為什麼各國都裝備有源相控陣雷達而不是無源?有源/無源大不同

戰鬥機 通信 F-35 T-50 軍事寶 2017-05-12

為什麼各國都裝備有源相控陣雷達而不是無源?有源/無源大不同

要了解相控陣雷達首先需要了解的就是T/R,T/R是transmitter and receiver的縮寫。其的主要作用是對所發射的信號進行大功率放大,所接收到的信號進行低噪聲放大,為實現波束控制對收/發信號進行幅度和相位的控制等。相控陣雷達中有數量眾多的T/R組成。

為什麼各國都裝備有源相控陣雷達而不是無源?有源/無源大不同

無源是指T/R無電磁波發射源,無源相控陣雷達僅有一箇中央發射機和一個接收機,T/R只能被動的轉發中央發射機發射的電磁波和被動的把信號源轉發給中央電磁信號接受機。也就是說每個單位組件不能主動產生電波,只能被動發射電波、接收電波和改變相位的陣列,這種雷達也稱為被動相控陣雷達(並非被動雷達)。

為什麼各國都裝備有源相控陣雷達而不是無源?有源/無源大不同

(俄羅斯為T-50研製的N036-1-01有源相控陣雷達天線集成的T/R組件約為1500餘個)

有源則是指T/R有電磁波發射源,T/R自己能主動、獨立發射接收電磁波,不需要中央發射機和接受機發射接收電磁波。所以即使部分T/R壞了,其他T/R也能有效發射電磁波,繼續工作。也叫主動相控陣雷達

為什麼各國都裝備有源相控陣雷達而不是無源?有源/無源大不同

(俄羅斯的蘇-35裝備的雪豹-E無源相控陣雷達特定搜索方式下對3平方米目標探測距離高達驚人的400千米,但有相當的使用侷限性)

有源相控陣雷達通常有超過一千個T/R組件,即使有10%T/R組件壞掉雷達仍然能夠正常運行只不過性能稍為降低而已。對比之下,無源相控陣雷達只要高功率發射器發生故障,整個雷達就立刻停止作業了

為什麼各國都裝備有源相控陣雷達而不是無源?有源/無源大不同

(配合上雪豹-E無源相控陣雷達和超高的機動性,蘇-35作為一架三代半戰機能力很強,但其的雷達始終與T-50、F-22、F-35所使用的的有源相控陣雷達之間有差距,這也是四代機普遍採用有源相控陣雷達的原因)

有源相控陣雷達還能同時多模式快速交叉工作,產生多個波束同時掃描多個目標,通過波束完成不同的工作。而無源相控陣只有一個發射機,只能產生一個波束,只能通過把波束迅速的轉移來掃描多個目標,不像有源雷達可操作性更強。

為什麼各國都裝備有源相控陣雷達而不是無源?有源/無源大不同

(美空軍為近400架F-15換裝AN/APG-63(V)3有源相控陣雷達)

相對來說有源相控陣雷達的造價昂貴,工程化難度加大,無源相控陣雷達的技術難度要小得多。無源相控陣雷達在功率、效率、波束控制及可靠性等方面不如有源相控陣雷達,但是在功能上卻明顯優於普通的老式機械掃描雷達,現階段性價比很高。因此在大規模裝備實用且成本合理的有源相控陣雷達之前,不少國家也把無源相控陣雷達作為到有源相控陣雷達的過渡產品。

為什麼各國都裝備有源相控陣雷達而不是無源?有源/無源大不同

(F-35戰機採用的AN/APG-81有源相控陣雷達。美軍現階段的主力戰機都已升級為有源相控陣雷達)

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(美軍F-22採用的AN/APG-77有源相控陣雷達性能強大,T/R組件多達2200個)

中國機載雷達則從老式機械掃描雷達直接跨過無源相控陣雷達大規模裝備有源相控陣雷達。

為什麼各國都裝備有源相控陣雷達而不是無源?有源/無源大不同

(中國的殲20和殲-10改進型等都有裝備有源相控陣雷達)

而更加先進的數字陣列雷達各國也正在如火如荼的研製,數字陣列雷達是一個可以由軟件控制的數字化雷達,通過解決綜合電子信息系統中寬帶輻射孔徑、寬帶T/R組件、海量數據傳輸與處理、多任務資源管理器等諸多關鍵技術,應用範圍比傳統的有源相控陣雷達廣多了同時可以減少雷達體積和數量、減少各種雷達之間的電磁干擾和大大提高工作效率。

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