有源相控阵雷达
有源相控阵雷达(英文:Active Phased Array Radar,简称:APAR/AESA)1,是指采用有源相控阵天线的相控阵雷达,其天线阵面的每个天线单元中均含有源电路,独立的发射/接收组件。通过计算机控制每个天线单元的相位和幅度,使天线波束在空间中快速扫描和指向特定方向,从而实现对目标的搜索、跟踪和测量。造价昂贵,工程化难度加大2。
2022年11月,中国电科14所针对空间威胁推出新品——SLC-18空间目标监视有源相控阵雷达。采用固态有源相控阵体制,具备对低轨卫星等空间目标进行搜索捕获、跟踪测量、轨道计算和编目预报等功能,并获取多目标跟踪测量数据,主要用于执行空间目标监视任务3。
基本信息
- 中文名
有源相控阵雷达
- 外文名
Active Phased Array Radar1
- 简称
APAR/AESA1
- 工程化
难度加大
- 造价
昂贵
- 利用
移相器控制平面阵
- 开始研究时间
上世纪60年代开始
基本介绍
有源相控阵雷达采用数量众多的发射/接收模块,每一个辐射器都是一个发射/接收模块,每一个辐射器都自己产生和接收电波,而且采用电扫描方式。根据电扫方式,相控阵雷达大体可分为全电扫相控阵和有限电扫相控阵两大类,全电扫相控阵又可称固定式相控阵,即在方位上和仰角上都采用电扫,天线阵是固定不动的。有限电扫相控阵是一种混合设计的天线,即把两种以上天线技术结合起来,以获得所需要的效果,起初把相扫技术与反射面天线技术相结合,其电扫角度小,只需少量的辐射单元,因此可大大降低设备造价和复杂程度。天线阵,根据扫描情况可分为相扫、频扫、相/相扫、相/频扫、机/相扫、机/频扫、有限扫等多种体制。相扫系列利用移相器改变相位关系来实现波束电扫。频扫是利用改变工作频率的方法来实现波束电扫。相/相扫是利用移相器控制平面阵两个角坐标实现波束电扫。相/频扫是利用移相器控制平面阵一个坐标而另一坐标利用频率变化控制来实现波束电扫.机/相扫是在方位上采用机扫、仰角上采用相扫。机/频扫是在方位上采用机扫、仰角上采用频扫。
有源相控阵雷达波束指向非常灵活、迅速;一个雷达可同时形成多个独立波束,同时实现搜索、识别、跟踪、制导、无源探测等多种功能;多目标接战能力强,能同时监视、跟踪多个目标;抗干扰性能好。另外,相控阵雷达的可靠性高,即使少量发射/接收模块失效仍能正常工作。不过,相控阵雷达设备复杂、造价昂贵,且波束扫描范围有限,最大扫描角为90°到120°。
美国国防部国防科学委员会主席的一份关于发展美国军用机雷达的建议报告中特别强调了有源相控阵技术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2008年起再过十年,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在这一技术领域进行广泛的合作开发和大量的资金投入。
发展沿革
有源相控阵雷达起源于世纪60年代,但到上世纪末才逐步发展成熟达到装机实用的标准。F-22战斗机是世界上第一种将有源相控阵雷达装机的战斗机。在为F-22研制AN/APG-77之后,美国又研制出多个型号的AESA雷达,并基本达到实用阶段。其中,为海军F/A-18E/F“超级大黄蜂”配套的AN/APG-79、为F-16E/F配套的AN/APG-80、为F-35“联合攻击战斗机”配套的AN/APG-81、为F-15C/D型配套的AN/APG-63V3有源相控阵雷达等4。
2007年莫斯科航展上,俄罗斯机载雷达制造企业法扎特龙(Phazotron-NIIR)公司为米格-35战斗机配套的甲虫(Zhuk-MAE)有源相控阵(AESA)雷达进行了展示。此外,还有为苏-27配套的“隼”式、“熊猫”式,为米格-31配套的“屏蔽-M”4。
2007年第一季度,法国泰利斯公司为“阵风”战斗机研制的RBE2 有源相控阵(AESA)雷达,已装机“幻影”2000战斗机,并进行了一系列的飞行试验4。
2012年7月,据美国“防务新闻”报道,英国首相卡梅伦在范堡罗国际航展上正式宣布,支持“台风”项目的四国要求欧洲战斗机集团研发一种有源相控阵雷达,并实现2015年装备到“台风”战机之上5。
2016年珠海航展上,由中国电科第14研究所研制的国产机载有源相控阵雷达首次对外公开亮相,这代表了该领域雷达技术的国际先进水平,引发了国内外各界的广泛关注67。
2018年珠海航展上,中国电科第14研究所推出机载有源相控阵火控雷达“广角”解决方案,“三面阵”、“机相扫”等产品展出。该解决方案以先进的理念、成熟的技术,为现代战机突破传统视野局限提供了多种选择67。
2021年,德国向科威特交付28架换装“捕手-E”有源相控阵雷达的“台风”战斗机。据悉,“捕手-E”有源相控阵雷达采用电子扫描阵列,以取代此前的机械扫描天线,可增加搜索范围、减少跟踪延迟,更快、更准地搜索和跟踪多个目标8。
2022年11月,中国电科14所针对空间威胁推出新品——SLC-18空间目标监视有源相控阵雷达。采用固态有源相控阵体制,具备对低轨卫星等空间目标进行搜索捕获、跟踪测量、轨道计算和编目预报等功能,并获取多目标跟踪测量数据,主要用于执行空间目标监视任务3。