新型有源相控阵雷达在AESA能力带来的优势哪些才是值得一提的

来源：互联网　2023-03-14 15:40:19

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新型有源相控阵雷达

【资料图】

在AESA能力带来的优势中，有四种能力尤为突出:监视、战斗机火力控制/瞄准、电子战和高数据速率通信。

监视系统

诺斯罗普·格鲁曼公司设计和制造机载雷达系统的时间比任何其他公司都长。通过在20世纪70年代和80年代为E-3预警机和“联合之星”飞机提供雷达系统，该公司成为机载电子扫描监视系统的世界领导者。

该公司正在为澳大利亚的楔形尾翼飞机生产六部AESA监视雷达，这将为空中预警和控制能力设立一个新的标准。这种第四代多功能电子扫描阵列(MESA)，具有全方位360度电子扫描和远程探测能力，在态势感知、灵活性和目标更新速度方面都达到了一个新的水平。

梅萨雷达安装在波音公司生产的新一代737-700系列飞机上。这种先进的空中预警和控制飞机提供空到空的覆盖范围、对地覆盖、敌我识别、特殊跟踪波束和关键区域操作的能力。MESA雷达硬件目前正在生产，该系统正在集成和测试中。此外，波音公司和诺斯罗普·格鲁曼公司也计划为韩国的E-X预警机提供AEW&C系统。

AEW&C飞机是一种高价值的防区外系统。它通常在距离前线足够远的后方航线飞行，以使自己保持在低威胁或友好的区域。未来，先进的地对地空导弹将迫使AEW&C在更远离前线的地方作战。为了支持进攻空任务，AEW&C必须具备探测和跟踪那些远离前线且处于高水平的目标的能力。因此，对于机载预警雷达系统有效区分敌方战斗机、巡航导弹和未来低姿态威胁目标，雷达的探测范围是非常必要的。

77 AEW&C飞机可以为MESA雷达提供360kw的功率。此外，飞机还可以携带非常大的雷达天线。侧视天线约6×18英尺(约1.83×5.49米)，前后视天线约5×25英尺(约1.52×7.62米)。这种天线尺寸和雷达功率使空中预警与控制飞机

台面雷达天线安装在机身顶部的背部结构中。有两个背对背的侧视阵列和一个名为“礼帽”的天线，天线位于背鳍的高度，可以前后观察。这些完全覆盖的阵列及其T/R模块使MESA系统操作员能够将雷达时间和能量集中在更可能包括敌对目标的区域，同时用较少的雷达能量监控低威胁区域。诺斯罗普·格鲁曼公司正在设计和开发的另一个重要的AESA监视系统是为全球鹰和E-10飞机设计的下一代雷达。这些监视平台的雷达设计采用了该公司之前战斗机雷达开发的技术进步。

全球鹰的阵列长度为5英尺(约1.52米)，而E-10的阵列长度超过20英尺(约6.1米)。这两种飞机的监视雷达系统将同时具有合成孔径雷达(SAR)和地面运动目标指示模式，这将大大提高空对地能力，并增加空对空

瞄准

AESA系统的远距离和超级灵活性非常适合预警任务，这也是它被用作战斗机火控雷达的重要原因。提高战斗机作战能力的另一个好处是可以实现对空地面目标的高分辨率成像。

AESA战斗机雷达可以达到“瞄准质量”的分辨率，因为它的X波段频率和合成孔径处理。但是，AEW&C MESA雷达不一样。它使用较低的L波段频率，分辨率较低，恶劣天气干扰少，可实现远距离探测。战斗机现役AESA火控雷达包括诺斯罗普·格鲁曼公司为F-22制造的安/APG-77、F-35制造的安/APG-81和F-16E/F Block 60猎鹰制造的安/APG-80。诺斯罗普·格鲁曼公司正在将其第四代AESA技术应用于F-22。

美国战斗机的四部AESA雷达正处于生产、集成或测试的不同阶段。F-16 Block 60和F-22的雷达已经投入使用，正在批量生产，而F-35和F/A-18E/F的AESAs仍处于部署前的建造或升级阶段。

三种最新的欧洲战斗机——瑞典的JAS-39格里芬、欧洲的台风和法国的阵风AESA雷达也在研制中。然而，它们预计要到下一个十年才能准备好。

AESA火控雷达为战斗机飞行员提供了一些新的或大大改进的能力。

首先，飞行员在空空战斗中的作用会大大增强，可以跟踪和应对多种威胁飞行器。传统机械雷达的扫描运动限制了飞行员能够接收到的目标更新频率。为了获得足够稳定的图像来发射武器，面对多个威胁目标的飞行员不得不不仅选择一个目标，而且要将所有的雷达能量集中在这个目标上。

然而，AESA雷达完全改变了这种情况。因为它的光束移动速度非常快，所以它可以支持射手保持对多个目标的高质量跟踪。此外，雷达系统可以自动为每个探测到的目标建立跟踪档案，减少飞行员的工作量。AESA雷达还增加了跳频等处理技术，形成“低截获概率”。因此，AESA雷达可以在没有敌方电子预警系统警告的情况下探测到敌机。

每秒钟可以从不同的方向观察AESA的电子束一千多次。除了在空中跟踪多个目标，它还可以执行一系列任务。比如这种雷达可以同时搜索跟踪空到空、空到地面和跟踪地形。

AESA雷达还可以为战斗机飞行员提供比以前的雷达更大的探测范围。由于雷达功率通过天线辐射，AESA的输出功率是传统机械扫描雷达的三到四倍，这将使其具备完全支持远程武器(如先进的中程空对空导弹)的火控能力——为这些武器提供攻击自身更大射程内目标所需的制导。

此外，AESA的长探测距离使其能够发现和跟踪小型隐形巡航导弹，这足以让飞机的防御导弹在它们到达目标之前击中它们。

AESA雷达的合成孔径模式带来了另一个重要优势，其空地面分辨率将是原雷达的5倍。因此，战斗机雷达将首次能够对空射击GPS制导武器(如联合直攻弹药和联防区外武器)进行非常精确的全天候瞄准。

事实上，战斗机飞行员现在仅通过他们的机载雷达就可以自给自足地攻击目标。过去，如果没有配备辅助红外瞄准吊舱，飞行员必须在起飞前规划目标，或者在途中将目标及其坐标传递给他们。机载火控雷达还不足以精确到指定地面上的命中点，但现在，配备AESA的飞机可以确定目标的坐标，将数据传递给自己的武器，并在没有任何外部帮助的情况下摧毁目标。

正如诺斯罗普·格鲁曼公司分析中心在最近的一项研究中指出的那样，在以 *** 为中心的作战行动中，通过作战管理整合传感器、指挥官和射手的各种方式中，单一平台拥有授权和能力同时处理所有三种功能的这种方式是最简单和最快的，对于时间敏感的目标来说，它往往是更好的。

最后，装备AESA的飞机可以利用其雷达的敏捷性和敏锐度，在没有AESA的情况下快速为飞机设定目标，如在冲突开始时协同多架战斗机识别、瞄准并摧毁敌方的综合防御空系统；通过计划中的未来战斗机瞄准改进系统(改进的合成孔径雷达、自动目标探测、诺斯罗普·格鲁曼公司的“风暴”和其他地理定位工具)，当然还有更高带宽的数据链，可以使这种协同作战更快、更精确。

在未来以 *** 为中心的行动中，AESA提供的力量倍增能力将扩展到不断发展的全球信息 *** 的任何平台。

电子对抗

由于AESA雷达具有高功率、高速度和高灵敏度，也成为电子战的理想工具。威胁干扰、防护和对抗可以作为AESA任务套件的组成部分，而不是由主机平台的独立系统单独提供。由于AESA的高带宽、快速扫描和响应时间，电子战模式自然成为诺斯罗普·格鲁曼公司多功能架构的一个方面。

沟通

多任务AESA还可以在另一个领域做出重要贡献。2005年9月，由诺斯罗普·格鲁曼公司、L-3通信公司和洛克希德·马丁公司组成的小组经过两年的内部研发，成功演示了AESA雷达在宽带通信中的创新使用。该小组使用AN/APG-77雷达和L-3公司为U-2侦察机开发的通用数据链调制解调器，在空中发送和接收高数据速率通信信号。测试证明，配备调制解调器的AESA可以提供空对空和地对地远距离视距通信。

研究人员证明，72兆字节的SAR图像以每秒274兆比特(mbps)的数据速率在3.5秒内传输，而在标准链路16上传输相同内容需要48分钟。公司研究人员最终使用F-22雷达阵列展示了548 mbps的实验室传输速率和高达每秒1千兆字节的数据接收速率。

诺斯罗普·格鲁曼公司电子系统部门战斗机航电系统副总裁乔·恩索尔(Joe ensor)说，“通常情况下，你会在一个平台上配备一个定向天线，它能使你快速下载数据。但在这里，有了F-22 AESA，我们有了很好的机载天线波束，所以我们可以尝试使用它来获得极高性能的通信。”

这项工作已经足够成功，引起了美国空陆军空中国作战司令部的兴趣。该公司希望最终将其研发成果转化为空陆军或海军的合同。也许很快，新一代战斗机AESA雷达不仅可以收集相当数量的情报和目标数据，还可以在几秒钟内将这些巨大的信息包发送到整个战场。

虽然AESA雷达有许多非凡的能力，但最引人注目的可能是与其T/R模块阵列最直接相关的一项，即同时执行多项任务的能力，以及几乎以光速在任务模式之间切换的能力。

这种指向不同方向或同时在不同模式之间快速切换的能力使AESA比其他传感器更适合目前正在开发的高速防御系统(如定向能攻击系统或指挥控制系统)，这将使部队，即使是在移动中的部队，也能即时获得整个战区的有用信息。

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