雄鹰之眼-浅析国产无源相控阵雷达

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1、雄鹰之眼-浅析国产无源相控阵雷达我国机载无源相控阵天线及试验飞机   近日，网上出现了我国运-8机载雷达试验机和相控阵天线的照片，表明我国机载无源相控阵雷达揭开了面纱。  从这张照片上面的相控阵天线还有馈源来看，应该是无源相控阵雷达，而有源相控阵采用的是T/R模块，显然不需要馈源来照射天线，而此前已经有人贴出图片，介绍说我国无源相控阵雷达具备电子扫描，可以同时跟踪10个目标，同时攻击4个目标的能力，显示我国的确研制过机载无源相控阵雷达。  可能许多网友看到这张照片上的相控阵雷达感觉奇怪，这个雷达的馈源在天线的

2、前方，而普通机载相控阵雷达就是一个平面，实际上这表示国产相控阵雷达的馈电式是空间馈电，所谓馈电系统是实现雷达发射能量按特定的需要分配至天线，将天线接收的信号按设计的合成要求传至接收机之间的电磁波传输设备，按照馈电方式分为强制馈电、空间馈电、视频馈电和光纤馈电等，其中后两种因为工作电平较低，所以多用于有源相控阵雷达，而前两者多用于无源相控阵，因此在有些时候，因此看到馈电可以推测出一个相控阵天线的性质。米格-31配备S800无源相控阵雷达 机载无源相控阵最初采用的是强制馈电，比如前苏联米格-31型截击机配备的S8

3、00型相控阵雷达、苏-30MKI使用的BARS无源相控阵等，这种雷达采用波导或者其他手段实现功率分配网张或者功率相加，以完成对发射信号的分配或者对接收信号的相加，它的优点是可以严格口径的幅度和相位分布，天线口径上没有阻挡，功率分配过程中没有泄露，因此天线可以做到高增益、低副瓣，并且在波束扫描范围内，天线的性能变化也比较平稳，不过它也有自己的缺点，首先就是结构复杂、成本高、质量大，S-800雷达的重量超过1吨，而BARS也超过600公斤，几乎是一般机载火控雷达的3-4倍，加上雷达位于机头，距离飞机重心较远，力矩

4、较大，因此对于飞机的性能影响较大，还有就是由于电磁波需要通过环流器、功分网络、移相器等系统才有辐射出去，所以造成系统的损耗较大，所以就会造成雷达功率可能较大，但是辐射出去的功率并不高，这样就会影响雷达的探测性能，根据NIIP的官方的介绍，BARS的电子扫描角度只有40度，低于普通机载火控雷达的60度，笔者认为可能是平面相控阵天线随着扫描角度的增加，会造成有效孔径投影区的减少，降低天线增益，影响雷达的探测性能，加上系统本身的损耗所以BARS雷达在超过40度后，其探测性能无法保证，必须采用机械转动系统弥补，这更进

5、一步增加了雷达的整体重量，所以BARS的整体重量超过600公斤。采用透镜式空间馈电的法国RBE2无源相控阵 针对强制馈电这个缺点，空间馈电就出现了，所谓空间馈电就是用馈源对天线阵面进行照射，由后者接收然后再辐射出去，它的优点就是省掉传输线等对加工要求严格的高频微波器件，同时有结构简单、重量轻、成本低的特点，非常适合对空间和重量要求较高的作战飞机使用，空间馈电方式有两种一种是透镜式，就是它的雷达天线有两部分组成，一个是接收阵、一个是辐射阵，馈源在天线的后方，它发射的电磁波被接收后，然后再通过辐射阵发射出去，它的

6、优点就是旁瓣和后瓣小，因而方向图较好，另外没有馈源和支撑结构阻挡的问题，法国RAFAL战斗机配备的REB2雷达就是这种无源相控阵雷达，不过它的缺点就是结构还是比较复杂，另外结构安装的重心前移，在飞机安装有困难，还有一种就是国产无源相控阵采用的反射式，它的原理的抛物面天线相似，馈源用电磁波照射相控阵天线，天线阵元接收后，经过移相，再用短路器发射出动去，它的优点就是结构和重量低，对器件要求较低，并且结构安装重心靠后，适合作战飞机使用，但是缺点也很大，就是由于电磁波经过发射、接收、再反射，损耗还是低大，另外也存在馈

7、源及支撑结构阻挡问题，解决这个问题只有用偏馈，但是由于受飞机空间小的限制，偏馈有限，所以偏馈带来的改善也比较有限，另外偏馈也会产生波束的灵敏度和精度，国外采用反射式偏馈的有俄罗斯的PERO无源相控阵天线。 俄罗斯PERO无源相控阵天线我国很早就开始了机载相控阵雷达的研制，1964年，有关厂所开始研制机载无源相控阵雷达样机的研制，但是由于种种原因，相关型号的研制无疾而终，70年代开始为水轰-5研制698对海搜索雷达，其天线就采用了一维相控阵天线，这是我国第一型配备相控阵天线的搜索雷达，1978年完成样机的研制，

8、虽然698型雷达相关技术问题以及载机任务的变化而停止研制，但却为我国研制机载相控阵雷达积累了经验，进入80年代，为了提高机载雷达的探测距离、多目标能力，我国开始机载相控阵转达的研制，从现在披露的雷达样机照片来看，我国早期的机载相控阵雷达采用了空馈，基本上可以确定它是无源相控阵雷达，考虑到当时国内经济技术实力、工业基础和空军装备现状，这种方式是现实的选择，首先空馈方式结构简单、重量轻，加避许多加工复杂