由歼十b雷达谈机载火控雷达设计

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1、有源还是无源？——由歼十B雷达谈机载火控雷达设计赞赞赞作者：龙腾日月读者群：32285317国外媒体和国内军迷对于歼十B所使用的机载火控雷达存在极大的兴趣，随着最近网络上最新曝光的一型相控阵雷达照片的出现，对于歼十B机载火控雷达的讨论和分析达到了相当的热度。美国《防务新闻》前段时间有文章称：歼十B战机的照片显示，该机配备了电子扫描相控阵机载火控雷达。另外一家研究中心的主任师里克·费希尔说：“歼十B只是大量装备有源电扫相控阵机载火控雷达的越来越尖端的中国战斗机中的第一种，将与美国空军F-15E最新版的先进战斗机相匹敌。”但同时也有专家认为歼

2、十B是精密版的被动电子扫描阵雷达。笔者也来凑个热闹，分析一下歼十B的雷达技术和性能特点，如有谬误，欢迎板砖。机载火控雷达发展机载火控雷达是作战飞机用来搜索、截获和跟踪空中目标，提供武器瞄准、射击和制导所需数据的机载雷达。人类历史上第一台雷达诞生于受到纳粹航空兵严重威胁的英国，由罗伯特?6?1沃森?6?1瓦特爵士于1937年研制成功，由于该雷达使用支撑于高塔之上的平行发射天线，所以被形象的成为“本土链”雷达。该型雷达在二战前部署20台，形成英国贯穿英国南北的预警线。二战爆发之后的不列颠空战中，“本土链”雷达发挥了极为关键的预警、探测和引导作

3、用，成为人类陆基对空雷达的鼻祖。很快，雷达这种极具划时代意义的传感器就被搬上了飞机。1939年，英国在飞机上安装了工作频率为200兆赫兹的雷达，用于搜索敌机，这是人类历史上第一部机载预警雷达。1936年美国无线电公司研制出了用于产生和放大电磁波的一种电子管，大致工作波长为1.5米/频率200兆赫兹，发射功率500瓦。1939年11月，基于改型电子管发射机的机载空海监视雷达ASV-1生产出原型机，开始测试，并于1940年正式服役。雷达天线增益在天线尺寸与波长相同量级上才有最大值，因而工作在1.5米波长的ASV-1雷达拥有巨大的天线，以至于战

4、斗机无法用来进行火力控制，只能装载于大型飞机上用于反潜。不过1939年,英国物理学家H.A.H.布特和J.T.兰道尔研制的实用化的多腔磁控管宣告了机载火控雷达的研制终于成为可能。磁控管可以产生工作波长在分米级别的电磁波，并且可以将分米波信号放大至1千瓦的峰值功率。同时，电子收发开关的研制成功，让雷达告别了起初的收发分置双基地部署，而可以将发射机和接收机置于同一个天线系统内，否则接收机在发射机发射型号时会受到极为严重的“烧穿”影响。至此，机载火控雷达需要的关键技术条件都完全具备。 据称这是“本土链”雷达的“真容”，高塔之间应当就是尺寸相当大

5、的雷达天线。 上世纪六十年代末期，基于多普勒频移原理的动目标探测技术实用化之前，机载火控雷达还处于比较初级的蒙昧阶段，多为不能测角的测距器或者采用单脉冲测角原理、反射面天线的火控雷达。这些雷达在技术上可以视为地面跟踪雷达的小型化机载版本，对于平视和上视空中目标可以做到与地面雷达一样的性能。但是基本无法进行下视探测和跟踪，因为雷达天线下视时，地面反射的杂波将目标回波完全掩盖，接收机彻底被主瓣杂波占据。一直到1964年，美国海军使用的E-2A机载预警雷达采用了偏置相位中心天线和机载时间平均杂波相干技术才实现了海面目标下视。又过了十年时间，人类

6、才实现了陆地上空的雷达下视能力，导致新一代预警机和第三代战斗机探测能力的大幅度改善。下视下射能力也成为第三代机载火控雷达的“门槛”性能和最显著的技术特征。机载脉冲多普勒火控雷达是机载火控雷达第二发展阶段的开始，该项技术出现之前，可以视为机载火控雷达的第一发展阶段。机载脉冲多普勒火控雷达一般采用数字化可编程处理器、平板缝隙阵列天线、真空管发射机、脉冲压缩技术和多功能设计。机载雷达第三个发展阶段的标志就是相控阵技术的出现和应用。目前有源/无源相控阵雷达已经开始批量装备新型隐身作战飞机、三代和三代改型战斗机以及轰炸机、特种电子战飞机等机种。详解

7、相控阵实际上人类早期研制的雷达都采用了独立发射机和天线组成的天线阵列，天线的方向图和增益性能由阵元几何位置和发射信号的幅度以及相位叠加来决定。这是由于当时雷达工作频率很低，较大的波长很难在单个天线上得到很好的聚焦和搜索性能。后来随着发射机能够产生较短的波长，这种建设规模很大的阵列天线就被更小更简单的单个天线所代替，一二代机载火控雷达使用较多的是抛物面发射天线，卡塞格伦天线以及格里高利天线等等。这些天线本质上都是反射面天线或者反射面天线的变形，由于反射面天线聚焦能力一般，这些天线的副瓣功率都相当高，甚至有相当数量采用卡塞格伦天线的机载火控雷

8、达需要专门设计一个副瓣杂波遮蔽罩，罩在雷达天线外面。苏-27SK作为三代机时代少数采用倒置卡塞格伦天线的重型空优机，其采用的“祖可”-27火控系统所采用的N001天线就是倒卡形式。由于机载天线