閒聊——KLJ-7A“機像掃”的遠親們

目前先進戰機雷達多采用有源相控陣(AESA)技術。有源相控陣雷達相對於傳統機械掃描雷達擁有諸多優勢,包括大視場二維掃描速率快(FOV)、可實現多種任務模式快速切換、適應性強故障率低、模塊化易於快速維護保養、多目標跟蹤分辨率高等,因此,搭載有源相控陣雷達是諸多新型戰機的普遍戰術需要和早期三代機延長服役、“重煥青春”的增值法寶。

大型有源相控陣雷達體積大、重量大、散熱系統複雜,多用於重型雙發戰鬥機。為了滿足中型戰機、輕型戰機的需要,體積相對適中、重量相對較輕、散熱系統相對簡單的有源相控陣雷達逐步發展起來。

利用“風冷”技術來替代大型有源相控陣雷達複雜的“液冷”系統被小型有源相控陣雷達採用。但受限於“風冷”技術急速降溫能力的限制,必須通過減少有源相控陣雷達T/R組件數量的同時降低T/R組件的發射功率,只有這樣才能有效保證有源相控陣雷達的T/R組件不會因過高的“高溫”而燒燬。

相對於重型雙發戰鬥機上的大型有源相控陣雷達,由於通過“精簡手段”的有源相控陣雷達的雷達陣面變小,直接導致“精簡版”有源相控陣雷達的“合成孔徑”變小和雷達波束輻射的總能量降低,因此,探測距離與分辨率都受到直接影響。

“精簡版”如果完全照抄“大型有源相控陣雷達”的方式工作,那麼,在邊跟蹤邊掃描模式下,“精簡版”就成了“看不遠、看不清”的近視眼!為滿足遠距離探測需要,“精簡版”就必須時常快速切換到“凝視模式”來進行遠距離補盲。“凝視模式”能夠解決探測距離與探測精度問題,但視角只能覆蓋“5°×10°”的狹小範圍。為了解決“視角狹窄”問題,通過轉動有源相控陣雷達陣面,擴大雷達波束搜索範圍的“機像掃”有源相控陣雷達應運而生……

巴基斯坦JF-17雷電戰機的機載雷達一直有中電科集團南京14所提供。南京14所曾經提供的KLJ-7、KLJ-7 V2兩款X波段脈衝多普勒火控雷達,分別是JF-17 Block I、 的標配機載雷達。

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JF-17 Block I使用的KLJ-7脈衝多普勒火控雷達

2016年珠海航展上,中電科集團南京14所展出了第一款KLJ-7A有源相控陣雷達。KLJ-7A採用了固態有源相控陣雷達技術,工作波段為X波段,功能清單中包括了邊跟蹤邊掃描、多目標瞄準和多目標交戰等能力,以及具有地面移動目標識別能力的合成孔徑雷達

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航展中的KLJ-7A有源相控陣雷達

KLJ-7A有源相控陣雷達集成1000餘個T/R模塊,對RCS=5㎡空中目標,最大探測距離達到170公里,這一性能與F35的AN/APG-81相媲美(F35的對空搜索距離只有F22的三倍之二,即,160~170公里)。

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2017年巴黎航展上,中電科集團南京14所展出型號完全相同的兩款KLJ-7A有源相控陣雷達。除已經展出過的KLJ-7A固態有源相控陣雷達以外,增加一款名為“機相掃”帶有旋轉盤的KLJ-7A有源相控陣雷達。這款“機相掃”有源相控陣雷達能夠通過旋轉盤,改變雷達陣面的方向,擴大搜索範圍。KLJ-7A“機相掃”有源相控陣雷達的最大搜索監視範圍可達200°。

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KLJ-7A“機相掃”相控陣雷達

KLJ-7A“機相掃”有源相控陣雷達,其替代的目標是KLJ-7 V2型雷達。KLJ-7 V2型脈衝多普勒雷達是 戰機的標配雷達,一旦將KLJ-7 V2雷達全部替換為KLJ-7A“機相掃”有源相控陣雷達,勢必將大幅提升 戰機的作戰性能。

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工藝精湛的KLJ-7A“機相掃”有源相控陣雷達

歐洲雷達行業“三巨頭”——歐洲雷達聯合體、塞萊斯公司和泰利斯公司,分別為歐洲空中“三雄”——歐洲“颱風”、法國達索“陣風”及瑞典薩博JAS-39E“鷹獅”戰鬥機提供CAPTOR-E、RBE-2和ES-05雷達。

CAPTOR-E、RBE-2、ES-05三款有源相控陣雷達最大共同特點是均未採用固定陣天線形式,而是採用了稱之為“旋轉斜盤”的獨特傾轉大天線陣面。CAPTOR-E的“旋轉”使“颱風”戰機雷達視場達120°以上,CAPTOR-E還將裝備德國、西班牙和英國的“颱風Tranche-3”戰機,取代現役“颱風”裝備的老款“CAPTOR”雷達,不過,目前尚在開發測試中……

ES-05有源相控陣雷達外號“大烏鴉”也是“旋轉斜盤”設計的應用者,由塞萊斯公司研製,主要裝備巴西和瑞典空軍的薩博新型JAS-39E“鷹獅”戰機。

RBE-2據說是第一部在歐洲服役的機載有源相控陣雷達雷達,2014年裝備法國空、海軍的“陣風-A/B/M”戰機。

上訴三部雷達的結構與KLJ-7A“機像掃”完全相同,其補盲的工作原理也“同出一轍”。唯一不同的是,KLJ-7A“機像掃”是為JF-17 Block II這類輕型戰鬥機量身定做的。而CAPTOR-E、RBE-2、ES-05三款有源相控陣雷達是歐洲主力戰機採用的機載雷達型號。其中法國陣風戰機採用的RBE-2A有源相控陣雷達T/R模塊最少,不超過850個,這就非常容易引起有心人無限的遐想了……


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