从雷达2号看未来机载火控雷达发展

来源：现代雷达

6月，莱昂纳多公司宣布将在2022年底向英国皇家空军提供一部用于首飞测试的欧洲通用雷达系统ECRS MK 2（雷达2号）。雷达2号是一款新一代软件定义雷达系统，将取代“台风”现役Captor机扫雷达。雷达2号采用多功能阵列，可通过软件定义实现宽带电子攻击，致盲敌方雷达系统，显著提升战斗机作战效能。该雷达计划于2028年形成初始作战能力（IOC），未来将装备40架“台风”战斗机。从长期发展看，该雷达作为英国“暴风”第六代战斗机雷达的技术演示研制平台，推动新兴技术概念和作战能力的成熟化。

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发展背景

雷达2号的出现是满足未来空战需求、市场竞争、六代机雷达技术演示的综合驱动结果。

新型作战需求匹配。随着空战复杂度不断提升，“台风”战斗机装备的机扫雷达已难以满足高对抗环境作战需求。考虑到台风战斗机相对于F-35在速度、航程和覆盖范围方面的优势，且其机鼻尺寸更大，利用集成更多TR组件的机载有源相控阵雷达对老机型进行新兴技术赋能是降低项目风险、提升旧型装备效费比的重要抓手。

市场竞争需求。与装备有源相控阵雷达的“阵风”战斗机相比，“台风”战机出口销量惨淡。为争取芬兰HX先进战斗机项目为代表的国外订单，英国决定为其“台风”配备一款新型有源相控阵雷达系统。

雷达2号概念图

六代机雷达技术演示。从备选雷达型号上看，尽管此前欧洲已经推出了Captor-E和欧洲通用雷达系统MK 1型雷达，但英国认为“台风”更应装备一种具备革命性意义的雷达系统，装备多功能射频一体化阵列，能够在具备传统的空对空和空对地、搜索、跟踪和瞄准功能的同时，提供电子战（EW）和宽频电子攻击（EA）能力，同时也可作为未来下一代“暴风”战斗机的能力储备。

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技术特征

2020年9月，“雷达2号”项目正式启动。从技术“血统”上看，“雷达2号”与配置于瑞典“鹰狮”多功能战斗机的ES-05“大乌鸦”有源相控阵雷达同出一脉，并结合了欧洲“先进雷达瞄准系统”（ARTS）和Bright Adder技术演示项目的研究成果，而与早期的ECRS Mk 0和ECRS Mk 1并无直接关联。

从技术角度上看，“雷达2号”具备以下特征：

（1）多功能射频一体化

多功能射频一体化技术是赋能“雷达2号”对空/对面探测、电子战能力的核心关键，旨在利用射频一体化孔径代替传统上数量繁多、功能各异的各类天线，摆脱传统的分散、独立、专用的射频链路设计，将一体化推进至天线及射频前段，有效降低平台天线数目、体积重量，有助于控制重量、尺寸、功耗和成本。

（2）机相扫结合

“雷达2号”配置6轴旋转关节，雷达阵面安装在关节上，进行电子扫描的同时，利用6轴关节对照射方向进行机械控制，实现机相扫结合，大大拓宽扫描视场，提升雷达探测/电子攻击范围，有利于 “先敌发现，先敌打击”，获取战场主动。

机相扫结合方式探测范围扩展图

（3）软件定义技术

“雷达2号”采用软件可编程技术，应用开放式架构，基于软件化模式，灵活实现功能多样、资源配置、模式扩展和性能提升。尽管雷达2号在具体能力上尚未透露其详细指标，但从技术角度看，软件定义雷达很可能将赋能该雷达以下两大能力：

一是需求可定义，可灵活响应作战需求，具有满足探测、干扰多元化任务能力，根据作战需求重构雷达系统功能；二是硬件可重组，其阵面系统、计算平台采用开放式架构，可根据功能需求进行雷达孔径、计算资源的重组。

（4）高功率宽禁带半导体

“雷达2号”采用了GaN和GaAs两种宽禁带半导体材料，充分融合了不同材料的技术优势，有效控制成本。宽禁带半导体技术可显著提高雷达发射功率，增强探测效能，具备良好的线性工作能力，能够满足多功能雷达在侦察、电子对抗等不同工作状态的需要。

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战场应用

在五代机时代，部分国家强调以更为互补和协同的方式实现第四代和第五代战斗机组合作战，类似“台风”这样的非隐身多用途战斗机在新技术赋能下将有更大的“舞台”。

（1）电子战平台

装备多功能射频系统的台风战斗机在未来作战任务中可承担随队干扰机的角色。台风将与F-35协同出击，在F-35执行隐身点穴打击的同时，依托电子攻击（软杀伤）和反辐射导弹攻击（硬摧毁）多种手段高效执行对地防空压制任务，保障机群整体安全性，以应对当前的复杂战场环境。

（2）炸弹卡车

考虑到F-35战斗机低载弹量因素，无法搭载大型空对空导弹和高超声速武器，具备大载弹量的升级版台风战斗机将在与五代机协同作战中承担“炸弹卡车”的角色：考虑到F-35载弹量有限，在空中支援任务中，台风战斗机可利用自身电子战能力在保障自身安全的前提下，高效探测敌方地面目标并倾泻巡航导弹及小口径炸弹等多种硬杀伤武器，破坏敌作战潜力。

（3）有人/无人协同长机

新型台风具备与无人机协同作战能力，可作为长机指挥多架无人僚机或无人机蜂群执行作战任务。例如，法德主导的“未来空战系统”（FCAS）希望通过“空战云”协同实现六代机与无人机进行编队作战，获取空中优势。

（4）“多域战”万金油

雷达2号是一种典型的多功能综合射频传感器，可根据联合作战背景下的任务需要和作战场景，以无缝集成的方式动态支持预警探测、侦察识别、敌我判断、电子干扰等多种任务功能，通过统一的资源管理和调度，使各种功能协调工作，提升单装备在多域战背景下的多场景适应性。

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其他六代机传感器方案

（1）“皇冠”射频一体化系统

除“雷达2号”外，欧洲另一款“皇冠”六代机雷达项目采取了类似的通用型射频一体化架构，很可能装备法、德FCAS战斗机。该项目由西班牙英德拉公司主导研制，旨在为未来战机开发一种尺寸小、重量轻、成本低、能力更强的紧凑型一体化解决方案。

“皇冠”系统覆盖2~18GHz频段，雷达、电子战、通信设备均采用全数字波形，并将软件定义雷达的概念融入系统设计。通过数字方法形成天线方向图有助于获得更远的作用距离和更大带宽，与其他高速平台交换更大量的数据，满足战场多平台协同作战的能力需求。由于该雷达采用可扩展架构，未来很可能可配置于有人机、无人机、陆基、海基一系列装备，展示了极佳的平台适装性。

（2）雷神公司六代机传感器概念

美国六代机原型机已于2020年9月完成首飞，2021年3月雷神公司透露了该机传感器的两大关键技术特征：一是应用射频多功能一体化技术，依托多功能阵列实现雷达、电子战、通信多元化能力，做到硬件一体化、功能可重构；二是广泛采用可扩展模块化技术，利用通用、标准和模块化的传感器设计，实现机载传感器载荷的按需互换、即插即用，满足复杂战场的作战需求。

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情报研判

（1）从战场应用角度看，射频系统的新突破将大大拓宽“台风”战斗机任务池，将承担护航先锋、炸弹卡车、编队主机等多元化战场新角色。

兼具态势感知、电子战能力的“雷达2号”将推动旧机能力升级，赋能升级版台风战斗机成为未来几十年与第五代，甚至第六代战斗机和无人机平台协同组合中的理想伙伴，很可能将成为利用旧型装备改造实现战斗力革新的典型案例，具备较高效费比。

（2）从雷达发展角度看，多功能射频一体化、软件可定义、模块可扩展很可能将作为下一代战斗机火控雷达核心技术特征。

综合分析莱昂纳多公司“雷达2号”项目、英德拉公司“皇冠”项目以及雷神公司六代机传感器概念，可以看出未来战斗机机载雷达将应用射频一体化阵列、软件化、模块化技术赋能态势感知、电子战、通信等多元化能力，很可能代表了下一代战斗机火控雷达核心技术特征，以期以赢得未来在空域、电磁域的整体优势