谈谈机载有源相控阵雷达（一） 发展历程和技术特点 (机载有源相控阵雷达信号处理单元)

谈谈机载有源相控阵雷达（一） 发展历程和技术特点 (机载有源相控阵雷达信号处理单元)

发展历程

相控阵雷达问世也是比较早的事情了，但是却迟迟未能在战斗机上得到应用，究其原因是由于体积重量、器件性能和成本等问题的限制。

美国无疑是在这方面探索的先行者。早在20世纪60年代美国就开始了有关机载有源相控阵雷达的研究工作，微电子用于雷达计划（MERA）的实施成功研制了一个604单元的有源列阵；70年代，在各国嗅到AESA广阔应用前景并纷纷起步研究时，美国又展开可靠机载固态雷达（RASSR）计划，研制了1048个T/R组件的有源阵列。这两次实验计划分别验证了机载有源相控阵雷达的可行性和可靠性，为其发展奠定了坚实的基础。

80年代，GaAs砷化镓的出现使有源相控阵雷达可直接对X波段信号放大，大大促进了机载有源相控阵雷达的研发。在这时期美国开展了固态相控阵SSPA计划并研制了一个2000单元的阵列，证明了其在功率效率和经济问题上是完全行得通的。

技术特点

相控阵雷达相对于传统雷达的机械扫描，最大的特征就是电扫描。相控阵的全称是“相位控制阵列”，是通过控制排列在平面上的小单元发射的电磁波相位，从而导致各单元间有规律的相位差的互相干涉，利用电磁波的干涉效应，实现扫描方向的改变。简单点说，相控阵雷达用可控波束的“电扫描”取代了传统波束固定的i雷达的机械扫描，因此相控阵雷达的天线是可以固定不动的（当然还是有一些机载相控阵雷达会在固定方向上进行有限转动，可以对视场进行拓展，当然也是有利有弊）。

有源相控阵雷达（AESA）具有普通机械扫描雷达不可比拟的优势。不过谈到这里就不得不说它的兄弟——无源相控阵雷达（PESA）。

一般来说AESA总是比PESA先进，这是体制上的代差决定的。相对于仅有一个接收器和发射机的PESA，AESA上有大量独立的T/R（收发组件）单元，这些辐射单元都是独立接收、产生电磁波，可以组合成一个个“小雷达”，所以AESA的评判标准可以基本上通俗理解为T/R组件数量越多、功率越大越好（不过功率提升带来的问题是散热问题，散热方式的选择和散热系统的设计也是个难题）。

AESA独立的收发单元可分出多种波束追踪多个目标，波束比PESA更加灵活，死角小，因此多目标能力更强，目标容量大，有能力跟踪数十个目标。得天独厚的优势使AESA一个雷达就可以完成探测、跟踪、制导、搜索识别和监视等多元化的作战用途，其多用途能力强，可以整合IFF（敌我识别系统）、ECM（电子对抗系统）等等。而且又是因为每个辐射单元是独立的，少量单元的故障几乎不影响整体的工作，可靠性高，也便于维护。和PESA比起来，AESA在波束集中时探测距离可以更远(只不过是以较为窄小的视野范围为代价)。

苏35装备的N035雪豹E无源相控阵雷达（PESA）

有源相控阵雷达相比于无源的还具有抗干扰能力强、低被探测性等优势，没有波导的AESA也比PESA更为轻巧和可靠。

需要说明的是，技术层面的先进不代表一定适合实际作战需求。AESA有大量优势，PESA也有AESA所不及的地方，比如宽广视野下由于射频功率的限制，对于远距离目标的探测能力PESA倒是更胜一筹（至于精度就不能保证了）。此外AESA上每个单元的功率是有上限的，要想提高功率，除了微波器件材料上的突破外，基本上只能通过增大雷达的天线面积以安置更多单元组件。而在同样天线面积不变的情况之下，PESA的功率只是受制于后部的波导及电源，能更容易地做到有效节省、利用战斗机上有限的空间和电源。而且虽然维护成本大大减少，由于设备复杂，AESA的造价还是略高昂。不过值得一提的是，对于中美这样实力雄厚的大国，一方面是不缺钱，另一方面是工业实力较强，能够大规模生产符合条件的半导体器件，使AESA雷达的造价进一步降低（尤其是咱国家，恐怕把AESA做白菜化才满意/手动狗头）

中国电科14所为巴基斯坦枭龙block3准备了数种KJL-7A有源相控阵雷达的方案可供选择，单从技术层面上讲属于世界领先

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