基本介紹
- 中文名：機載有源相控陣雷達
- 外文名：Airborne active phased array radar
- 優勢：高解析度、強電子干擾等
- 地位：目前國際上最為先進的火控雷達
- 型號舉例：AN/APG-77、APG-65/73等
- 軍事套用：F-22原型機、F/A-18E/F飛機等
簡要介紹,作戰優勢,提高作戰能力,增強隱身性能,提升攻擊能力,可靠性高,作用距離增長,軍事套用,型號一,型號二,型號三,型號四,
簡要介紹
機載有源相控陣(AESA)雷達是目前國際上最為先進的一種火控雷達，其目標追蹤/搜尋能力、高解析度、強電子干擾和高數據通信能力等優勢，遠遠超過了傳統機械掃描體制的雷達。可以預見，機載AESA 雷達的發展將會隨著新型戰機的不斷推出而進入一個嶄新的階段， 其套用更被說成為未來軍用飛機必備的標準配置， 以適應未來空戰的需求。
機載AESA雷達技術的未來將隨著新體制、新技術的發展套用而更加日新月異， 其未來發展將是以有源相控陣技術為核心， 並綜合套用數據鏈、光電子和計算機自適應雷達控制軟體等有關高新技術， 使機載有源相控陣雷達的潛力得到更充分的發揮。
作戰優勢
提高作戰能力
從雷達設計原理看， 決定雷達抗干擾性能的關鍵因素是頻寬， 有源相控陣火控雷達的工作頻寬可做到2000MHz～4000MHz(亦即2～4GHz)，是機械掃描體制火控雷達的10倍。寬頻跳頻能夠有效地對抗儲頻式窄帶瞄準式干擾； 寬頻阻塞式干擾下的自衛距離較機械掃描體制火控雷達提高160%～260%， 較無源相控陣火控雷達提高40%～120%。
增強隱身性能
雷達天線對飛機總體隱身性能具有重大影響， 雷達天線的隱身設計是現代機載雷達需要考慮的重要方面。機械掃描雷達天線周期性地運動，與敵方的入射電磁波存在周期性的相交， 這對降低天線的雷達反射截面積非常不利； 機械掃描雷達天線及天線座又是一個強的反射體， 使雷達散射截面積增加。而有源相控陣天線在工作時不做機械轉動， 敵方雷達只能在有源相控陣面正前方很小的空間角內收到反射波， 還可以通過合適的安裝角度來有效降低其在主要威脅方向的雷達反射面積，從而提高隱身能力。
提升攻擊能力
有源相控陣雷達能在同一時間內完成一個以上雷達的功能， 也就是該雷達可用一部分T/R模組完成一種功能， 用另外一部分T/R模組完成其它功能； 也可用時間分隔的方法交替用同一陣面完成多種功能。如雷達在進行空面探測的同時，還可實現對空中目標的探測、跟蹤等，在實現雷達功能的同時， 也可與載機對抗系統配合實現對敵干擾等。另外，通過對各波束進行功能劃分，雷達還具有提供有源干擾、無源接收、射頻通信等能力。在執行雷達、電子戰、通信和定向能武器等功能時，可使其存儲、分析和調用蒐集到的電子情報數據，使軍用飛機的電子對抗優勢更加明顯。另外，多目標攻擊能力是體現現代戰鬥機實力的一個重要方面， 是衡量戰鬥機作戰效能高低的重要因素之一。而有源相控陣天線採用電掃描體制，不存在機械掃描天線轉動時的慣性， 所以它可以在毫秒級的時間內改變波束指向， 通過合理分配波束照射時間，不僅具有探測和跟蹤距離遠、多目標跟蹤能力強等特點， 而且對大範圍內多個高機動目標的跟蹤具有獨特優勢。
可靠性高
由於有源相控陣火控雷達信號的發射和接收是由上千個T/R組件完成，相互之間存在冗餘，因此少數單元失效對系統性能影響不大。試驗表明，有源相控陣天線中有10%的單元失效時， 對雷達總體性能無顯著影響，不需維修。30%的輻射器失效時，系統增益降低3dB，但系統仍可維持基本工作性能。一般情況下，有源相控陣體制雷達的任務可靠性(MTBF 指標達500h)是無源相控陣和機械掃描體制雷達可靠性(MTBF指標一般為200h)的2～3倍。
作用距離增長
雷達T/R模組中的射頻功率放大器同輻射器緊密相連， 而接收信號幾乎直接耦合到各T/R模組內射頻低噪聲放大器， 這就有效地避免了干擾和噪聲疊加在有用信號上， 使得疊加到處理器的信號更為清晰， 這就使得雷達的微波能量饋電損耗大大減少，進而使作用距離大幅度增長。
軍事套用
型號一
AN/APG-77雷達
AN/APG-77是美國第一代AESA機載火控雷達，安裝在F-22原型機上。它除具有傳統雷達功能外，還集成了情報偵察監視收集、地圖測繪、更強的電子對抗能力和使用Linkl6 數據鏈等功能，並支持無源探測。它的每個T/R 模組內部都有一個功率放大器、一個低噪聲放大器和相位控制電路。以前分別由飛機雷達天線、通信天線、干擾天線完成的射頻功能，現在有源相控陣和計算機強大處理能力的控制下幾乎可由有源相控陣雷達同時完成。該雷達具有跟蹤30個空中目標、16個地面目標的多目標跟蹤能力， 可以實現“先敵發現、先敵發射、先敵命中”，以及進行瞬間變頻、快速掃描，敵方很難監測和定位，同時還可以完成電子情報蒐集、實施電子干擾，以及監視或通信等功能。
型號二
AN/APG-79雷達
F/A-18E/F飛機原來配裝了APG-65/73雷達。該雷達作用距離更遠，隱身特性、多目標跟蹤與高分辨SAR地形測繪等能力更加強大。該雷達可同時跟蹤20個以上的目標，並能對所跟蹤的目標自動建立跟蹤檔案，邊掃邊跟，用交替技術可同時完成空/空和空/面功能， 而不必再對雷達工作方式或掃描方式進行選擇。即使某一目標逃出了當前掃描區域，該雷達還可重新探測到該目標，並使用一個單獨波束對其進行跟蹤。目前，已實現的工作方式有高解析度合成孔徑雷達圖像(SAR)、地面動目標(GMT)探測和跟蹤、海面目標搜尋、空對空跟蹤、空對空和空對面目標交替搜尋、合成孔徑雷達與動目標合成搜尋等。
型號三
AN/APG-80雷達
F-16E/F飛機配裝了AN/APG-80有源相控陣電掃雷達。該雷達具有同時跟蹤20個目標並提供6個目標用於顯示的能力， 其任務可靠性高(MTBF可達500h)。目前，空空模式下主要功能有邊測距邊搜尋、搜尋高度顯示、邊速度搜尋邊測距、邊跟蹤邊搜尋、單目標跟蹤(STT)、邊掃描邊跟蹤(TWS)、空戰機動、遠程搜尋、戰情提示和通過凹口跟蹤保持等； 空地模式下主要功能有地圖測繪(RBM)、擴展(EXP)、都卜勒波束銳化(DBS)、固定目標跟蹤(FTT)、地面動目標顯示(GMTI)、地面動目標跟蹤(GMTT)、信標(BCN)和超高解析度合成孔徑成像； 空海模式主要功能有SEAl、SEA2和海面擴展等。
型號四
AN/APG-81雷達
F-35戰鬥機裝備的雷達型號為AN/APG-81它是一部含電子戰功能的世界上最先進的真正意義上的多功能機載有源相控陣雷達， 採用了最先進的有源相控陣天線、高性能的接收機/激勵器和最新的T/R模組結構技術， 將發射模組集成到一個元件中， 大量減少了元器件和內部連線器的數量，降低了產生的熱能和模組連線點溫度，也降低了對系統冷卻降溫的需求。T/R模組表面為針狀突起，用來發射和接收電磁波，既易於冷卻，又減少天線系統的有效散射面積， 並最終提高飛機的隱身性能。主要功能包括：空對空搜尋和跟蹤、空對地攻擊、超高解析度合成孔徑成像、單脈衝地圖測繪和高增益電子支援(ESM)與電子對抗(ECM)等。
