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涨知识|关于相控阵雷达,国外发展的怎么样了?

自20世纪末以来,SAR技术的军事应用受到世界各国高度重视,在星载、机载、弹载SAR应用方面得到迅速发展,技术已趋于成熟。因此,下面主要介绍国外几种相控阵雷达的研究状况。

控阵雷达在20世纪60年代取得巨大发展,最初应用于地面大型战略雷达,20世纪70年代以来,随着相控阵技术在大型相控阵雷达的成功应用加上相控阵雷达成本逐步降低,极大促进了战术相控阵雷达的发展,特别是机载相控阵雷达的应用。

美国的机载有源相控阵雷达发展水平比较先进。1991年完成配装F22战斗机的AN/APG-77雷达的飞行试验,该雷达有2000个T/R组件,对雷达反射面积为1平方米的目标,探测距离设计要求为120—220KM。综合了探测、敌我识别、电子侦察和电子干扰等多种功能于一体,并具有低截获概率。美国在机载有源相控阵火控雷达技术上已经比较成熟。除了APG-77雷达以外,美国还在原有的PD雷达上进行改进,换装相控阵天线。


美国F-22战斗机机载有源相控阵雷达天线阵

目前美国的F/A-18E/F和JSF联合攻击战斗机采用的都是新型有源电扫描相控阵雷达APG-79,该型雷达的技术核心在于它的天线。其特点是用细小收发单元代替面板阵列,并使用特殊的信息处理机构。收发的T/R模块都非常小,电子扫描阵采用“边扫描边跟踪”的方法,有效提高多目标跟踪精度。该阵列位于飞机的机首,阵上的每个T/R模块实质上就是单个雷达收发系统,信息一旦被阵列接收,就会进入通用的集成处理器并被转换成有用的战术信息。


F/A18 战斗机装备的有源相控阵雷达APG-79

除此之外,英、法、德三国联合研制机载固态多功能有源相控阵雷达,2001年已经完成具有1200个T/R组件的全尺寸样机的试验工作,目前已接近装备阶段。公开的数据显示,该雷达装备于法国"阵风"战斗机。


欧洲国际机载AMSAR有源相控阵雷达

苏联在八十年代初研制出无源相控阵雷达,装备于米格31战斗机上,搜索距离200千米,对战斗机的跟踪距离达到90千米以上,可以同时跟踪10个目标并攻击其中的4个,这在当时已经比较先进。目前俄罗斯正在努力发展有源相控阵雷达,但离实用化也有很大的距离。俄罗斯雷达设计局正在致力于X波段AESA雷达的设计工作,AESA雷达必须使用他们国产的GaAs MMIC芯片,但俄罗斯工业在这方面的基础薄弱,研制进程比较缓慢。


俄装备MiG-29SMT的Zhuk-ME雷达系统

21世纪,随着数字集成电路、微波技术、功率微波器件、信号处理技术的飞速进步,推动型控阵雷达技术快速发展,相控阵天线技术已开始应用于导弹制导领域。

21世纪初,美国国防部的报告提出了“先进雷达新概念(advanced radar concept)”的思想。该思想主要是利用逐渐成熟的单片集成电路(MMIC)技术实现T/R模块的单片微波集成和微电子机械系统(MEMS)技术制作相控阵雷达天线,以克服传统的固态有源相控阵天线系统采用发射支路的功率放大器(PA)及接收支路的低噪声放大器(LNA)以及移相器等均为固态器件造成的需要相对较大安装空间的缺点,实现结构体积小型化。目前美国在导引头相控阵雷达方面大量成熟应用MMIC技术和MEMS技术,已研制出厘米波及毫米波的雷达导引头。弹载相控阵雷达导引头由于高度保密的原因,相关报道几乎没有,详细情况不得而知。

F-15E“攻击鹰”战斗机和ANAPG-82(V)1有源相控阵雷达

从国外发展趋势来看,由于相控阵雷达具有波束控制的快速和灵活,能够快速实现对大范围内的目标搜索,并能够实现对目标的灵活、精确的跟踪,因此随着相控阵技术的发展,体积小、重量轻、低成本相控阵雷达的逐步实现,弹载相控阵雷达已成为导引头的重要发展方向。(文/于昊)

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