全球各国机载有源相控阵雷达发展概况.docx

全球各国机载有源相控阵雷达发展概况近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敌方施放的 角度欺骗干扰；没有相参体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任务的能力和作战模式21 世纪的空战，已经不再是飞机自身 飞行作战性能的竞争，更多的是一种综合的能力的竞争！而机载有源相控阵雷达作为下一代 作战飞机的眼镜，已经越来越为人所关注！所以我们结合公开的资料将会做一个比较全面的 分析！美国在AESA雷达技术领域起步早，投入大，目前在世界上保持着很大的领先优势。

俄罗斯、 欧洲（国际合作）、法国、瑞典、以色列和印度等国也都在努力跟进欧洲的机载有源相控阵（AESA）计划已接近装备阶段英、法、德联合研制的多功能固态有 源相控阵雷达（AMSAR）雷达将首先装备在〃台风〃战斗机上公开的数据显示，这部雷达将 使用1500个T/R模块法国〃阵风〃战斗机也可能装备AMSAR系列雷达以色列Elta公司已经公布了一系列可用于AESA的X波段GaAs MMIC芯片的数据，但是 Elta没有披露公司产品的具体情况俄罗斯雷达设计局正在致力于AESA雷达的设计工作，尽管我们并不清楚其中的细节俄 罗斯的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 大量由国际市场采购X波段AESA T/R模块的芯片，在近期仍然不大可能实现 装备AESA后，战斗机的作战性能会有极大改进如果一架战斗机在未来10年仍要服役，那 么进行AESA升级就显得十分必要 可以预见的是，西方国家将在未来十年内对大量战斗机进行AESA 升级 采用AESA技术的机载雷达将会至少在以下方面实现巨大的性能突破：雷达作用距离大幅度增长：由于AESA雷达T/R模块中的射频功率放大器（HPA）同天线辐 射器紧密相连，而接收信号几乎直接耦合到各T/R模块内的射频低噪声放大器（LNA）,这就 有效地避免了干扰和噪声叠加到有用信号上去，使得加到处理器的信号更为"纯净"，因此， AESA雷达微波能量的馈电损耗较传统机械扫描雷达大为减少。

解决了可靠性的瓶颈问题：由于信号的发射和接收是由成百上千个独立的收/发和辐射 单元组成，因此少数单元失效对系统性能影响不大试验表明，10%的单元失效时，对系统 性能无显著影响，不需立即维修；30％失效时，系统增益降低3分贝，仍可维持基本工作性 能这种"柔性降级"(graceful degrada tion)特性对作战飞机是十分需要的解决了同时多功能的难题：所谓同时多功能，即指有源相控阵能在同一时间内完成一个 以上的雷达功能它可以用一部分T/R模块完成一种功能，用另外的T/R模块完成其它功能； 也可用时间分隔的方法交替用同一阵面完成多种功能如雷达在进行地图测绘(SAR/GMTI)、 地物回避、地形跟随、威胁回避的同时，还可实现对空中目标的搜索和跟踪，并对其进行攻 击由于AESA是由多个子阵组成，而每个子阵又是由多个T/R模块组成，因此，可以通过 数字式波束形成(DBF)技术、自适应波束控制技术和射频功率管理等技术，使雷达的功能和 性能得到极大的扩展，可以满足各种条件下作战的需要并能因此而开发出很多新的雷达功 能和空战战术隐身飞机和现代空战需要相控阵雷达：隐身飞机配装相控阵雷达(PESA或者是AESA)几 乎是唯一的选择。

迄今为止还没有出现使用机械扫描雷达的隐形飞机，也说明了这一点低 拦载概率(LPI)和低观测特性(L0)是隐身飞机能否实现隐身和顺利完成作战任务的关键在 当前极为严峻的电子干扰环境中，"LPI"，即机载雷达辐射的电磁波被敌方拦截概率的高低 是一项重要的性能指标在攻击有专用电子干扰飞机掩护的机群或单机时，强烈的电磁干扰 将使传统的雷达无法正常工作AESA天线口径场的幅度和相位都可以随意控制，可使天线 旁瓣的零值指向敌方干扰源，使之不能收到足够强度的雷达信号，从而无法实施有效干扰 通过数字波束形成(DBF)技术，可以使主波束分离成两个波束，使其零值对准敌方干扰源； 若干扰源位于雷达旁瓣方向，则在该方向也可以形成零值，使敌方收不到雷达信号，从而无 法实行有效干扰AESA的自适应波束形成能力是机载雷达在复杂的电磁环境中得以保持其 作战能力的重要因素美国篇 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AESA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。

业内一种普遍的观点认为：从现在起再过十 年，不掌握AESA雷达制造能力的厂商将没有立足之地接下来就具体的介绍一下美国的几种试验中或者已经取得稳定进展的机型！1) F-22 机载雷达(AN/APG-77):人们常常问什么是第四代战斗机F-22令人印象最深的特性？它在什么领域具有最重 要的技术突破？通常的回答是它的隐身和超音速巡航特性但这些特性实际上在以前的战斗 机上已经分别在F-117和SR-71上实现了谈不上突破业内人士和F-22飞行员们则普遍 认为F-22最大的突破是它的航空电子系统实现了更高程度的综合，AESA雷达首次在战斗机 上采用它使飞机具有更为锐利的眼睛，更为丰富的作战功能对战斗机目标的作用距离超 过200km可以实现〃先敌发现、先敌发射、先敌命中"F-22雷达可以进行脉间变频、快速 扫描，敌方很难检测和定位同时还可以用时分的方法进行电子情报搜集、实施干扰、监视 或通信这些是以前战斗机雷达所无法实现的F-22雷达采用AESA体制，它由美国诺•格公司(Northrop Grumman Corp)和雷神公司 (Raytheon Systems Company)共同研制该雷达将用于21世纪初在美国空军服役的F-22 先进战术战斗机，目前F-22是世界最先进的战斗机。

F-22能在多种威胁环境下，以低可观 测性、高机动性和高灵活性对超视距敌机进行攻击，也能进行近距格斗空战1998年4月， 诺•格公司已交付第一套APG-77雷达硬件和软件给波音飞机公司F-22航空电子综合实验 室，对F-22的航空电子设备进行系统综合测试和鉴定试验作为APG-77计划的工程发展(EMD) 阶段的首批11部雷达已交付给诺•格公司马里兰州测试实验室进行系统级综合与测试全 尺寸雷达自1999年开始生产，预计到2004年11月具备初步作战能力(I0C), 2005年开始 服役AN/APG-77雷达是一部典型的多功能和多工作方式的雷达，其主要的功能有：远距搜索(RS)远距提示区搜索(cued search)全向中距搜索(速度距离搜索)(veloci ty range search)单目标和多目标跟踪AMRAA M数传方式(向先进中距空空导弹发送制导修正指令)目标识别(ID)群目标分离(入侵判断)(RA)气象探测雷达可能扩展的功能有：空/地合成孔径雷达(SAR )地图测绘改进的目标识别扩大工作区(通过设置旁阵实现)2) F-35(JSF)机载雷达(AN/APG-81):2000年，美国国防部J SF项目办公室授予诺•格公司4200万美元合同为JSF设 计、开发和试飞AESA雷达，它是多功能综合射频系统/多功能阵(MIRFS/MFA)计划的一部分。

雷达系统采用最先进的AESA天线、高性能的接收机/激励器、商用的处理机(货架产品)由 于采用了最新的技术成果，大量减少了元器件和内部连接器数目，所以JSF雷达的成本和重 量都较其前辈(F-22雷达)有大幅度地降低，重量和价格降低了约3/5,制造和维修也比较简 单o MIRFS/MFS计划要求T/R模块能够实现全自动化生产；可靠性比传统的机械扫描雷达提 高一个数量级；后勤保障和全寿命费用降低50%o APG-81采用开放式结构，为将来性能增长 提供极大空间JSF的AESA雷达设计的一条重要原则是必须满足JSF对隐身特性的要求 同时强调必须满足军方提出对JSF的〃四性〃要求，即:经济承受性、致命性、生存性和保障 性3) F/A-18E/F 雷达 AESA 改进型(AN/APG-79)：F-18D/C/E/F原来配装雷达APG-65/73，其AESA改进型编号为APG-79该雷达仍由 APG-65/73雷达的制造商雷神公司研制APG-79采用先进的AESA体制，于2003年7月30 日在美国中国湖(China Lake)海空作战中心配装在F/A-18上进行成功首飞新雷达可以同 现有F/A-18机载武器相匹配，同时，设计留有日后充分扩展的余地°APG-79 AESA雷达极 大地降低了载机的雷达可观测性，即提高了飞机的隐身特性。

雷达的可靠性和维护性也得到 了根本的改善雷神公司将于2005年向波音正式交付装机的APG-79雷达APG-79 AESA雷 达具有下述功能和特点：空对空：攻击远距目标通过资源管理器减轻飞行员工作负荷空对面：防区外远距高分辨率地图测绘同时具有多工作方式工作能力可靠性和成本：系统可靠性增加5倍自检系统可以把故障隔离到外场可更换模块(LRM)通过T/R模块的特殊设计实现系统〃完美〃降级运营成本大幅度降低装备F/A-18E/F的3部AESA雷达系统于2004年6月份开始在中国湖的海空作战中心进 行新一轮的试验，并通知试飞小组制定一个有特种作战部队、埃格林空军基地等单位参与的 试验计划还要求演示试验飞机和指挥船之间的通信链路，研究F/A-18E/F和EA-18G可以 向指挥船提供什么信息海军已经建立了一个工作小组，目前要做的是同空军的F-15和JSF 方面的人员接触，深入讨论联合试验和性能鉴定等问题以及建立一个工作小组评审有关标 准、结构和规约美国海军和空军目前都在研究AESA究竟能为未来战争带来一些什么变化 和收益？他们正在寻求几个关键问题的答案：目前，AESA雷达的作用距离已经是传统机械扫描雷达的一倍，可供选用的雷达功能已 极大地丰富，这样我们可以创造一些什么新的战术？一个双机或4机编队怎样分工完成空对空和空对地的攻击任务？如何由一架装有AESA的战机引领一批没有装载AESA的普通战斗机提高他们的战斗能 力。

4) F-16(UAE)雷达 AESA 改进型(AN/APG-80):F-16原来配装APG-66/68, APG-80为其AESA改型，仍由诺•格公司研制该公司还同 时为F-16UAE研制电子战系统F-16UAE是为阿联酋研制的F-16第60批产品，计划生产80 架2004年到2007年完成交付由于诺•格公司在此期间几乎同时得到了F-22和F-35的 配套雷达研制合同，因此大部分AESA技术和模块都可以移植到APG-80中来这使其研制周 期可以大为缩短预计2004年7月，雷达可以交付到飞机承包商洛•马公司进行雷达的验 收试验APG-80雷达具有先进的对空和对地两种工作模式，这也是采用诺•格公司第4代 发射/接收。