗机的研发装备和第三代战斗机航电系统的升级，机载有源相控阵火控雷达将逐渐取代传统的机械扫描火控雷达，成为未来战斗机的首选雷达。
有源相控阵体制是一个全新的体制，相关技术仍然在发展过程中。随着T／R组件制造技术、天线散热技术和波束控制技术的进一步发展，机载有源相控阵火控雷达的性能仍然有较大的提升空间，优越性能和新的功能也将进一步展现。
有源相控阵体制会带来机载火控雷达概念、作战使用甚至战斗机作战方法的变革。机载有源相控阵火控雷达的性能较传统雷达大大提高，飞行员在飞行和作战过程中得以更多地依赖机载火控雷达提供的信息，雷达的功能也不再只是探测目标，而是能够实现一些新的作战功能。雷达性能的提高和功能的增加，不仅会改变人们对传统机载火控雷达作战方式的理解，而且会由于雷达战场态势感知和武器辅助制导能力的提高，改变战斗机的作战模式。
可以预见，在不久的将来，世界若有空战发生，先进战斗机将是战场中的明星，而机载有源相控阵火控雷达则会是这些明星神奇的慧眼。在世界顶级的先进战斗机上，出现了机载有源相控阵火控雷达的身影。它借助灵活的电子扫描．先进的空间能量管理和信号处理技术，将机载火控雷达的性能提高到了一个前所未有的新高度。
战斗机机载火控雷达是战斗机全天候远距离搜索、探测、捕获并跟踪目标的重要手段，在世界战斗机发展过程中始终占据着突出地位。现代高技术信息化作战对机载火控雷达的综合性能和可靠性的要求日益增高，传统的机械扫描脉冲多普勒体制火控雷达已经无法满足这些要求。微电子技术、高速、大容量电子计算机技术、有源相控阵天线技术、多通道多维信息处理技术的发展，催生了机载有源相控阵火控雷达。有源相控阵雷达(APAR)即有源电扫描阵列(AESA)雷达，不仅能满足现代先进战斗机对机载火控雷达提出的要求，而且还为战斗机带来了很多新的功能，是各军事强国争相抢占的一个军事技术制高点。
与常规机载火控雷达的比较
作为机载火控雷达，相控阵体制与常规体制一样，都包含由信号产生、发射、接收和处理等部件和模块，能完成对目标的探测、跟踪等基本功能。作为一种新型体制的先进机载雷达，相控阵雷达在天线结构和综合性能上与常规雷达存在着较大差异。
相控阵雷达与一般雷达在结构上最主要的差别是在天线上。常规雷达通常采用反射面式天线，辐射源只有一个或几个；而相控阵雷达使用相控阵天线，有几千甚至上万个辐射源和移相器，同时还有高度自动化的控制系统，可以灵活地实现波束控制和雷达参数的改变，以适应雷达的不同任务。按雷达天线的馈电方式，相控阵雷达还可分为无源相控阵雷达和有源相控阵雷达两类。
相控阵雷达是按一定规律控制天线各辐射源相位，形成所需形状的辐射波束和波束变化，以实现电子扫描的雷达。由于能同时产生多个波束，而且可以灵活改变波束指向，相控阵雷达能同时完成空间监视搜索、多目标跟踪、敌我识别、地形跟踪、地物回避、地形测绘、信标、气象回避等多种功能。而常规雷达采用大功率器件辐射电磁波，天线以机械旋转、俯仰的方式进行扫描，天线波束通常是固定的。因此，它能完成的功能比较单一，要完成上述功能需要多部雷达才能实现。
有源相控阵雷达的优势
相控阵体制尤其是有源相控阵体制，使得雷达可以使用灵活的电子扫描、先进的功率管理和信号处理技术，带来了很多卓越的性能。与普通机载机械扫描火控雷达相比，机载有源相控阵火控雷达不仅在作用距离、抗干扰能力、可靠性和天线隐身设计等方面的性能大大提高，还具备了实现同时多功能和真正意义上的多目标攻击等能力。
雷达作用距离大幅度提高
在天线口径一定的情况下，雷达的作用距离通常由辐射信号功率、接收机灵敏度和各种传输损耗等因素决定。机载有源相控阵体制可以大大提高雷达在这几个方面的性能。有源相控阵雷达的天线通常由几千个发射／接收(T／R)组件按照一定规律排列组成，每个T／R组件具备独立的信号放大、发射和接收能力，雷达的辐射功率由所有的T／R组件功率合成。因此，尽管每个T／R组件的辐射功率不大，但合成在一起很容易达到实现远距离探测所需要的辐射功率。由于有源相控阵雷达T／R组件中的射频功率放大器同天线辐射器紧密相连，而接收信号几乎直接耦合到各组件内的射频低噪声放大器，因此，有源相控阵雷达的收发馈线损耗较传统机械扫描雷达大为减少。可见，机载有源相控阵雷达的辐射信号功率大、接收机灵敏度高、各种传输损耗低，这些都大大提高了机载有源相控阵火控雷达的作用距离。战斗机的机载有源相控阵火控雷达对雷达散射截面1米2目标的作用距离通常可以超过200千米，而普通机载机械扫描火控雷达作用距离通常在120千米以内。
雷达的抗干扰能力大大增强
抗干扰是雷达正常工作所必须具备的功能，抗干扰能力的高低是反映一部雷达功能的重要战术指标。现代战争中，机载雷达将在非常复杂和恶劣的电磁环境中工作，必须具备较强的抗干扰能力。相比于普通机械扫描体制的机载火控雷达，有源相控阵火控雷达可以大大提高工作带宽，从而大大降低敌方的干扰功率密度，使敌方无法对雷达进行全工作频段压制干扰。有源相控阵雷达还可以用无序的、离散的波束，替代机械扫描雷达的周期的、连续的波束，来搜索、跟踪目标；通过将干扰源方向的天线波束设置零深等手段，降低雷达被敌方电子支援设施跟踪和截获的概率。有源相控阵雷达的这些特点可以大大提高其抗干扰能力。
实现真正的多目标攻击能力
多目标攻击能力是衡量战斗机作战效能高低的重要因素之一。机械扫描雷达在进行多目标攻击时，要求目标均落在相对较小的区域内，超出这一区域的目标是无法攻击的。而有源相控阵天线采用电扫描、不存在机械扫描天线转动时的惯性，因此可以在0．001秒的时间内改变波束指向。只要目标在天线的覆盖空域内，通过合理分配波束照射时间，就可以实现对目标的离散闭环跟踪。这一优势使有源相控阵火控雷达能真正实现多目标跟踪和攻击，大大提高载机的作战效能。
同时实现多种雷达功能
有源相控阵雷达可以用时间分隔的方法，交替用同一个阵面完成多种功能，在几乎同一时间内实现一种以上的雷达功能。如雷达在进行地图测绘、地物回避、地形跟随、威胁回避的同时，还可对空中和地面目标进行搜索、跟踪和攻击。这为开发新的雷达功能和空战战术提供了基础，为充分发挥战斗机的多用途功能创造了条件。
大幅度提高雷达天线的隐身水平
雷达天线作为飞机总雷达散射截面积的主要贡献者之一，对飞机总体隐身设计具有重大影响。雷达天线的隐身设计是现代机载雷达需要考虑的重要方面。机械扫描天线周期性地运动，与敌方的入射电磁波存在周期性的正交，这对降低天线的雷达反射截面积非常不利。而有源相控阵阵列天线在工作时不做机械转动，可以通过合适的安装角度有效降低在主要威胁方向上的雷达反射面积；还可以通过在阵列天线阵元上加装负载等手段，吸收照射到天线上的雷达波、减少天线反射出去的雷达波，从而达到降低雷达天线雷达散射截面积的目的。
可靠性大大提高
有源相控阵雷达由数千个独立的T／R组件和辐射单元组成，少数单元失效对系统性能的影响不大。试验表明，有源相控阵天线中有10％的单元失效时，对雷达总体性能无显著影响，不需维修；有30％的单元失效时，系统增益降低3分贝，仍可维持基本工作性能。这种“柔性降级”特性对保持雷达工作的可靠性是十分有用的。此外，整个雷达系统没有机械转动机构、高压电源、真空管器件，可靠性与传统机械扫描雷达相比有大幅度提高。如某雷达有2000个T／R组件，损坏1个，电平只降低0．05％。该雷达系统的关键故障平均间隔时间可达1000小时以上，而其他常规雷达则只有100小时左右。
几型机载相控阵火控雷达
由于机载相控阵火控雷达作战性能上的突出优点，世界各军事强国均斥巨资加以研究和发展。俄罗斯在1981年就成功研制出装备“米格-31”战斗机的“掩体”(Zaslon)机载无源相控阵火控雷达，它也是目前世界上唯一大量现役装备的无源相控阵体制火控雷达。俄罗斯还正在为其第五代战斗机研制新型的机载有源相控阵火控雷达。美国的第四代战斗机F-35、F／A-22，以及经过航电系统升级的第三代主力战斗机F／A-18E／F、F-15等，均装备了先进的有源相控阵雷达。欧洲“台风”战斗机、法国“阵风”战斗机、瑞典JAS 39“鹰狮”战斗机等欧洲三代半战斗机也要装备相控阵雷达。下面介绍几型典型的机载有源相控阵火控雷达：
APG-63(V)2雷达。它是美国雷声公司研制的世界上第一型战斗机有源相控阵火控雷达，装配在F-15A、F-15B、F-15C、F-15D等飞机上。其天线由几千个T／R组件组成，可以探测到90千米以外的小型巡航导弹和隐身飞机，在180千米处即可发现一般的战斗机，具有同时跟踪多个目标并制导多枚导弹实施攻击的能力。
APG-79雷达。它是美国雷声公司于上世纪末、本世纪初开始为F／A-18E和F／A-18EF战斗机研制的有源相控阵雷达。它采用有源二维相控阵、单脉冲、脉冲压缩、脉冲多普勒、合成孔径、波束锐化、地面动目标指示等体制，是一种可执行空空和空地作战任务的全数字化、全天候、多功能火控雷达。作用距离超过180千米，能跟踪20个目标，具有很强的电子防御能力。该雷达在装备F／A-18战斗机时，将天线向上仰约20减小了雷达天线的雷达反射截面积。
AN／APG-77雷达。它用于装备F／A-22战斗机，由诺斯罗普·格鲁曼和雷声公司在1991～1999年研制，是目前世界上已装备于战斗机的最先进的火控雷达。这种有源相控阵雷达在功能、性能、可靠性、低可观测性等方面取得了突破性进展，能全天候探测多个远程目标和隐身飞行器，并具有电子智能信息收集功能。有源电扫阵列由2000个低功率X波段T／R组件构成，每个组件的尺寸为70毫米×3毫米，能产生10瓦的功率。
APG-81雷达。它是为F-35战斗机研制的当前最先进的机载火控雷达。作为高频段射频有源相控阵雷达，这种雷达的天线是由上千个T／R模块组成的有源相控阵，可以通过灵活的波束形成和宽带工作特性，能几乎同时进行空地和空空作战。
机载火控雷达的发展方向
随着各国第四代、第五代战斗机的研发装备和第三代战斗机航电系统的升级，机载有源相控阵火控雷达将逐渐取代传统的机械扫描火控雷达，成为未来战斗机的首选雷达。
有源相控阵体制是一个全新的体制，相关技术仍然在发展过程中。随着T／R组件制造技术、天线散热技术和波束控制技术的进一步发展，机载有源相控阵火控雷达的性能仍然有较大的提升空间，优越性能和新的功能也将进一步展现。
有源相控阵体制会带来机载火控雷达概念、作战使用甚至战斗机作战方法的变革。机载有源相控阵火控雷达的性能较传统雷达大大提高，飞行员在飞行和作战过程中得以更多地依赖机载火控雷达提供的信息，雷达的功能也不再只是探测目标，而是能够实现一些新的作战功能。雷达性能的提高和功能的增加，不仅会改变人们对传统机载火控雷达作战方式的理解，而且会由于雷达战场态势感知和武器辅助制导能力的提高，改变战斗机的作战模式。
可以预见，在不久的将来，世界若有空战发生，先进战斗机将是战场中的明星，而机载有源相控阵火控雷达则会是这些明星神奇的慧眼。
战斗机机载火控雷达是战斗机全天候远距离搜索、探测、捕获并跟踪目标的重要手段，在世界战斗机发展过程中始终占据着突出地位。现代高技术信息化作战对机载火控雷达的综合性能和可靠性的要求日益增高，传统的机械扫描脉冲多普勒体制火控雷达已经无法满足这些要求。微电子技术、高速、大容量电子计算机技术、有源相控阵天线技术、多通道多维信息处理技术的发展，催生了机载有源相控阵火控雷达。有源相控阵雷达(APAR)即有源电扫描阵列(AESA)雷达，不仅能满足现代先进战斗机对机载火控雷达提出的要求，而且还为战斗机带来了很多新的功能，是各军事强国争相抢占的一个军事技术制高点。
与常规机载火控雷达的比较
作为机载火控雷达，相控阵体制与常规体制一样，都包含由信号产生、发射、接收和处理等部件和模块，能完成对目标的探测、跟踪等基本功能。作为一种新型体制的先进机载雷达，相控阵雷达在天线结构和综合性能上与常规雷达存在着较大差异。
相控阵雷达与一般雷达在结构上最主要的差别是在天线上。常规雷达通常采用反射面式天线，辐射源只有一个或几个；而相控阵雷达使用相控阵天线，有几千甚至上万个辐射源和移相器，同时还有高度自动化的控制系统，可以灵活地实现波束控制和雷达参数的改变，以适应雷达的不同任务。按雷达天线的馈电方式，相控阵雷达还可分为无源相控阵雷达和有源相控阵雷达两类。
相控阵雷达是按一定规律控制天线各辐射源相位，形成所需形状的辐射波束和波束变化，以实现电子扫描的雷达。由于能同时产生多个波束，而且可以灵活改变波束指向，相控阵雷达能同时完成空间监视搜索、多目标跟踪、敌我识别、地形跟踪、地物回避、地形测绘、信标、气象回避等多种功能。而常规雷达采用大功率器件辐射电磁波，天线以机械旋转、俯仰的方式进行扫描，天线波束通常是固定的。因此，它能完成的功能比较单一，要完成上述功能需要多部雷达才能实现。
有源相控阵雷达的优势
相控阵体制尤其是有源相控阵体制，使得雷达可以使用灵活的电子扫描、先进的功率管理和信号处理技术，带来了很多卓越的性能。与普通机载机械扫描火控雷达相比，机载有源相控阵火控雷达不仅在作用距离、抗干扰能力、可靠性和天线隐身设计等方面的性能大大提高，还具备了实现同时多功能和真正意义上的多目标攻击等能力。
雷达作用距离大幅度提高
在天线口径一定的情况下，雷达的作用距离通常由辐射信号功率、接收机灵敏度和各种传输损耗等因素决定。机载有源相控阵体制可以大大提高雷达在这几个方面的性能。有源相控阵雷达的天线通常由几千个发射／接收(T／R)组件按照一定规律排列组成，每个T／R组件具备独立的信号放大、发射和接收能力，雷达的辐射功率由所有的T／R组件功率合成。因此，尽管每个T／R组件的辐射功率不大，但合成在一起很容易达到实现远距离探测所需要的辐射功率。由于有源相控阵雷达T／R组件中的射频功率放大器同天线辐射器紧密相连，而接收信号几乎直接耦合到各组件内的射频低噪声放大器，因此，有源相控阵雷达的收发馈线损耗较传统机械扫描雷达大为减少。可见，机载有源相控阵雷达的辐射信号功率大、接收机灵敏度高、各种传输损耗低，这些都大大提高了机载有源相控阵火控雷达的作用距离。战斗机的机载有源相控阵火控雷达对雷达散射截面1米2目标的作用距离通常可以超过200千米，而普通机载机械扫描火控雷达作用距离通常在120千米以内。
雷达的抗干扰能力大大增强
抗干扰是雷达正常工作所必须具备的功能，抗干扰能力的高低是反映一部雷达功能的重要战术指标。现代战争中，机载雷达将在非常复杂和恶劣的电磁环境中工作，必须具备较强的抗干扰能力。相比于普通机械扫描体制的机载火控雷达，有源相控阵火控雷达可以大大提高工作带宽，从而大大降低敌方的干扰功率密度，使敌方无法对雷达进行全工作频段压制干扰。有源相控阵雷达还可以用无序的、离散的波束，替代机械扫描雷达的周期的、连续的波束，来搜索、跟踪目标；通过将干扰源方向的天线波束设置零深等手段，降低雷达被敌方电子支援设施跟踪和截获的概率。有源相控阵雷达的这些特点可以大大提高其抗干扰能力。
实现真正的多目标攻击能力
多目标攻击能力是衡量战斗机作战效能高低的重要因素之一。机械扫描雷达在进行多目标攻击时，要求目标均落在相对较小的区域内，超出这一区域的目标是无法攻击的。而有源相控阵天线采用电扫描、不存在机械扫描天线转动时的惯性，因此可以在0．001秒的时间内改变波束指向。只要目标在天线的覆盖空域内，通过合理分配波束照射时间，就可以实现对目标的离散闭环跟踪。这一优势使有源相控阵火控雷达能真正实现多目标跟踪和攻击，大大提高载机的作战效能。
同时实现多种雷达功能
有源相控阵雷达可以用时间分隔的方法，交替用同一个阵面完成多种功能，在几乎同一时间内实现一种以上的雷达功能。如雷达在进行地图测绘、地物回避、地形跟随、威胁回避的同时，还可对空中和地面目标进行搜索、跟踪和攻击。这为开发新的雷达功能和空战战术提供了基础，为充分发挥战斗机的多用途功能创造了条件。
大幅度提高雷达天线的隐身水平
雷达天线作为飞机总雷达散射截面积的主要贡献者之一，对飞机总体隐身设计具有重大影响。雷达天线的隐身设计是现代机载雷达需要考虑的重要方面。机械扫描天线周期性地运动，与敌方的入射电磁波存在周期性的正交，这对降低天线的雷达反射截面积非常不利。而有源相控阵阵列天线在工作时不做机械转动，可以通过合适的安装角度有效降低在主要威胁方向上的雷达反射面积；还可以通过在阵列天线阵元上加装负载等手段，吸收照射到天线上的雷达波、减少天线反射出去的雷达波，从而达到降低雷达天线雷达散射截面积的目的。
可靠性大大提高
有源相控阵雷达由数千个独立的T／R组件和辐射单元组成，少数单元失效对系统性能的影响不大。试验表明，有源相控阵天线中有10％的单元失效时，对雷达总体性能无显著影响，不需维修；有30％的单元失效时，系统增益降低3分贝，仍可维持基本工作性能。这种“柔性降级”特性对保持雷达工作的可靠性是十分有用的。此外，整个雷达系统没有机械转动机构、高压电源、真空管器件，可靠性与传统机械扫描雷达相比有大幅度提高。如某雷达有2000个T／R组件，损坏1个，电平只降低0．05％。该雷达系统的关键故障平均间隔时间可达1000小时以上，而其他常规雷达则只有100小时左右。
几型机载相控阵火控雷达
由于机载相控阵火控雷达作战性能上的突出优点，世界各军事强国均斥巨资加以研究和发展。俄罗斯在1981年就成功研制出装备“米格-31”战斗机的“掩体”(Zaslon)机载无源相控阵火控雷达，它也是目前世界上唯一大量现役装备的无源相控阵体制火控雷达。俄罗斯还正在为其第五代战斗机研制新型的机载有源相控阵火控雷达。美国的第四代战斗机F-35、F／A-22，以及经过航电系统升级的第三代主力战斗机F／A-18E／F、F-15等，均装备了先进的有源相控阵雷达。欧洲“台风”战斗机、法国“阵风”战斗机、瑞典JAS 39“鹰狮”战斗机等欧洲三代半战斗机也要装备相控阵雷达。下面介绍几型典型的机载有源相控阵火控雷达：
APG-63(V)2雷达。它是美国雷声公司研制的世界上第一型战斗机有源相控阵火控雷达，装配在F-15A、F-15B、F-15C、F-15D等飞机上。其天线由几千个T／R组件组成，可以探测到90千米以外的小型巡航导弹和隐身飞机，在180千米处即可发现一般的战斗机，具有同时跟踪多个目标并制导多枚导弹实施攻击的能力。
APG-79雷达。它是美国雷声公司于上世纪末、本世纪初开始为F／A-18E和F／A-18EF战斗机研制的有源相控阵雷达。它采用有源二维相控阵、单脉冲、脉冲压缩、脉冲多普勒、合成孔径、波束锐化、地面动目标指示等体制，是一种可执行空空和空地作战任务的全数字化、全天候、多功能火控雷达。作用距离超过180千米，能跟踪20个目标，具有很强的电子防御能力。该雷达在装备F／A-18战斗机时，将天线向上仰约20减小了雷达天线的雷达反射截面积。
AN／APG-77雷达。它用于装备F／A-22战斗机，由诺斯罗普·格鲁曼和雷声公司在1991～1999年研制，是目前世界上已装备于战斗机的最先进的火控雷达。这种有源相控阵雷达在功能、性能、可靠性、低可观测性等方面取得了突破性进展，能全天候探测多个远程目标和隐身飞行器，并具有电子智能信息收集功能。有源电扫阵列由2000个低功率X波段T／R组件构成，每个组件的尺寸为70毫米×3毫米，能产生10瓦的功率。
APG-81雷达。它是为F-35战斗机研制的当前最先进的机载火控雷达。作为高频段射频有源相控阵雷达，这种雷达的天线是由上千个T／R模块组成的有源相控阵，可以通过灵活的波束形成和宽带工作特性，能几乎同时进行空地和空空作战。
机载火控雷达的发展方向
随着各国第四代、第五代战斗机的研发装备和第三代战斗机航电系统的升级，机载有源相控阵火控雷达将逐渐取代传统的机械扫描火控雷达，成为未来战斗机的首选雷达。
有源相控阵体制是一个全新的体制，相关技术仍然在发展过程中。随着T／R组件制造技术、天线散热技术和波束控制技术的进一步发展，机载有源相控阵火控雷达的性能仍然有较大的提升空间，优越性能和新的功能也将进一步展现。
有源相控阵体制会带来机载火控雷达概念、作战使用甚至战斗机作战方法的变革。机载有源相控阵火控雷达的性能较传统雷达大大提高，飞行员在飞行和作战过程中得以更多地依赖机载火控雷达提供的信息，雷达的功能也不再只是探测目标，而是能够实现一些新的作战功能。雷达性能的提高和功能的增加，不仅会改变人们对传统机载火控雷达作战方式的理解，而且会由于雷达战场态势感知和武器辅助制导能力的提高，改变战斗机的作战模式。
可以预见，在不久的将来，世界若有空战发生，先进战斗机将是战场中的明星，而机载有源相控阵火控雷达则会是这些明星神奇的慧眼。在世界顶级的先进战斗机上，出现了机载有源相控阵火控雷达的身影。它借助灵活的电子扫描．先进的空间能量管理和信号处理技术，将机载火控雷达的性能提高到了一个前所未有的新高度。
战斗机机载火控雷达是战斗机全天候远距离搜索、探测、捕获并跟踪目标的重要手段，在世界战斗机发展过程中始终占据着突出地位。现代高技术信息化作战对机载火控雷达的综合性能和可靠性的要求日益增高，传统的机械扫描脉冲多普勒体制火控雷达已经无法满足这些要求。微电子技术、高速、大容量电子计算机技术、有源相控阵天线技术、多通道多维信息处理技术的发展，催生了机载有源相控阵火控雷达。有源相控阵雷达(APAR)即有源电扫描阵列(AESA)雷达，不仅能满足现代先进战斗机对机载火控雷达提出的要求，而且还为战斗机带来了很多新的功能，是各军事强国争相抢占的一个军事技术制高点。
与常规机载火控雷达的比较
作为机载火控雷达，相控阵体制与常规体制一样，都包含由信号产生、发射、接收和处理等部件和模块，能完成对目标的探测、跟踪等基本功能。作为一种新型体制的先进机载雷达，相控阵雷达在天线结构和综合性能上与常规雷达存在着较大差异。
相控阵雷达与一般雷达在结构上最主要的差别是在天线上。常规雷达通常采用反射面式天线，辐射源只有一个或几个；而相控阵雷达使用相控阵天线，有几千甚至上万个辐射源和移相器，同时还有高度自动化的控制系统，可以灵活地实现波束控制和雷达参数的改变，以适应雷达的不同任务。按雷达天线的馈电方式，相控阵雷达还可分为无源相控阵雷达和有源相控阵雷达两类。
相控阵雷达是按一定规律控制天线各辐射源相位，形成所需形状的辐射波束和波束变化，以实现电子扫描的雷达。由于能同时产生多个波束，而且可以灵活改变波束指向，相控阵雷达能同时完成空间监视搜索、多目标跟踪、敌我识别、地形跟踪、地物回避、地形测绘、信标、气象回避等多种功能。而常规雷达采用大功率器件辐射电磁波，天线以机械旋转、俯仰的方式进行扫描，天线波束通常是固定的。因此，它能完成的功能比较单一，要完成上述功能需要多部雷达才能实现。
有源相控阵雷达的优势
相控阵体制尤其是有源相控阵体制，使得雷达可以使用灵活的电子扫描、先进的功率管理和信号处理技术，带来了很多卓越的性能。与普通机载机械扫描火控雷达相比，机载有源相控阵火控雷达不仅在作用距离、抗干扰能力、可靠性和天线隐身设计等方面的性能大大提高，还具备了实现同时多功能和真正意义上的多目标攻击等能力。
雷达作用距离大幅度提高
在天线口径一定的情况下，雷达的作用距离通常由辐射信号功率、接收机灵敏度和各种传输损耗等因素决定。机载有源相控阵体制可以大大提高雷达在这几个方面的性能。有源相控阵雷达的天线通常由几千个发射／接收(T／R)组件按照一定规律排列组成，每个T／R组件具备独立的信号放大、发射和接收能力，雷达的辐射功率由所有的T／R组件功率合成。因此，尽管每个T／R组件的辐射功率不大，但合成在一起很容易达到实现远距离探测所需要的辐射功率。由于有源相控阵雷达T／R组件中的射频功率放大器同天线辐射器紧密相连，而接收信号几乎直接耦合到各组件内的射频低噪声放大器，因此，有源相控阵雷达的收发馈线损耗较传统机械扫描雷达大为减少。可见，机载有源相控阵雷达的辐射信号功率大、接收机灵敏度高、各种传输损耗低，这些都大大提高了机载有源相控阵火控雷达的作用距离。战斗机的机载有源相控阵火控雷达对雷达散射截面1米2目标的作用距离通常可以超过200千米，而普通机载机械扫描火控雷达作用距离通常在120千米以内。
雷达的抗干扰能力大大增强
抗干扰是雷达正常工作所必须具备的功能，抗干扰能力的高低是反映一部雷达功能的重要战术指标。现代战争中，机载雷达将在非常复杂和恶劣的电磁环境中工作，必须具备较强的抗干扰能力。相比于普通机械扫描体制的机载火控雷达，有源相控阵火控雷达可以大大提高工作带宽，从而大大降低敌方的干扰功率密度，使敌方无法对雷达进行全工作频段压制干扰。有源相控阵雷达还可以用无序的、离散的波束，替代机械扫描雷达的周期的、连续的波束，来搜索、跟踪目标；通过将干扰源方向的天线波束设置零深等手段，降低雷达被敌方电子支援设施跟踪和截获的概率。有源相控阵雷达的这些特点可以大大提高其抗干扰能力。
实现真正的多目标攻击能力
多目标攻击能力是衡量战斗机作战效能高低的重要因素之一。机械扫描雷达在进行多目标攻击时，要求目标均落在相对较小的区域内，超出这一区域的目标是无法攻击的。而有源相控阵天线采用电扫描、不存在机械扫描天线转动时的惯性，因此可以在0．001秒的时间内改变波束指向。只要目标在天线的覆盖空域内，通过合理分配波束照射时间，就可以实现对目标的离散闭环跟踪。这一优势使有源相控阵火控雷达能真正实现多目标跟踪和攻击，大大提高载机的作战效能。
同时实现多种雷达功能
有源相控阵雷达可以用时间分隔的方法，交替用同一个阵面完成多种功能，在几乎同一时间内实现一种以上的雷达功能。如雷达在进行地图测绘、地物回避、地形跟随、威胁回避的同时，还可对空中和地面目标进行搜索、跟踪和攻击。这为开发新的雷达功能和空战战术提供了基础，为充分发挥战斗机的多用途功能创造了条件。
大幅度提高雷达天线的隐身水平
雷达天线作为飞机总雷达散射截面积的主要贡献者之一，对飞机总体隐身设计具有重大影响。雷达天线的隐身设计是现代机载雷达需要考虑的重要方面。机械扫描天线周期性地运动，与敌方的入射电磁波存在周期性的正交，这对降低天线的雷达反射截面积非常不利。而有源相控阵阵列天线在工作时不做机械转动，可以通过合适的安装角度有效降低在主要威胁方向上的雷达反射面积；还可以通过在阵列天线阵元上加装负载等手段，吸收照射到天线上的雷达波、减少天线反射出去的雷达波，从而达到降低雷达天线雷达散射截面积的目的。
可靠性大大提高
有源相控阵雷达由数千个独立的T／R组件和辐射单元组成，少数单元失效对系统性能的影响不大。试验表明，有源相控阵天线中有10％的单元失效时，对雷达总体性能无显著影响，不需维修；有30％的单元失效时，系统增益降低3分贝，仍可维持基本工作性能。这种“柔性降级”特性对保持雷达工作的可靠性是十分有用的。此外，整个雷达系统没有机械转动机构、高压电源、真空管器件，可靠性与传统机械扫描雷达相比有大幅度提高。如某雷达有2000个T／R组件，损坏1个，电平只降低0．05％。该雷达系统的关键故障平均间隔时间可达1000小时以上，而其他常规雷达则只有100小时左右。
几型机载相控阵火控雷达
由于机载相控阵火控雷达作战性能上的突出优点，世界各军事强国均斥巨资加以研究和发展。俄罗斯在1981年就成功研制出装备“米格-31”战斗机的“掩体”(Zaslon)机载无源相控阵火控雷达，它也是目前世界上唯一大量现役装备的无源相控阵体制火控雷达。俄罗斯还正在为其第五代战斗机研制新型的机载有源相控阵火控雷达。美国的第四代战斗机F-35、F／A-22，以及经过航电系统升级的第三代主力战斗机F／A-18E／F、F-15等，均装备了先进的有源相控阵雷达。欧洲“台风”战斗机、法国“阵风”战斗机、瑞典JAS 39“鹰狮”战斗机等欧洲三代半战斗机也要装备相控阵雷达。下面介绍几型典型的机载有源相控阵火控雷达：
APG-63(V)2雷达。它是美国雷声公司研制的世界上第一型战斗机有源相控阵火控雷达，装配在F-15A、F-15B、F-15C、F-15D等飞机上。其天线由几千个T／R组件组成，可以探测到90千米以外的小型巡航导弹和隐身飞机，在180千米处即可发现一般的战斗机，具有同时跟踪多个目标并制导多枚导弹实施攻击的能力。
APG-79雷达。它是美国雷声公司于上世纪末、本世纪初开始为F／A-18E和F／A-18EF战斗机研制的有源相控阵雷达。它采用有源二维相控阵、单脉冲、脉冲压缩、脉冲多普勒、合成孔径、波束锐化、地面动目标指示等体制，是一种可执行空空和空地作战任务的全数字化、全天候、多功能火控雷达。作用距离超过180千米，能跟踪20个目标，具有很强的电子防御能力。该雷达在装备F／A-18战斗机时，将天线向上仰约20减小了雷达天线的雷达反射截面积。
AN／APG-77雷达。它用于装备F／A-22战斗机，由诺斯罗普·格鲁曼和雷声公司在1991～1999年研制，是目前世界上已装备于战斗机的最先进的火控雷达。这种有源相控阵雷达在功能、性能、可靠性、低可观测性等方面取得了突破性进展，能全天候探测多个远程目标和隐身飞行器，并具有电子智能信息收集功能。有源电扫阵列由2000个低功率X波段T／R组件构成，每个组件的尺寸为70毫米×3毫米，能产生10瓦的功率。
APG-81雷达。它是为F-35战斗机研制的当前最先进的机载火控雷达。作为高频段射频有源相控阵雷达，这种雷达的天线是由上千个T／R模块组成的有源相控阵，可以通过灵活的波束形成和宽带工作特性，能几乎同时进行空地和空空作战。
机载火控雷达的发展方向
随着各国第四代、第五代战斗机的研发装备和第三代战斗机航电系统的升级，机载有源相控阵火控雷达将逐渐取代传统的机械扫描火控雷达，成为未来战斗机的首选雷达。
有源相控阵体制是一个全新的体制，相关技术仍然在发展过程中。随着T／R组件制造技术、天线散热技术和波束控制技术的进一步发展，机载有源相控阵火控雷达的性能仍然有较大的提升空间，优越性能和新的功能也将进一步展现。
有源相控阵体制会带来机载火控雷达概念、作战使用甚至战斗机作战方法的变革。机载有源相控阵火控雷达的性能较传统雷达大大提高，飞行员在飞行和作战过程中得以更多地依赖机载火控雷达提供的信息，雷达的功能也不再只是探测目标，而是能够实现一些新的作战功能。雷达性能的提高和功能的增加，不仅会改变人们对传统机载火控雷达作战方式的理解，而且会由于雷达战场态势感知和武器辅助制导能力的提高，改变战斗机的作战模式。
可以预见，在不久的将来，世界若有空战发生，先进战斗机将是战场中的明星，而机载有源相控阵火控雷达则会是这些明星神奇的慧眼。
======你好，是原创的还是转帖的，请注明一下，谢谢。
杂志:D :D
学校刚买的期刊网络版，所以……:D
第一张图........
:hug: :hug: :hug:
:hug: :hug: :hug:
这个角度看不出来第一张图是什么机机啊，是10就爽了
第一张图值得考究考究，但是可以看见座舱盖向前开的，说明已经和歼十歼十一麻油关系了:)
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转帖转帖
大陆还没有aesa的技术。
原帖由 情人节分手快乐 于 2007-1-16 02:07 发表WW你就偷着乐吧，TG的有源阵已经在做测试了
大陆还没有aesa的技术。
这个帖子是很好的科普帖子，其实对AESA雷达，那个图很能说明问题的，另外AESA能够极大的增加探测距离的原因除了功率可以做的很大和接收灵敏度大幅度提高之外，还有就是能够非常有效的充分利用能量，用和普通机扫雷达同样的功率，但是可以看的更远，原因就是通过灵活的能量和波束控制实现将能量集中到应该集中的地方。
但是AESA雷达必须使用大功率的方案效果才会比较好，另外AESA雷达的发热惊人，需要十分强大的冷却系统，因此占用的空间和体积还有重量都比普通机扫大的多，所以技术工艺不达到一个非常高的水平的话，装不上战斗机，这就是AESA雷达在地面，海上，甚至预警机上面都很早实现应用，但是在战斗机上确很难很难的原因。
但是AESA雷达必须使用大功率的方案效果才会比较好，另外AESA雷达的发热惊人，需要十分强大的冷却系统，因此占用的空间和体积还有重量都比普通机扫大的多，所以技术工艺不达到一个非常高的水平的话，装不上战斗机，这就是AESA雷达在地面，海上，甚至预警机上面都很早实现应用，但是在战斗机上确很难很难的原因。
不要神化,ASEA的作用, 雷达技术进步主要还是在数字信号处理和射频部分. 天线并不会给雷达带来革命性的变化.
原帖由 eeyylx 于 2007-1-16 09:59 发表
不要神化,ASEA的作用, 雷达技术进步主要还是在数字信号处理和射频部分. 天线并不会给雷达带来革命性的变化.
说你SB你还不承认，你懂AESA和PD的区别么？
ps：见你一次，拍你一次;P
天线是射频部分最关键的东西了，当然你说的射频部分可能是天线下来以后的什么滤波，放大，扩频啊等等有源或者无源的微波部分，当然也包括射频电路。AESA雷达就是在射频部分的硬件方面实现了革命性的提升而造就的新一代雷达，信号处理部分AESA优势更加明显，当然是在运算能力提升几个数量级的前提下，AESA雷达射频部分的灵活带来了信号处理算法方面的很大进步，至少从数据采样方面，能够采集的数据和精度可以明显的提高，可以上计算模型更为精确。射频方面的灵活自然也会带来许多功能上的提升，从信号处理的角度来讲，就是限制更少了，通过软件可以实现的功能和算法大幅度提升。
AESA雷达不是神话他，而是事实上确实是新一代雷达就是了，其实以前的机扫雷达性能很多时候都被认为夸大了，机扫雷达性能是受很大的限制的。
AESA雷达不是神话他，而是事实上确实是新一代雷达就是了，其实以前的机扫雷达性能很多时候都被认为夸大了，机扫雷达性能是受很大的限制的。
原帖由 profH 于 2007-1-16 10:04 发表
说你SB你还不承认，你懂AESA和PD的区别么？
ps：见你一次，拍你一次;P
准确的讲，大部分AESA雷达都是PD体制的，偶知道您说的PD是指机扫的单一天线（抛物面，卡塞格伦，平板缝隙等）PD体制雷达，不过严格意义上应该是AESA和机扫的分别。而不是体制上的区别:b
感谢提醒，我的意思也是扫描方式的区别，不过具体到后端的数字处理部分也是有很大差别的
平板缝隙 和 AESA 的真正区别实际上还是在发射,接受的元器件.
实际上AESA和平板缝隙最终发射信号的原理和设计是一样的"微带振荡"
实际上AESA和平板缝隙最终发射信号的原理和设计是一样的"微带振荡"
至少从数据采样方面，能够采集的数据和精度可以明显的提高，可以上计算模型更为精确。
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数据采样看的是A/D转换器和时钟(PLL)的本事, 和天线没有太大关系. 当然还有工作频率
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数据采样看的是A/D转换器和时钟(PLL)的本事, 和天线没有太大关系. 当然还有工作频率
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AESA最大的难点“波束赋形”就被你无视了，照你的意思，随便一部机扫PD雷达换个AESA天线就成有源阵了
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听我说完嘛. 你想想信号在通过放大和TR开关以后还是电信号,怎么转换成"电波"呢??
靠什么"电路"转换呢? "微带"振荡.
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听我说完嘛. 你想想信号在通过放大和TR开关以后还是电信号,怎么转换成"电波"呢??
靠什么"电路"转换呢? "微带"振荡.
原帖由 eeyylx 于 2007-1-16 10:45 发表你到底想说什么？一会说AESA无足轻重，一会说AESA上要不要用到微带线。你的思维跳跃能力让我惊叹不已
AESA最大的难点“波束赋形”就被你无视了，照你的意思，随便一部机扫PD雷达换个AESA天线就成有源阵了
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听我说完嘛. 你想想信号在通过放大和TR开关以后还是电信号,怎么转换成"电 ...
你到底想说什么？一会说AESA无足轻重，一会说AESA上要不要用到微带线。你的思维跳跃能力让我惊叹不已
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我只想强调最后信号要发射出去还是要靠"微带线
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我只想强调最后信号要发射出去还是要靠"微带线
不要神化,ASEA的作用, 雷达技术进步主要还是在数字信号处理和射频部分. 天线并不会给雷达带来革命性的变化.
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传统机扫到AESA的性能提升不是革命性的？再说一遍，有源和机扫的区别可不仅仅是前面那个天线，数字信号处理和射频部分也有很大变化
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传统机扫到AESA的性能提升不是革命性的？再说一遍，有源和机扫的区别可不仅仅是前面那个天线，数字信号处理和射频部分也有很大变化