中國的相控陣雷達技術都有哪些特別之處?

理智悍虎


在今年早前時候,中國電科發佈過一個我國雷達發展的短視頻,詳細的介紹了我國雷達發展歷程,以及披露了已經列裝部隊的一些技術成果和型號,並對未來的發展作了簡要的透露。單純在相控陣雷達領域,截止目前已經實現陸基、海基、空基為一體的立體部署網絡,在各個領域的運用也基本成熟,逐步走向普及。

簡單科普一下什麼是相控陣雷達,我們都知道,傳統的雷達靈感來源於蒼蠅,工作原理就是通過發射器將電磁波發射出去,抵達目標處後產生回波而後由接收器接收,從而確定目標的位置參數;相控陣雷達的工作體制是將傳統雷達的發射機和接收器集成到一起,從而實現雷達單獨模塊的收發功能,極大的提升雷達的工作效率以及多目標探測能力;簡而言之就是,相控陣雷達就是將傳統雷達小型化,以增加T/R模板數量來整體提升雷達的工作性能。目前,廣泛的運用到陸基預警雷達、海軍艦艇以及空軍戰機上。

根據央視發佈的紀錄片來看,我國在相控陣雷達領域發展起步要晚於國際社會,最早使用的是7010型我國第一代超大型導彈預警雷達,主要用於戰略層次的預警工作。在國際社會普遍發展第三代防空型水面艦艇的時候,誕生了以美國宙斯盾系統為代表的相控陣雷達體制,我國在上世紀八九十年代展開了相控陣雷達的研製工作,第一部“海之星”艦載多用途相控陣雷達伴隨中華神盾052C型防空型導彈驅逐艦橫空出世,隨後裝備在遼寧艦航母上;改進型第二代海之星也隨後出現在052D、055型驅逐艦以及首艘國產航母上。

海之星艦載多用途相控陣雷達的出現,就有一個很顯著的特徵,那就是海之星雷達在工作體制上一步到位,走到了世界發展水平的前列。上文提到的美國宙斯盾系統配套的SPY-1系列相控陣雷達屬於無源相控陣雷達,而我國的海之星則採用的是技術上更先進的有源相控陣雷達體制,在探測目標數量、跟蹤數量以及處理能力上都有較為明顯的優勢;要說第一代海之星因為製冷技術等限制初步達到國際水平的話,那麼到了第二代海之星我們已經基本上確立了局部領先的位置,至少在技術層面上是這樣的。

在海基多功能相控陣雷達發展的同時,我們在空中預警機機載雷達以及戰鬥機機載雷達領域也是奮起直追。2007年爭氣機空警-2000預警機列裝空軍作戰部隊,我國自此擁有了自主研發的大型空中預警機。同時,空警-2000使用的是國產有源相控陣機載雷達,呈三面體佈設在圓形雷達罩中,實現了雷達不用旋轉即可完成360度的探測能力。與海基海之星相似的是,空警-2000使用的雷達在技術體制上也實現了技術超越,使得我國機載預警雷達直接邁入有源相控陣時代,後來推出的空警-500中型預警機,則採用了技術體制更先進的數字陣列雷達體制,在技術上完全領先國際一代。

隨著殲-10系列戰機的改進工作穩步推進,殲-10B首次使用了無源相控陣機載雷達,而後推出的殲-10C則直接換裝了更新的有源相控陣機載,另外殲-16、殲-20都採用的國產最新的有源相控陣機載雷達,使得我國新銳戰機開始進入有源機載雷達時代,大幅縮短並在局部趕上國際當前發展水平。略為不謙遜的說,我國在有源機載雷達領域已不再羨慕曾經的歐美,我們的產品並不比歐美差,這個進步是具有重大意義的。

綜合上述,我們從我國相控陣雷達發展歷程來看,中國軍工一直秉持著“彎道超車”的發展理念,所有的產品研發之初就緊盯國際發展潮流,確立尖端發展指標,力求產品一旦做出來,基本趕上甚至超越國際水準,這大概就是中國相控陣雷達最大的特色吧!正如馬偉明院士所言的,要領先就要領先美國十年。牢牢把控科技制高點,是美國保持軍事優勢的主要手段,間接的也給我們的發展指出一條路子。


鷹鴿分析


單套相控陣雷達的區別,我們就用346型相控陣雷達和美國的SPY-1型雷達來對比一下。首先346型相控陣雷達是AESA體制,而SPY-1系列是PESA體制,那麼從雷達體制上講346型就先天佔有一定的優勢。雖然,SPY-1雷達單面陣的峰值功率高達1MW,而346型雷達的單面峰值功率才大約125KW,但是由於SPY-1系列用的是電真空元器件,是不能長期高功率開機的。而346型用的是固態元器件,在佔空比上具有極大優勢,346型雷達全面開機的平均功率大約超過25KW。而SPY-1四面陣全開機平均功率也僅有14KW左右,所以美國的SPY-1只開一面陣的情況下(這要犧牲探測範圍),平均功率才能超過346型。其次,346型雷達可以以最大功率四面陣全開長時間工作,而SPY-1是不行的。

我國的相控陣雷達技術與美國的相比, 都有哪些特別之處?

此外,雷達本身的性能除了與功率有關外,還與信噪比、系統損耗等等因素有關,而在這些因素上,而我們的有源相控陣的346型又比無源相控陣的SPY-1強出許多。


國際大放送


種類比較多,就說說海用的相控陣雷達吧,在基本原理方面沒什麼特別之處,大家都一樣,只不過我們的水面艦艇“裝備相控陣雷達比較晚,裝備有源相控陣(AESA)雷達相當於而言又比較早”,說白了就是起步晚、起點高,艦用相控陣雷達直接跳過了無源相控陣(PESA)這個階段。相反,美國、挪威、西班牙等在用“宙斯盾”系統的國家,都還在用SPY-1的各個衍生版本,也就是還在用無源相控陣雷達。

目前世界上艦用多功能相控陣雷達,比較著名的有:裝備我國052C型驅逐艦和遼寧號航母的346型相控陣雷達、裝備於我國052D型驅逐艦的346A型相控陣雷達、美國阿利·伯克級驅逐艦上的SPY-1系列、日本FCS-3型相控陣雷達等等。

就多功能相控陣雷達本身來講,主要功能就是搜索、跟蹤和為其他設備提供中段制導,當一套相控陣雷達作為一個子部件集成到“宙斯盾”這樣的大系統裡之後,雷達與決策指揮、火力控制等諸多子系統連接在一起,就為整艘艦艇、甚至是一支編隊提供了一個“防禦罩或者攻擊陣”,但是如果拋開其他系統,那麼再先進的相控陣雷達,也就僅僅是一部雷達而已。

至於單套相控陣雷達的區別,我們就用346型相控陣雷達和SPY-1型雷達來說說,346A是346的升級版,性能更加強大,這裡我們就不再多說。

1、首先346型相控陣雷達是AESA體制,SPY-1系列是PESA體制,那麼在雷達體制上346型就先天佔有一定的優勢。

2、經常有人說,SPY-1雷達單面陣的峰值功率高達1MW,而346型雷達的單面峰值功率才大約125KW,是不是峰值功率大,性能就強呢?其實這個問題是很複雜的,由於SPY-1系列用的是電真空元器件,而346用的是固態元器件,在佔空比上具有極大優勢,並且電真空元件是不能長期高功率開機的,所以根絕一些列計算和元器件比對,346型雷達單面開機的平均功率大約超過25KW,而SPY-1四面陣全開機平均功率僅有14KW左右,即使是升級版的SPY-1D型也才區區19.5KW,除非美國的SPY-1只開一面陣(這要犧牲探測範圍)的情況下,平均功率才能超過346型。此外346型雷達可以長時間四面陣全開,以最大功率工作,而SPY-1就不行了。

3、此外,雷達本身的性能除了與功率有關外,還與信噪比、系統損耗等等因素有關,而在這些因素上,有源相控陣的346型又比無源相控陣的SPY-1強出許多。


分享到:


相關文章: