有源相控阵雷达的发展现状与其在直升机上的发展展望-施海伟-4

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1、第二十六届（2010）全国直升机年会论文有源相控阵雷达的发展现状与其在直升机上的发展展望施海伟1李丽红1郑文博2（1.陆军航空兵学院，北京，1001232.61267部队，北京，101114）摘要：相控阵雷达问世来，在地面和舰载雷达中得到了广泛的应用，但是在机载雷达上的应用还是很有限，本文讨论了有源相控阵雷达的发展现状与其在直升机上的发展展望。关键词：相控阵；雷达；直升机1概述机械扫描阵列天线雷达早在二次大战期间就采用了。这些系统对完成特定任务过去是、现在仍然是最佳的工具，对付具有显著雷达横截面积(RCS)的目

2、标能够工作得非常出色。随着任务的变化，雷达也在变化。九十年代出现的隐身威胁，再伴随着垒球性防御预算的削减和紧缩的基本要求，便出现了一种可能很快使机械扫描系统过时的局面。海湾战争给我们的启迪，是现代局部战争的快速和空中目标的隐身及高密集度。这对当今先进机载雷达在提高作用距离，对付多个目标、增强雷达生存力、实现多功能多工作模式，以及可靠性和可维护性方面提出了新的挑战和要求。目前各国正潜心研究的相控阵技术在以上方面均显示出绝对优势，这无疑将使其成为新一代机载雷达的最佳选择。2机载相控阵雷达研制简况自20世纪50年代末

3、相控阵雷达问世以来，相控阵技术在地面雷达和舰载雷达中得到了广泛应用，但迟迟未能在机载雷达上应用，这主要是由于体积重量的限制以及器件性能与成本的制约。相控阵雷达分无源和有源两种形式。无源相控阵采用集中馈电，因天线是固定的，不存在机械转动部分和传送铰链的限制，故可两部或多部发射机并联工作，使发射平均功率达到千瓦级，满足远距离探测的需要虽然在能量管理、工作效率、低可探测性和同时多目标交战方面已比机械扫描雷达有显著改善．但移相器和馈线网络产生的损耗仍不可忽视。有源相控阵采用具有独立收／发功能的固态组件作为天线各阵元，每

4、个阵元的辐射能量均可控制，以得到理想的低旁瓣辐射天线。由于各阵元都有自己的低功率固态发射机，内连线短．故插入损耗可降到0.5dB以下。此外，固态组件的工作电压低，可以采用高功率密度的电源。表1中所列系统实现的技术特性按九十年代经济和低雷达截面积威胁要求所提出的系统要求进行评估。作为未来的技术，有源相控阵雷达乃是明智的选择。表1系统差异比较机械扫描电扫描无源有源-机械扫描-T/R模块至天线有损失+瞬时波束指向-T/R模块至天线有损失+瞬时波束指向+T/R模块在口面上-压低旁瓣受到限制-扫描不灵活-大RCS+低旁瓣

5、+波束捷变+小RCS+低旁瓣+波束捷变+小RCS-旋转关节磨损-发射机／电源寿命有限+无活动部件-发射机／电源寿命有限+无活动部件+固态可靠性+无TWT+获取费用低-三级维护+可承受-三级维护+可承受+二级维护57从上世纪60年代开始，历经40余年的努力，有源电子扫描阵(AESA)，通常也称为有源相控阵技术，终于在机载雷达上取得了成功的应用。3机载有源相控阵雷达现状近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

6、敌方施放的角度欺骗干扰；没有相控阵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

7、任务的能力和作战模式。国际在线报道：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AES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。3.1美国空军的F-15C已经开始换装使用相控阵天线的AN/APG-63(V)2雷达F-15原来配装AGP-

8、63/70，APG-63V2为其改进型，采用有源相控阵体制。该雷达消除了原来F-15雷达笨重的液压天线驱动系统，雷达的快速扫描和多目标跟踪能力都得到了数量级的增长。提高了飞行员对战场环境的认知能力。该型雷达能够同现有的飞机武器系统很好地兼容。由于作用距离的增加，使得增程的AIM-120的性能得到充分的发挥，并能在更大的视场范围内(方位和俯仰)制导多枚空空导弹，同时攻击多个目标，包括雷达