主题：雷达简述

达芬奇的晚餐

因论坛需要，我将在这里发几个主题帖，以便验证增加军事百科板块的可能，希望大家多多支持！

这里补充一下，以后大家发一些主题帖最好像我这样：在帖子标题前加个分类，然后在一些关键词语那里加点装饰，特别是比较冗长的文章，突出重点，可以节省大家的阅读时间。自己在画重点的时候也可以使自己复习一下在网络上找到的资料。
我这个主题帖是长了点，也很无聊，相信没有多少人会喜欢看的，(*^__^*) 嘻嘻……，不过这只是探索，有空会发更多更好的主题贴出来的。

什么是雷达？

军用雷达是利用电磁波探测目标的军用电子装备。雷达发射的电磁波照射目标并接收其回波，由此来发现目标并测定位置、运动方向和速度及其它特性。

　　早在1897年夏天，无线电刚刚诞生不久，俄国的 “无线电之父”波波夫和他的助手雷布金分别在俄国海军巡洋舰 “阿非利加”号和训练舰 “欧罗巴”号上进行无线电通信试验。在试验中他们发现，当 “伊林中尉”和号巡洋舰从 “阿非利加”和 “欧罗巴”号之间驶过时，无线电信号就会中断，接收法到。而且这种因果现象一再发生，这说明电磁波会被金属物体阻挡和反射。美国物理学家和发明家特斯拉在1900年也做了同样试验，并通过试验得出 “使用波长很短的无线电波可探测屋物体的踪迹”的结论，这实际就是现代雷达的原理。此后，又有许多科学家对如何应用电磁波探测物体进行了研究。

　　很难说涉及究竟谁是第一部雷达发明人。美国在1936年1月研制出可探测40公里外飞机的脉冲雷达；德国在1935年9月制造出可探测19公里外海岸和8公里外舰船的船用雷达；而法国在1936年已经把早期的雷达装上了 “诺曼底”邮船，以防碰撞冰山。但现在人们普遍认为最早投入实用的军用雷达是由英国研制的。其中英国科学家罗伯特·沃森─瓦特起了关键性的作用。沃森─瓦特当时任英国国家物理实验室无线电研究室主任，30年代初曾领导利用无线电波探测电离层的研究，他使用阴极射线管接收和显示无线电回波，并计测电波从发射到反射回来的时间，从而确定电离层的高度。1935年1月，当他受英军委托研究利用电波探测空中飞机的装置时，充分利用已取得的研究成果，迅速研制出对空警戒雷达的试验装置。2月26日，沃森─瓦特为军事部门领导人进行雷达表演，雷达探测到了16公里外的飞机。后来经过改进，到1936年1月，沃森─瓦特雷达探测距离已达120公里。
　　1938年，英国开始用沃森─瓦特设计的雷达组建世界上最早的防空雷达警网。1939年9月，第二次世界大战爆发时，英国已在东海岸建立起了一个由20个地面雷达站组成的 “本土链”雷达，网。在第二年夏天抗击的纳粹德国大规模空袭英国的 “不列颠战役”中，英国正是靠 “本土链”为每次德国人来空袭时赢得了20分钟宝贵的预警时间，以约900架战斗机抵挡住了德国2600余架飞机的疯狂进攻。

　　炮瞄雷达──它是用于自动跟踪空中目标，测定目标坐标，并通过指挥仪控制高射炮瞄准射击的雷达。又称火炮控制雷达。

　　世界上第一部炮瞄雷达是美国陆军通信队于1938年研制成功的SCR─268型雷达。它用于控制探照灯在夜间照射目标，引导高射炮对目标射击，但它还需手动控制高射炮跟踪目标。1943年，美国又研制成功微波炮瞄雷达SCR─584，这是第一部自动跟踪炮瞄雷达。它与指挥仪配合，大大提高了高炮射击的命中率。1944年德国发射了V─1导弹袭击伦敦时，最初英国击落1枚V─1平均需发射上千发炮弹，而使用SCR─584后，平均仅需50余发炮弹。

　　今天，几乎所有的高射炮都装备了炮瞄雷达。在速度快、机动性好的的现代作战飞机面前，没有炮瞄雷达的高炮就如同瞎子一般。

　　舰载雷达──它是装备在船舶上的各种雷达的总称，它们可探测和跟踪海面、空中目标，为武器系统提供目标数据，引导舰载着舰，躲避海上障碍物，保障舰艇安全航行和战术机动等。

　　1935年，德国在 “贝雷”号试验船上首次进行舰载雷达试验，这是一种对海警戒雷达，当时对海上舰船的探测距离仅8公里。世界上最早实用舰载雷达的是德国研制的 “海上节拍”式对海警戒雷达。它在1936年夏首先装备了 “海军上将施佩尔伯爵”号袖珍战列舰等3艘大型军舰。第一部舰载对空警戒雷达是美国海军研实验室于1938研制成功的XAF型雷达，它对飞机的探测距离达137公里，首先装备了 “纽约”号战列舰。对空、对海警戒雷达的装备使用，可及早发现敌方飞机和舰船，以保障适时和准确地进行攻击。



　　机载雷达──它是装在飞机上的各种雷达的总称。它包括：为空空导弹、火箭和航炮等提供目标数据的截击雷达；为瞄准轰炸地（水）面目标、制导空地导弹和为领航提供目标信息的轰炸雷达；提供地（水）面目标的位置和地形资料的空中侦察与地形测绘雷达；观测气象状况、空中目标和地形地物，保证准确和安全和安全飞行的航行雷达等等。

　　世界上第一部机载雷达是由英国科学家爱德华·鲍恩领导的研究小组于1937年研制成功的。鲍恩等人从1935年开始研制机载雷达。在1937年年中研制出一部小型雷达，并把它安装在一架双发动机的 “安桑”式飞机上这架 “安桑”式飞机便成为最早载有雷达的飞机。7月至9日，机载雷达进行了多次试验，证明它可探测到16公里以外的水面舰艇。

　　1939年第二次世界大战爆发后不久，面对纳粹潜艇战和对巩固空袭的威胁临近，鲍恩博士主持研制的ASVMK1型机载对海搜索雷达和A1型机载夜间载击雷达正式装备英国，成为世界上首批实用机载雷达。后来又对这两种雷达进行了多次改进，在打击德国潜艇和夜间轰炸机的战斗中发挥了重要作用。

　　在现代先进作战飞机上，雷达系统的的造价往往占飞机总造价的1/4─1/3，还出现了综合多种雷达作用的多功能机载雷达。先进机载雷达不仅能发现100多公里以外的敌机，还能对其中最具威胁性的对多个目标同时实施攻击。

　

达芬奇的晚餐

什么是相控阵雷达？

相控阵雷达又称作相位阵列雷达，是一种以改变雷达波相位来改变波束方向的雷达，因为是以电子方式控制波束而非传统的机械转动天线面方式，故又称电子扫描雷达。

相控阵雷达有相当密集的天线阵列，在传统雷达天线面的面积上可安装上千个相控阵天线，任何一个天线都可收发雷达波，而相邻的数个天线即具有一个雷达的功能。扫描时，选定其中一个区块(数个天线单元)或数个区块对单一目标或区域进行扫描，因此整个雷达可同时对许多目标或区域进行扫描或追踪，具有多个雷达的功能。由於一个雷达可同时针对不同方向进行扫描，再加之扫描方式为电子控制而不必由机械转动，因此资料更新率大大提高，机械扫描雷达因受限於机械转动频率因而资料更新周期为秒或十秒级，电子扫描雷达则为毫秒或微秒级。因而它更适於对付高机动目标。此外由於可发射窄波束，因而也可充当电子战天线使用，如电磁干扰甚至是构想中发射反相位雷达波来抵消探测电波等。

相控阵雷达的特点

（1）能对付多目标。相控阵雷达利用电子扫描的灵活性、快速性和按时分割原理或多波束，可实现边搜索边跟踪工作方式，与电子计算机相配合，能同时搜索、探测和跟踪不同方向和不同高度的多批目标，并能同时制导多枚导弹攻击多个空中目标。因此，适用于多目标、多方向、多层次空袭的作战环境。

（2）功能多，机动性强。相控阵雷达能够同时形成多个独立控制的波束，分别用以执行搜索、探测、识别、跟踪、照射目标和跟踪、制导导弹等多种功能，一部相控阵雷达能起到多部专用雷达的作用，而且还远比它们能够同时对付的目标多。因此，可大大减少武器系统的设备，从而提高系统的机动能力。

（3）反应时间短、数据率高。相控阵雷达可不需要天线驱动系统，波束指向灵活，能实现无惯性快速扫描，从而缩短了对目标信号检测、录取、信息传递等所需的时间，具有较高的数据率。相控阵天线通常采用数字化工作方式，使雷达与数字计算机结合起来，能大大提高自动化程度，简化了雷达操作，缩短了目标搜索、跟踪和发控准备时间，便于快速、准确地实施畦达程序和数据处理。因而可提高跟踪空中高速机动目标的能力。

（4）抗干扰能力强。相控阵雷达可以利用分布在天线孔径上的多个辐射单元综合成非常高的功率，并能合理地管理能量和控制主瓣增益，可以根据不同方向上的需要分配不同的发射能量，易于实现自适应旁瓣抑制和自适应抗各种干扰，有利于发现远离目标和小雷达反射面目标（如隐形飞机），还可提高抗反辐射导弹的能力。

（5）可靠性高。相控阵雷达的阵列组较多，且并联使用，即使有少量组件失效，仍能正常工作，突然完全失效的可能性最小。

达芬奇的晚餐

很多朋友对相控阵雷达的概念比较模糊，小弟不才，解释的也不是很清楚，特收集一些资料在此，欢迎大家批评指正
功能、优点
相控阵雷达又称作相位阵列雷达，是一种以改变雷达波相位来改变波束方向的雷达，因为是以电子方式控制波束而非传统的机械转动天线面方式，故又称电子扫描雷达。相控阵雷达有相当密集的天线阵列，在传统雷达天线面的面积上目前可安装一千多到两千多个相控阵天线(F-22约有2000个)，任何一个天线都可收发雷达波，而相邻的数个天线即具有一个雷达的功能。扫描时，选定其中一个区块(数个天线单元)或数个区块对单一目标或区域进行扫描，因此整个雷达可同时对许多目标或区域进行扫描或追踪，具有多个雷达的功能。由於一个雷达可同时针对不同方向进行扫描，再加之扫描方式为电子控制而不必由机械转动，因此资料更新率大大提高，机械扫描雷达因受限於机械转动频率因而资料更新周期为秒或十秒级，电子扫描雷达则为毫秒或微秒级。因而它更适於对付高机动目标。此外由於可发射窄波束，因而也可充当电战天线使用，如电磁干扰甚至是构想中发射反相位雷达波来抵消探测电波等。
相控阵雷达对於飞机的匿踪性能也相当重要，传统的机械雷达之机械结构会造成相当大的回波，使用无机械结构的相控阵雷达就能使这一影响更小。而侦查时发射的窄波束也减低了被发现的机会，并使得敌方的电战系统难以发挥功能。
原理
相控阵雷达何以有此功效呢？在做进一步认识之前，笔者先简单介绍雷达原理及其演进。雷达是高科技产物，但其基本原理是很简单的。
雷达是一种发射电磁波，藉由解算回波之种种数据来达到探测目的的一种装置。随著年代的演进而增加新的功能，但都不脱离两个基本步骤：发射雷达波以及解算回波。
电磁波的发射，是利用正负电荷之往返震汤而发出的，在雷达上是在天线上产生正负电荷并使之震汤。发出电磁波之强度分布一＂横躺＂在x轴上的＂8＂字绕y轴转动後所产生的立体形状，类似红血球一般，天线指向y轴而以横躺的8字中心为中心。设由原点向任一方向画直线与此＂红血球形＂交於p点，则原点到p点的长度代表该方向电磁波强度。也就是说在垂直於y轴之平面上电磁波最强，随著与此平面之夹角增加电磁波随之减弱，在天线方向上则没有电磁波。以上所提对相控阵雷达原理之理解并不是那么重要，不过将有助於我们观察雷达天线的阵列情形。
当然，单一天线发射的雷达波依然是以球面扩散的，强度与距离平方成反比，所以当然不可能只用一个天线就能做成雷达啦，一定要有其他方法的，除了增强功率外，就是让雷达波尽量平行发射啦。为了达到此目的，目前主要有抛物面雷达以及平面阵列雷达，两者都是机械扫描雷达，但後者之原理与相控阵雷达有些相近。
抛物面雷达在抛物面焦点处安装发射天线，经抛物面反射成近乎平行波束，目前直升机雷达以及陆基防空雷达、机场雷达等多使用这种雷达。这种雷达现在渐渐被取代，因为抛物面相当难做，一般都是用球面或椭球面来近似，不论如何进似，终究不是真正抛物面，因此就容易出现误差。此外，这种雷达只由一个天线作收发工作，因而对单一天线性能要求就相当高，而天线故障整个雷达也就挂了。
这种雷达不是没有好处的，他能接收单一天线感测不到的强度的回波：天线有其能感测的最低电磁波强度(单位面积的功率)，若强度小於这个值，就无法感测或被当杂波滤除。抛物面天线可将回波反射回位於焦点的天线，故此时天线接收到的强度就是抛物面接收到之雷达波强度之加成。
平面阵列雷达则是在一个平面上布上许多天线，藉由波的干涉原理来制造近平行波束，基本发射原理与相控阵雷达相近故留待稍後解释之。西方标准的第三代战机以及俄国第四代战机(除了MiG-31)多用这种雷达，中国自行研发的歼雷十也是平面阵列雷达。
此类雷达还仰赖＂合成孔径＂技术，雷达的性能除了探测距离、资料更新率等等外，还有个很重要的，解析度。解析度不高的雷达无法精确知道敌人的位置，只能知道敌人来袭却无法反制，因此要提高解析度，雷达的解析度与波束发散角(最外侧行进方向与中央线的夹角)有关，发散角越小解析度越高，而要降低发散角，就要加大天线。再某些时候这是不好做的，因而有人想到能否利用相间的小天线(天线阵列)来达成相同效果，实验证明是可行的，藉由对阵列上每个天线接收到的数据的合成处理，可以达到涵盖这些阵列的抛物面雷达的解析度。也就是说，当两天线相距d距离时，其解析度同等於以d为直径的抛物面雷达，不过接收功率仅为2个天线之接收功率和。也因为没有抛物面将回波＂加成＂，因此对於强度小於单一天线能感测强度之最小值之回波，此种雷达是无法感应的。不论是抛物面或平面阵列式雷达，皆属於机械扫描雷达，靠机械转动天线面来改变波束方向，因此其资料更新率与机械转动周期有关，这受到机械结构等问题影响而不会太快，一般更新周期以秒计。
抛物面雷达於平面阵列雷达之比较
口径相同时，两者的解析度相同，不过抛物面雷达接收到的功率是整个面接收到的能量的加成，故能接收强度较小的回波。而平面阵列雷达接收到的功率是每个天线的加成，其平面不可能全部都是天线，因此总功率低於抛物面雷达，且无法接收强度低於天线感测下限的回波。因为制造工艺的因素，加上相同的解析度，因此战机上抛物面雷达渐渐被取代。就好像如果可能的话，所有的天文学家都会希望有一个直径跟地球一样大的望远镜，但那是不可能的，因此只能藉由整合分开的小望远镜来达到要求的解析度。
关於雷达天线的指向
从观察雷达天线的方向(就是电偶极/electric dipole的方向)，可以大概知道雷达的功能。仔细观察时，会发现目前飞机上的平面阵列雷达，其天线都是水平放置的，而像俄罗斯X-35/Kh-35＂天王星＂反舰导弹上的平面阵列雷达之天线，就是垂直放置的。详细情形我目前也不太清楚，我猜想这是因为这些飞机雷达需要兼顾对地性能(平面阵列雷达出现後的飞机一般都已具备对地能力)，而掠海飞行的反舰飞弹不需要下视，只要要求视野宽广即可。
前面提到电磁波的发射，以及电偶极方向与电磁波强度之关系。从那里我们可以看出水平放置以及垂直放置的天线发出电波的能量分布，并从中得到放置方式与功能的关系。在前者，电磁波在俯仰方向上是最强的，往两侧渐渐减弱；在後者，水平方向是最强的，而往上下两侧渐渐减弱。所以说当天线水平放置时，可以在俯仰方向维持高强度雷达波。故推测可能是为了兼顾对地处理能力而做这种布置。
相控阵雷达之波束产生原理与平面阵列雷达其实是相同的，但多了相位控制功能因而可不必借助机械而改变波束方向。在解释此原理前先介绍几个波的专有名词：波前、相位。波前定义为与波行进方向垂直之曲线或曲面，例如平行波波前即为垂直於波束之平面，球状发射波之波前为球面???等，换言之可以用波前的扩散来想像波的行进。相位就是相角，与位置、波长、周期、时间等有关，相位差就是相位的差异。如果撇开数学，纯粹定性的话，在雷达天线面上，各天线同时发射电磁波，则各电磁波就是同相，如果各天线发射电磁波有先後次序，则各天线发射之电磁波有相位差。这么解释较容易体会吧！现在来考虑同相的情况，我们在x轴上等间格安置一模一样的点波原，点波原在平面上传波方式为圆形平面，现在只要考虑x轴以上，因为他与x轴以下情况是一样的。今假设过了一段时间，各波原产生的波行进的距离是一样的，因此可以各波原为圆心取相同半径画半圆，如此可得到各波波前交织在一起的图像，如果继续画下去，不论里面交得多乱，最前端的形状几乎是一样的，即许多圆弧交线的最前端，事实上这就是其巨观之波前。现在，我们在每两点中间再加一个点波原，赵相同方法作图，会发现最前端曲线，也就是合成波前，更加平滑，所以说，当点波原距离越近，合成波前就越接近与这些点波原连线平行之曲线(在此为直线)，这就是＂海更士原理＂，只不过海更士是倒过来说的：＂波前可视为无线多个点拨圆的连线。＂经由实验可以知道这是成立的。对了，有没有注意到，这就是平面阵列雷达产生近平行
波束的原理
接著，讨论有相位差的情况了，这就是相控阵雷达控制波束的原理了。同样的，我们在x轴上等间格安置一模一样的点波原，为了方便说明，由左到又依次编号1，2，3....，并假设由1开始每格一个周期T的时间间隔下一个点波原才开始发射(时间间格可以自己挑，不过选择一个周期最好画)。好，开始画图吧：t=0时，1号开始发射。t=T时，2号开始发射，因为经过了一个周期，所以1也开始发射下一个波。t=2T时，以1号为圆心有两个半圆，以二号为圆心有一个半圆，同时1,2,3同时发射下一个波。???照这样画下去，就会发现跟先前同相时的例子一样的圆弧交线，而且是朝著右上方传递的，当波原很接近时，该曲线就接近直线了。波就是这样往右偏折的。同样的道理，可以知道波如何往左、往上、往下偏。这就是电子扫描雷达的原理。当然要提升其效能就有其他复杂的工程问题了，如天线的密集度、处理资讯的能力等等。
因此相控阵雷达可选择雷达面上相邻的数个天线来当一个雷达用，或选用多个区块构成多组雷达来侦查同一目标以增加解析度，有的书籍上说相控阵雷达的每一个天线都相当於一个雷达，这会造成相当大的误解：如果每个都是雷达，何必选用一组去照射目标？每个天线固定在那里，要怎么去转向？了解其原理，就能避开误解了。由於是使用电子控制相位差扫描而不用机械，再加上可针对性的扫描，因此资料更新率以微秒计，远优於机械式雷达。此外由於相控阵雷达可制造窄波束，因此也具有电战功能，当然波束能多窄式取决於其他技术的，像美国APG-77雷达就可发射发散角仅2度(最外侧波行进方向与中央线之夹角)的窄波束。具有更好的反探测及电战能力。
有源与无源
相控阵雷达又分有源/主动、无源/被动两种，像笔者这种外行人看了会误解成能自己发射雷达波与只能接收雷达波。因此在这要多做解释，所谓有源无源是针对天线而言的。有源相控阵雷达的＂天线＂是一种称为T/R模组的接收与发射装置，每一块都能自己产生电磁波。而无源相控阵雷达则是使用统一的发射机与接收机，外加具有相位控制能力的相控阵天线而成，即天线本身不能产生雷达波。两者在功能上无太大差别，不过有源者只收发单元为以固态科技制造的微机电系统，适合自动化生产、重量轻、故障率低，此外即使几个天线故障也不会过分影响整体性能；而无源者与传统雷达只有天线以及处理系统的差别(例如俄国NIIP雷达公司就为SU-27与MiG-29设计相控阵天线，只要把天线以及处理系统更新，就成了向控阵雷达)，重量、生存能力等绝比不上有源者，因此有源相控阵雷达是军机雷达的发展趋势之一，目前只有美国与日本具有此技术，其他国家也将跟进，如法、德、英合作开发将用於EF-2000、Rafale的项控阵雷达、瑞典将用於升级JAS-39的雷达等。
发展状况
从F-22的APG-77到JSF使用的T/R模块有很大的进步，在APG-77中，T/R模块像块砖，而在JSF使用的T/R模块则进步到＂瓦＂的水平(较薄)。使用上，通常将2到8个T/R单元使用一组共用元件，作为一个模组，共用单元的数量越多，越便宜、越轻，但共用组件故障时对雷达性能影响就较显著，以洛斯诺普-格鲁曼公司提供给JSF的雷达为例，是以2个T/R单元作为一个模组。
目前美国的T/R模组一个约600到800美元，预计在下一批量产後(F-22与JSF等之雷达)因产量、自动化技术及成熟度提升，而可降至200美元上下。
再来看看俄罗斯的发展，最近几年俄罗斯法佐特龙公司(NIIR)在航展上都会展出一种很与众不同的雷达，他没有机械装置，很显然的是相控阵雷达，但其天线阵列方式很不一样，不论是现在美国、法国、还是MiG-31用的相控阵雷达，其天线都是密集、呈方阵排列的，而该款雷达却是在一个圆形平面上，散布著许多小圆，小圆以该平面圆心为中心向外以近漩涡状辐射排列。小圆内不确定还有没有天线阵列。这样可能是因为其天线较精密、价格高，为避免浪费而舍弃在整个平面密布天线的做法(反正这不会影响解析度)。也可能是使用波长较长的雷达波，故将阵列摆开。
光电搜索
被动探测技术是21世纪初期的趋势，不论是空军亦或是海军。因为被动探测能避免因自己发射雷达波而暴露行踪，避免打草惊蛇。其中红外线被动探测装置因为发展已久，技术日趋成熟可靠，加上飞机运动时摩擦空气无可避免的会发出红外光谱，因此是目前的一项重点技术。21世纪初的红外探测装置不但要能探知位置，还要能进行热成象，这一性能除了增加对敌探测精度、增加红外导弹精度，还使得战机有意想不到的自卫能力--拦截空空导弹。
事实上把光电探测装置说成是21世纪初的趋势，是很对不起北方那位朋友--俄罗斯--的，早在1980年代的SU-27与MiG-29起，光电探测器就成了其必备装备，西方国家直到新世代战机(西方第四代)才开始使用，一方面可能是德国统一後前东德MiG-29带给欧洲国家的冲击使之重视该技术。
机载光电探测系统可概分为前视光电系统以及阵列式感测装置。前者包括在SU-27上就有的第一代红外探测系统，以及第二代感测阵列前视系统。第三代、以及目前正在发展的第四代也都是阵列感测的。
第一代前视红外探测系统。顾名思义，这就是＂往前看＂的红外装置，在战斗机上，前苏联SU-27、MiG-29首度使用，基本上包括红外线接收装置、激光测距仪。藉由红外感测器测得目标的俯仰角、方位角，再用激光测距仪测距，如此便可定出目标的座标。SU-27与MiG-29还将前视红外装置与头盔瞄准具连线，使探测方向与飞行员看的方向同步，因此可以做到＂看到哪，瞄到哪＂，并搭配能大角度离轴发射的R-73缠斗导弹，大幅提高近距离空战之杀伤力，德国统一後，曾用F-16配备AIM-9与MiG-29配备R-73进行模拟空战以验证上述搭配之实用价值。事实证明，当不使用＂绝招＂时，MiG-29与F-16几乎是平手，但使用头盔瞄准具以及R-73後，前者几乎可以以一换十！这项比对激发西方国家加速发展离轴发射飞弹以及相关系统。在EF-2000计画中，德国一再坚持要保留前视红外装置，由此更显其重要性。
第一代前视红外装置有个缺点，就是复杂。系统必须能稳定的瞄准目标，因此机械装置要求甚高，制作较困难且成本高；再者，它需要很多组镜片。这些因素都提高成本，美国的F-22因此取消安装前视红外装置的计画。不过，除了F-22之外的新世代战斗机，各各都已经或是计画装备这类系统，已经装备的有SU-27系列、MiG-29系列、SU-47、EF-2000、Rafale、F-16Block60，而计画装备的有JAS-39等。近30年前的苏联人，也许是为了对抗航电先进的美国飞机，而弄出这种技术，这种巧思真的令人佩服，然而在几年前，还只有俄国飞机使用这种系统的时代，有人会以＂天候会影响＂、＂那么好美国为什么不用＂等来质疑其实用性???这些事实再度打破美国一定对的神话。
红外感测阵列，他由一群红外感测单元构成一组阵列，搭配一组计算机，以类似相控阵雷达接收回波的方式探测目标(计算每个单元接收信号之时间差，也就是相位差)具备高解析度的热成像能力。因为类似相控阵雷达的操作方式，而且相当薄，故可以固定安装在飞机结构或外皮，提供飞机全方位的威胁警告，也因为解析度特高，因此还具有一定的导引空空导弹拦截空空导弹能力。他还可以装在红外导引飞弹上，使系统更加轻巧精确，甚至也
具备反空空导弹能力。
与第一代前视红外探测系统相比：
他不需要像前视红外系统一样需要高稳定追瞄系统，因此省去了复杂而笨重的机械，并减低故障率，即使有部分单元故障，对整体影响也不大。
不需要传统光电系统的多个镜片，减轻复杂度。
以上这些都使这种系统相当适合廉价运用，也更易於维护，光结构复杂一项，就让美国取消原本预定装备在F-22上的前视红外系统。
第三代系统更具有适合量产、成本较低、维护较简单等优点，因为每一个感测单元就相当於一个很小的系统，像相控阵雷达的T/R模块一样，适合自动化生产。
第二代光电探测系统
第二代的光电感测装置是第一种实用化的红外感测阵列装置，是目前装备较多的主流产品，以碲镉汞为感测材料，外加激光测距仪，与第一代产品相比，解析度提高50%到60%，可以热成像，在恶劣天候环境下效率较高；探测距离增加50%到100%。不过因为阵列数较少，无法全周界成像，只算是第一代系统的先进版。
美国再第二代前视系统中使用480x4元阵列，欧洲用288x4元，美国已将第二代系统用於RAH-66直升机、飞弹导引头等。
第三代光电探测系统
以凝视焦平面阵列为代表，这一代系统增加单元数、取消激光测距仪，在功能上用於飞机的全周界警告等(警告方法下一段介绍)。在技术上，用微机电技术将电路整合在晶片上，节省许多空间，并用新型中、长波红外探测材料取代较昂贵的碲镉汞。这种系统带给飞机一种更新、更有效的预警方式。并被视为热成像系统的革命，最新一代的飞机、飞弹将配备这种科技。不过，以第三代的技术，再对地攻击等需惊确定位的情况下仍嫌不足，故对於有这类需要的飞机，依然需搭配激光测距仪的前是红外装置。
SU-30MK就具有全周界红外警告系统，她将红外阵列安装在机背(不知道其他地方有没有)，布置成可以360度接收讯号，并搭配一个专属的电脑，当飞弹来袭时，飞弹发出的红外讯号就会被接收，电脑会据此算出威胁的方位，对飞行员提出警告。而飞行员甚至可以选择以空空导弹拦截之，此时电脑的任务就像射控电脑，提供讯息给导弹，让他进行拦截。也许有人会对＂拦截空空导弹＂感到怀疑，认为他不可能经过实验，怎么知道？我们提一下德国的IRIS-T飞弹好了，该飞弹也是安装红外感测阵列导引头，也公布拥有反空空导弹的性能。其工程师表示＂研发这种系统的最初目的并不是为了打空空导弹，然而在测试中我们意外发现了这项性能，尽管不能保证他具有百分之百的拦截性能。＂由此或许可以推测，未来飞机可能都将具备这方面的能力，只是没有说出来而已。除了SU-30MK，美国JSF计画中的两个竞标者--X-32与X-35--也都装备这种系统，他们将六组阵列布置於飞机周围，使具备360度警戒能力。此外，为了让现有飞机也具备这样的能力，美国雷神公司推出了AN/AAR-58飞弹警告系统，大概又能大捞一票了吧。
全方位的红外警告大概是当今已公布最好的飞弹警告方法，在这之前，飞机只能对雷达导引飞弹进行警戒，弹对於被动探测的红外线导引飞弹而言，却束手无策，现在有了这样的警告系统，同时可以发现各种威胁，甚至可以把飞弹打下来。天啊！这不就是射雕英雄传里郭靖跟哲别互射弓箭的镜头吗！！
这种科技也用在飞弹上，新一代的缠斗飞弹用的都是这种，德国IRIS-T、以色列巨蟒四、欧洲ASRAAM、美国AIM-9X都是。同样的，他可以减轻重量、复杂度等，最重要的是精确度大大提高，因为他可以热成像，我看过AIM-9X发射时其导引头传回的影像，真的相当清楚，可以清楚看到目标的外型，难怪有人说他可以选择要攻击的部位了。从IRIS-T可以拦截导弹的消息看来，也许以上这些飞弹都有这种能力。
关於红外阵列的成像能力，上面提到的只是飞弹导引头的成像，装载飞机上的更不得了，我曾再杂志上看过一张＂黑白图片＂，好几次，我都把它当作是侦察机的空照图或卫星影像，有一天，我认真的看该图的解说---天啊，杀了我吧！那是美国雷神公司研制的一种红外装置对地面的热成像???这真是令人难以想像啊！
机载光电系统发展趋势
多光谱多波综合：能同时在许多波段下工作，以提供更清晰的图像，并为将来无人飞机的自动目标识别、自动攻击等提供一定的技术基础。
综合数据处理能力：光电探测再怎么先进，仍会受到天候影响，将电磁波与光电数据综合，将能互补不足，提供更精确的数据。
光电探测系统具有被动探测的优势，较容易发现像飞弹这类小物体或匿踪飞机等小RCS物体。而最新的红外感测阵列具有精密的热成像以及反飞弹功能，因此光电探测是未来战机的趋势之一，而全方位红外线警告相信将是未来飞机的必要装备。





　相控阵雷达是在发射时设法使各辐射单元的电磁波信号到达目标时同相,迭加后信号最强,因而使天线波束的最大值方向指向接收时单元收到的回波信号同相合成。同相馈电时的线阵列在法线方向辐射最强。偏离法线方向则辐射场下降,单元数越多则方向性越强。
　　在每个单元的馈电电路中加一个移相器,使它们的相位可在0°～360°之间调整,就可按需要来控制阵列辐射的主波瓣指向。这就是相控阵雷达



相对于机械扫描雷达的是电子扫描雷达，也就是所谓的相控阵雷达
包括无源和有源两种方式。
相控阵雷达的特点是没有转动的天线，雷达天线通过组件的波束方向改变来完成扫描、截获目标，具备扫描范围大、可分区域扫描、反应速度快的特点。以F/A-22为代表的先进战斗机目前都开始装备相控阵雷达，而俄罗斯正在试图用无源相控阵雷达来改装SU-27/30战斗机。
所谓主动相控阵雷达其实就是有源相控阵雷达
有源相控阵对于无源相控阵的优势在于：
1．可靠性大大提高
2．适合于宽带信号，具有高的分辨率的潜力
3．可以通过采用DBF技术形成大的空域覆盖
4．同样的电源功率下作用距离更远

达芬奇的晚餐

与相控阵雷达相关的历史故事
2003年服役的S-300PMU-2“骄子”配备96N6E型相控阵天线雷达和重150公斤的48N6E2导弹战斗部，射程增至200公里，具有拦截战术弹道导弹的能力。
本报2003年曾详细报道过位于南京的中国电子科技集团公司第十四所研制的多目标相控阵测量雷达，在“神五”返回舱回收时，曾为控制系统提供了精确数据，为“神五”安全“回家”立下了“汗马功劳”
2003年4月29日,我国首艘装备相控阵雷达的驱逐舰建成下水。

自2002年起房管道研究院开始研究相控阵管道焊缝自动探伤机,目前已取得可喜的成果。
2002年,多通道高速“相控阵”射频平台与高密度“靶向性”线圈两项革命性技术的问世,使得MRI图像的分辨率、扫描速度与对比度有了前所未有的质的飞跃。

2001年，我厂与盘锦北方无损检测公司联合攻关，进行相控阵试块研制，经多次反复实验和现场应用测试，完全达到了“西气东输”管道工程对接环焊全自动超声波检测的标准要求，填补了国内空白，2003年3月被西气东输指挥部指定为惟一超声波相控阵试块供应商。
俄罗斯于2001年才刚刚开始研制可用于新一代战斗机的有源相控阵天线机载雷达，而美军却可以在2－4年后将这种雷达投入实际应用。

　　2000年年底，Vivato投入了2500万美元，将以太网交换机用于802.11b接入点和相控阵天线。

荷兰的护卫舰ＬＣＦ将从１９９９年开始装备武器和有源相控阵多功能雷达等装备。
1999年美国国防高级研究项目局选择了前三种 即噪声雷达导引头、微机电机械系统电子操纵相控阵导引头和激光雷达导引头进行进一步开发 目前正在进行系留试验。

由于准备将反导的相控阵雷达部署在空间，美国在１９９８年进行了微波开关的搭载实验。

据专家介绍，相控阵线圈的设计从１９９７年之后出现了２种发展方向。
１９９７年，美国发射了一颗先进的大型电子侦察卫星—喇叭，卫星带有一部相控阵宽带桁架式窃听天线，直径达９０米，天线结构明显不同于以往的伞状结构。
１９９７年３月１１日在特拉维夫南部的帕尔玛钦空军基地进行了一次系统发射飞行试验，拦截一枚真实弹道导弹靶弹（携带模拟战斗部）用以检验相控阵雷达和指控系统的功能，部分导弹分系统出现异常，飞行试验基本成功。
1997年 10月 2 3日升空的第三颗带有相控阵馈电系统 采用抛物面雷达天线。

1994年，Blair等人开发了一种相控阵雷达在多个强机动目标环境的Ben。
到1994年,美国用于相控阵扫描的光纤线路和有关元件(移相器、调制器、分裂器/棍合器)的费用将上升到13,200万美元,以后还将继续上升。

在法国1993年的国际航空展览会上,以色列飞机工业公司（IAI）率先推出了世界上首架使用电子扫描有源共形天线相控阵雷达的预警飞机“费尔康”vhalcon）
在1993年的法国国际航空展览会上，以色列飞机工业公司推出了世界上首架使用电子扫描有源共形天线相控阵雷达的预警机“费尔康”Phalcon）

自1992年以来，自动化超声波检测系统得到了推广应用，国外，以相控阵超声检测技术为代表的新型管道全自动超声检测仪已进入了实用阶段，代表着管道焊缝检测技术的发展方向。
在校期间，从事相控阵雷达自适应波束形成技术研究，研究工作有创造性和独立新见解，获１９９２年度国防科工委科技进步二等奖。
从１９９２年开始，美雷声公司对爱国者系统的相控阵雷达和导弹导引头进行了重大改进。
特别是美军和雷声公司１９９２年以来，对爱国者相控阵雷达进行重大改进后采用美、德联合研制的多模导引头，成功地实现了半主动、主动制导—前—后相结合的制导体制，并在末段采用Ｋｕ波段相控阵雷达的制导新技术，为发展我国防空系统提供了技术依据。
而ＭＴＥＥ是诊断ＡＳＤ的新窗口，是１９９２年由美国惠普公司推出新型多平面相控阵食管探头，因探头使用高频声束，图像分辨力增强，不受肥胖、肺组织、胸骨等影响，同时食管位于左心房之后方，声束位于近场使房间隔的显示相当清晰。

早在１９９１年７月，就提出过一种球形截面超声相控阵电极可对深度定位肿瘤加热。

到 1990年 超声成像先后采用了扇形扫查法、电子扫描法、相控阵扫描法以及灰阶显像、BSC技术的图像后处理 同时实现了超声实时现象 使超声图像质量得到了明显的改善。
1990年起Omoto Seward等应用双平面相控阵食管探头的彩色多普勒超声心动图仪进行检查。

1989年美国国防部电子器件指导小组微波工作组根据宽带中功率相控阵天线系统发展的要求,成立了微波功率模块(MPM)研究组,探索MPM的概念及其在下一代武器系统,包括雷达、通信、电子战系统中广泛应用的可能性。
张晓苗１９８９年毕业于西安电子科技大学，１９９２年获该校电磁场工程系获工学硕士学位，毕业后留校任教，在西电天线与电磁散射研究所工作，主要从事低副瓣相控阵天线、共形阵天线的研究工作。
１９８９年第六届国际天线与传播会议报道了美国应用７０００个圆极化移相器单元的相控阵雷达。
研究人员在1989年利用实验室现成的设备研制了地面实验样机,对系统设计中提出的概念、技术和总体性能进行验证,主要是验证利用MMIC技术实现的相控阵天线对通过雷达视场的高速小目标测速的精度。

1987年安科公司派出技术人员去Analogic公司学习培训,1988年国家科委给安科公司下达了开发“彩色相控阵超声诊断装置”的任务。
另外,1987年台军还列装了自行研制的“长白”机动式多功能固态相控阵雷达。

格鲁门从1984年起曾化去千万美元研究相控阵技术,拟于1997年应用此技术。
颜红１９８４年毕业于华中理工大学半导体物理专业，长期从事雷达接收技术和信号处理方面的工作，先后参加过多套港管雷达接收机的研制，目前正在研究测控相控阵雷达接收机系统，善长于对数放大器设计。
以色列：1984年，以色列飞机工业公司埃尔塔分公司开始自行研制新型“费尔康”相控阵雷达预警机。

1983年天源相控阵火控雷达首次装备战斗机，这是世界上真正具有多目 标攻击能力的机载火控雷达。

在高度 在1982年利用双相控阵ZnO换能器制作的万向,入射角聚焦成比换能器高度小的小 宽带声光布喇格元件的工作频率范围为光斑尺寸。
1982年德国反址ute:等推出相控阵食管探头,这是经食管超声心动图研究工作中的一大进步。

１９８０年，Ｈｉｓａｎａｇａ报道电子相控阵换能器尤其适用于心脏显像。

相控阵远程预警雷达，多次完成了对外空目标观察任务，１９７９年７月成功地预报了美国“天空实验室”的坠落时间和地点，较之实际坠落时间仅差４分钟。

1978年,科学的春天来到后,和许许多多的科研人员一样,陈先生心情舒畅,在相控阵天线和微带天线的理论研究中做了一系列开创性的工作。

1977年，中国第一台大型相控阵雷达正式使用。

1976年美国杜克大学生物医学工程系及医学系分别报告相控阵超声显象系统装置及临床使用评价。
1976年美国宣布关闭该系统 原因是该系统采用的大型相控阵雷达自身十分脆弱 可能使反导导弹上的核弹头出意外 摧毁自身。

１９７４年利用该试制装置作为主动相控阵方式在日本首次探测飞行目标取得成功。
1974年美国陆军将SAw反射式脉冲压缩延迟线装配在全距离反弹道导弹相控阵雷达上,其脉压比达到5 120。

1972年,在萨雷沙甘发现了一部无名的机动反导弹相控阵雷达。
1972年11月,陆海空三军所有的台站巨大的相控阵和能进行收信的夭线,在搜寻着一个重要目标—纵横大洋潜航的中国核潜艇。

1971年荷兰学者Bom首次应用自行研制的线性相控阵仪器成功记录到心脏切面的动态图像,标志着二维超声心动图的诞生。
２．１７０年代的开发ａ）电子扫描主动天线装置１９７１年启动的“电子扫描主动天线装置”研究计划，以提高战斗机火控系统（ＦＣＳ）雷达性能为主，探讨主动相控阵雷达的可行性。
1971年Bom实现了32个晶片的电子相控阵心腔内超声导管实时二维心脏扫描,获取了左心室的断面图象。
1971年2月9日圣费尔南多6.4级地震、地震使靠近洛杉矶西南方向的一个长波通讯站出现信号中断现象,影响了环形搜索相控阵雷达的正常工作。

1968年Somer应用相控阵扇形扫描技术显示了大脑中线、脑室、搏动的大脑中动脉和基底动脉,由于颅骨对超声波速的影响,这种图象分辨率较差。

1967年至1968年间，东芝公司最终确定系统的最终设计框架，决定以相控阵雷达作为搜索－火控雷达，1971年8月正式改名为近程萨姆（Tan SAM）系统，全系统各组成部分的技术试验直到1977年才完成。

1966年研制成了供安装在相控阵雷达上的十六通道自动补偿器。

1 引言 1960年代以来,相控阵雷达获得了很大的发展,最初主要用于外空目标的监测及卫星和洲际弹道导弹的观察。

1958年美国本迪克斯西北]业大学硕十学位论文数字相控阵雷达的研究公司又研制出一部超高频面阵电扫雷达，其天线由90个辐射单元组成矩形面阵，采用抽头延迟线实现波束控制。

关于相控阵天线的低旁瓣波束形成，早在１９４６年达芬提出了达芬分布，１９５５年泰勒又提出了泰勒分布。

自1936年以来，雷达己经历了三次技术革命，特别是二十世纪八十年代以来，新一代雷达脱颖而出，超视距雷达、大型相控阵雷达、合成孔径雷达、侧视雷达等相继问世。

从1887年德国物理学家Hertz为了验证Maxwell提出的电磁波理论而设计的第一副天线开始,线天线、环天线、行波天线、天线阵列、喇叭天线、反射面天线、透镜天线、单脉冲天线、微带天线、相控阵天线等多种形式的天线相继出现。

达芬奇的晚餐

什么是有源相控阵雷达


从上世纪60年代开始，历经40余年的努力，有源电子扫描阵(AESA)，通常也称为有源相控阵技术，终于在机载雷达上取得了成功的应用。


　　国际在线报道：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。除美国之外，俄国、法国、德国、荷兰、瑞典、英国、以色列等西方国家也正在这一技术领域进行广泛的合作开发和大量的资金投入。


　　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。


　　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 degradation)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(LO)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。


　　目前正在研制和开始装备的有代表性的战斗机AESA雷达主要有：


　　(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。下图为F-22的雷达AESA阵面照片。


　　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(IOC)，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)(velocity range search)


　　● 单目标和多目标跟踪


　　● AMRAAM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)


　　(1) F-35(JSF)机载雷达(AN/APG-81):2000年，美国国防部JSF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。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%。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/接收机模块化技术的第一种产品。APG-80可以连续搜索和跟踪出现在它扫描范围内的多个目标。此外飞行员还可以同时进行空对空的搜索与跟踪、空对地的目标瞄准以及地形匹配飞行。


　　新的波束捷变技术带来了雷达能力的巨大增长，扩展了飞行员对态势的感知能力，使雷达对目标探测距离更远，并具有高清晰度合成孔径雷达成像能力。雷达的可靠性也比传统的机械扫描雷达高数倍。


　　(5) F-15改进型雷达(AN/APG-63V2)


　　F-15原来配装AGP-63/70，APG-63V2为其改进型，采用有源相控阵体制。雷神公司已完成向波音飞机公司的最后18架F-15C的APG-63(V)2 AESA雷达的交付。这是世界上首次进入空军服役的战斗机AESA雷达。该雷达消除了原来F-15雷达笨重的液压天线驱动系统，雷达的快速扫描和多目标跟踪能力都得到了数量级的增长。提高了飞行员对战场环境的认知能力。该型雷达能够同现有的飞机武器系统很好地兼容。由于作用距离的增加，使得增程的AIM-120的性能得到充分的发挥，并能在更大的视场范围内(方位和俯仰)制导多枚空空导弹，同时攻击多个目标，包括雷达截面积很小的隐身目标，如巡航导弹等

达芬奇的晚餐

有源相控阵雷达与无源相控阵雷达之区别


普通雷达的波束扫描是靠雷达天线的转动而实现的，又称为机械扫描雷达。

而相控阵雷达是用电的方式控制雷达波束的指向变化进行扫描的，这种方式被称为电扫描。相控阵雷达虽然不能像其他雷达那样依靠旋转天线来使雷达波束转动，但它自有自己的“绝招”，那就是使用“移相器”来实现雷达波束转动。相控阵雷达天线是由大量的辐射器（小天线）组成的阵列（正方形、三角形等），辐射器少则几百，多则数千，甚至上万，每个辐射器的后面都接有一个可控移相器，每个移相器都由电子计算机控制。当相控阵雷达搜索远距离目标时，虽然看不到天线转动，但上万个辐射器通过电子计算机控制集中向一个方向发射、偏转，即使是上万千米外的洲际导弹和几万千米远的卫星，也逃不过它的“眼睛”。如果是对付较近的目标，这些辐射器又可以分工负责，产生多个波束，有的搜索、有的跟踪、有的引导。正是由于这种雷达摒弃了一般雷达天线的工作原理，人们给它起了个与众不同的名字———相控阵雷达，表示“相位可以控制的天线阵”的含义。

相控阵雷达又分为有源（主动）和无源（被动）两类。其实，有源和无源相控阵雷达的天线阵相同，二者的主要区别在于发射／接收元素的多少。无源相控阵雷达仅有一个中央发射机和一个接收机，发射机产生的高频能量经计算机自动分配给天线阵的各个辐射器，目标反射信号经接收机统一放大（这一点与普通雷达区别不大）。有源相控阵雷达的每个辐射器都配装有一个发射／接收组件，每一个组件都能自己产生、接收电磁波，因此在频宽、信号处理和冗度设计上都比无源相控阵雷达具有较大的优势。正因为如此，也使得有源相控阵雷达的造价昂贵，工程化难度加大。但有源相控阵雷达在功能上有独特优点，大有取代无源相控阵雷达的趋势。

有源相控阵雷达最大的难点在于发射／接收组件的制造上，相对来说，无源相控阵雷达的技术难度要小得多。无源相控阵雷达在功率、效率、波束控制及可靠性等方面不如有源相控阵雷达，但是在功能上却明显优于普通机械扫描雷达，不失为一种较好的折中方案。因此在研制出实用的有源相控阵雷达之前，完全可以采用无源相控阵雷达作为过渡产品。而且，即使有源相控阵雷达研制成功以后，无源相控阵雷达作为相控阵雷达家族的一种低端产品，仍具有很大的实用价值。

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著名的相控阵雷达：AN/SPY-1无 源 相 控 阵 雷 达

作 为 “ 宙 斯 盾 ” 舰 载 作 战 系 统 的 核 心 ， AN/SPY-1无 源 相 控 阵 雷 达 由 4面 各 涵 盖 90° 方 位 角 的 天 线 构 成 。 每 面 天 线 约 3.65米 见 方 ， 含 4480个 天 线 单 元 （ 移 相 器 ） 。 为 兼 顾 侦 测 距 离 与 分 辨 率 ， 使 用 折 衷 的 S波 段 。 对 高 空 目 标 的 侦 测 距 离 最 远 达 450千 米 ， 可 同 时 追 踪 200个 以 上 的 目 标 。

SPY-1雷 达 家 族 有 AN/SPY-1A、 B、 D、 F、 K等 多 种 型 号 。 最 初 的 “ 宙 斯 盾 ” 系 统 配 备 AN/SPY-1A型 雷 达 ， 它 工 作 在 S波 段 ， 对 空 最 大 搜 索 距 离 为 400千 米 ， 可 同 时 监 视 400个 目 标 ， 并 自 动 跟 踪 其 中 的 100个 。 SPY-1B、 D型 雷 达 的 主 要 特 点 是 采 用 分 布 式 微 处 理 器 系 统 以 实 现 快 速 信 号 处 理 ， 具 有 较 强 的 多 任 务 处 理 能 力 ； 天 线 直 径 3.7米 ， 主 要 用 于 装 备 巡 洋 舰 、 驱 逐 舰 和 大 型 护 卫 舰 。 SPY-1D（ V） 型 雷 达 增 强 了 沿 海 作 战 能 力 ， 针 对 海 岸 水 域 任 务 进 行 了 优 化 ， 提 高 了 抗 干 扰 能 力 ， 美 国 海 军 从 1991年 开 始 建 造 的 “ 宙 斯 盾 ” 舰 多 采 用 该 型 雷 达 。 SPY-1F型 雷 达 加 快 了 信 号 处 理 速 度 并 具 有 低 成 本 ， 天 线 直 径 2.4米 ， 用 于 装 备 驱 逐 舰 、 护 卫 舰 、 两 栖 舰 等 ， 挪 威 海 军 的 4艘 新 型 护 卫 舰 、 韩 国 海 军 的 KDX-3型 驱 逐 舰 及 美 国 海 军 的 CVN-77航 母 将 准 备 使 用 该 型 雷 达 。 SPY-1F（ V） 型 的 特 点 是 增 强 了 沿 海 作 战 能 力 和 反 舰 导 弹 防 御 能 力 ， 天 线 直 径 2.4米 。 洛 · 马 公 司 正 在 研 发 更 紧 凑 的 SPY-1K型 雷 达 ， 天 线 直 径 仅 为 1.7米 ， 用 于 小 型 舰 艇 如 轻 型 巡 洋 舰 、 护 卫 舰 和 大 型 巡 逻 艇 等 ， 使 其 具 备 低 成 本 的 多 任 务 处 理 能 力 。

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机械扫描雷达、无源相控阵雷达、有源(主动)相控阵雷达简介　

　机械扫描雷达是目前大多数战斗机和预警机装备的雷达，通过机械驱动雷达天线的转动来进行搜索、截获目标，例如F-16战斗机的APG-68雷达、E-3、A-50装备的预警雷达等。相对于机械扫描雷达的是电子扫描雷达，也就是所谓的相控阵雷达，包括无源和有源两种方式。相控阵雷达的特点是没有转动的天线，雷达天线通过组件的波束方向改变来完成扫描、截获目标，具备扫描范围大、可分区域扫描、反应速度快的特点。以F/A-22为代表的先进战斗机目前都开始装备相控阵雷达，而俄罗斯正在试图用无源相控阵雷达来改装SU-27/30战斗机。
　　相控阵雷达相比机械扫描雷达的优势在于：
　　1．同样的发射机功率下具有较远的作用距离。
　　2．具有捷束特性。
　　3．具有较强的对抗多目标的能力，在这方面相控阵具有天然优势
　　4．具有较强的同时多模式能力
　　5．ECCM(电子对抗)能力较强，可以采用STAP技术
　　而有源相控阵对于无源相控阵的优势在于：
　　1．可靠性大大提高
　　2．适合于宽带信号，具有高的分辨率的潜力
　　3．可以通过采用DBF技术形成大的空域覆盖
　　4．同样的电源功率下作用距离更远



相控阵雷达又分为有源（主动）和无源（被动）两类。其实，有源和无源相控阵雷达的天线阵相同，二者的主要区别在于发射／接收元素的多少。无源相控阵雷达仅有一个中央发射机和一个接收机，发射机产生的高频能量经计算机自动分配给天线阵的各个辐射器，目标反射信号经接收机统一放大（这一点与普通雷达区别不大）。有源相控阵雷达的每个辐射器都配装有一个发射／接收组件，每一个组件都能自己产生、接收电磁波，因此在频宽、信号处理和冗度设计上都比无源相控阵雷达具有较大的优势。正因为如此，也使得有源相控阵雷达的造价昂贵，工程化难度加大。但有源相控阵雷达在功能上有独特优点，大有取代无源相控阵雷达的趋势。　　有源相控阵雷达最大的难点在于发射／接收组件的制造上，相对来说，无源相控阵雷达的技术难度要小得多。无源相控阵雷达在功率、效率、波束控制及可靠性等方面不如有源相控阵雷达，但是在功能上却明显优于普通机械扫描雷达，不失为一种较好的折中方案。因此在研制出实用的有源相控阵雷达之前，完全可以采用无源相控阵雷达作为过渡产品。而且，即使有源相控阵雷达研制成功以后，无源相控阵雷达作为相控阵雷达家族的一种低端产品，仍具有很大的实用价值。机载雷达与地面相控阵雷达在原理上是相同的。

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