机载AESA雷达的发展概述

机载AESA雷达的发展概述

关于有源相控阵(AESA)雷达的研究始于上世纪60年代，最终历经40余载的研究，成功在机载平台上得到应用。 

美国国防部曾在一份关于发展美国军用机载雷达的建议报告中特别强调了AESA可以极大地扩展雷达的功能和提高雷达的性能，21世纪美国的战斗机雷达、预警与监视飞机的雷达都应是AESA体制的。事实上，除了F-22和F-35等新一代战机都毫无例外地装备AESA雷达外，美国对第三代现役战斗机、轰炸机、预警和监视飞机的AESA改进都已列入计划，并得到了相应的财政支持。业内一种普遍的观点认为：从现在起再过十年，不掌握AESA雷达制造能力的厂商将没有立足之地。除美国之外，俄国、法国、德国、荷兰、瑞典、英国、以色列等西方国家也正在这一技术领域进行广泛的合作开发和大量的资金投入。 

近50多年来，机载雷达不断注入新的技术成果，性能大幅度提高。新技术是提高雷达探测能力的原动力。在单脉冲跟踪体制未获使用前，圆锥扫描体制的雷达很难对付敌方施放的角度欺骗干扰；没有相参体制的脉冲多普勒雷达，就无法对付借着强大的地杂波掩护的低空入侵的飞机和导弹；没有频率捷变体制的雷达，就很难同现代战争中广泛采用的各种杂波干扰相抗衡。相控阵技术是近年来正在发展的新技术，它比单脉冲、脉冲多普勒等任何一种技术对雷达发展所带来的影响都要深刻和广泛。进入上世纪80年代，机载相控阵雷达才初获应用。先进的机载有源相控阵雷达是近期，即本世纪初才进入服役。AESA的成功应用是对传统机载雷达的一次革命，她极大地扩展了雷达的应用领域和提高了雷达的工作性能，进而提高和丰富了作战飞机执行任务的能力和作战模式。

总的来说AESA雷达可以划分为以下四代：

第一代：超可靠雷达(URR)  (1985)

第二代：先进战术战斗机(ATF) (1989)

第三代：APG-77 (1996)

第四代：APG-80 (装备F-16)、APG-77(V)1 (装备 F-22)、APG-81 (装备F-35)、及尺寸可变敏捷波束雷达 (SABR)

机载AESA雷达的优点主要有： 

1、雷达作用距离大幅度增长：由于AESA雷达T/R模组中的射频功率放大器(HPA)同天线辐射器紧密相连，而接收信号几乎直接耦合到各T/R模组内的射频低噪声放大器(LNA)，这就有效地避免了干扰和噪声叠加到有用信号上去，使得加到处理器的信号更为"纯净" ，因此，AESA雷达微波能量的馈电损耗较传统机械扫描雷达大为减少。 

2、解决了可靠性的瓶颈问题：由于信号的发射和接收是由成百上千个独立的收/发和辐射单元组成，因此少数单元失效对系统性能影响不大。试验表明，10%的单元失效时，对系统性能无显著影响，不需立即维修；30%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"(graceful degradation)特性对作战飞机是十分需要的。 

3、解决了同时多功能的难题：所谓同时多功能，即指有源相控阵能在同一时间内完成一个以上的雷达功能。它可以用一部分T/R模组完成一种功能，用另外的T/R模组完成其他功能；也可用时间分隔的方法交替用同一阵面完成多种功能。如雷达在进行地图测绘(SAR/GMTI)、地物回避、地形跟随、威胁回避的同时，还可实现对空中目标的搜索和跟踪，并对其进行攻击。由于AESA是由多个子阵组成，而每个子阵又是由多个T/R模组组成，因此，可以通过数位式波束形成(DBF)技术、自适应波束控制技术和射频功率管理等技术，使雷达的功能和性能得到极大的扩展，可以满足各种条件下作战的需要。并能因此而开发出很多新的雷达功能和空战战术。 

下面是相控阵雷达的发展概况

第一次世界大战中出现了人类最初的“高科技”防空探测设备是防空听音器，它是雷达的雏形。防空听音器，就像听诊器一样，利用巨型的喇叭，监听远处飞机飞行时发出的噪声和震动。一旦发现有敌机飞临，操纵人员开始调整方向，面向敌机，以确定敌机的飞行方向，并引导战斗机和高炮拦截。

自从二战以来，雷达已经成为战场上最主要、最核心和最关键的传感器。在发现即为摧毁的现代战场上，雷达的地位和重要性与日俱增。可以说，一个国家的雷达水平就是其军队战斗力的决定因素。随着军工科技的发展和战争态势的继续演进，雷达的概念和技术特点更加多样化，未来的雷达将不仅仅是作为单纯的传感器存在，还会是多功能频谱管理和电子对抗的核心设备。

相控阵雷达，又称作相位阵列雷达，是一种以改变雷达波相位来改变波束方向的雷达，因为是以电子方式控制波束而非传统的机械转动天线面方式，故又称电子扫描雷达。相控阵雷达采用阵列天线实现波束在空间电扫描的雷达。高速飞机、导弹和人造地球卫星的出现，要求雷达具有更高的探测能力、更大的覆盖空域、更高的数据率和适应多目标环境。

相控阵雷达的发展主要经历了下面几个阶段：

审核编辑：黄飞