有源電子掃描陣列通常稱為AESA,是一種相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)。它由一系列天線陣列組成,這些天線陣列形成天線波束,可以在不實(shí)際移動天線的情況下對準(zhǔn)不同的方向。AESA系統(tǒng)目前用于許多不同的軍事平臺,包括軍用飛機(jī)和無人機(jī),以提供出色的態(tài)勢感知能力。
隨著無源電子掃描陣列(PESA)雷達(dá)的發(fā)展,ASEA技術(shù)的發(fā)展可以追溯到1960年代初,該系統(tǒng)是一種固態(tài)系統(tǒng),可從單一信號源獲取信號,并使用移相器模塊選擇性地延遲某些部件同時允許其他部件進(jìn)行無延遲傳輸。以這種方式發(fā)送信號會產(chǎn)生不同形狀的波束,有效地將信號束指向不同的方向。
第一個AESA系統(tǒng)是在1980年代開發(fā)的,與舊的PESA系統(tǒng)相比具有許多優(yōu)勢。與使用一個發(fā)射器/接收器模塊的PESA不同,AESA使用許多發(fā)射器/接收器模塊,這些模塊與天線元件連接,并可以產(chǎn)生多個同時、頻率不同的雷達(dá)波束。從上世紀(jì)60年代開始,歷經(jīng)40余年的努力,有源電子掃描陣(AESA),通常也稱為有源相控陣技術(shù),終于在機(jī)載雷達(dá)上取得了成功的應(yīng)用。
國際在線報道:美國國防部國防科學(xué)委員會主席的一份關(guān)于發(fā)展美國軍用機(jī)雷達(dá)的建議報告中特別強(qiáng)調(diào)了有源相控陣技術(shù)可以極大地?cái)U(kuò)展雷達(dá)的功能和提高雷達(dá)的性能, 21世紀(jì)美國的戰(zhàn)斗機(jī)雷達(dá)、預(yù)警與監(jiān)視飛機(jī)的雷達(dá)都應(yīng)是AESA體制的。
AESA雷達(dá)系統(tǒng)如何工作
典型雷達(dá)系統(tǒng)通常通過將天線連接到功能強(qiáng)大的無線電發(fā)射器以發(fā)出短脈沖信號來工作,然后斷開發(fā)射器的連接,將天線連接到靈敏的雷達(dá)接收機(jī),雷達(dá)接收機(jī)會放大目標(biāo)物體的回波信號。通過測量信號返回所需的時間,雷達(dá)接收機(jī)可以確定到物體的距離。然后,接收機(jī)將結(jié)果輸出到顯示器。發(fā)射器元件通常是速調(diào)管或磁控管,其適用于放大或產(chǎn)生窄范圍的頻率至高功率水平。如果雷達(dá)系統(tǒng)要掃描空域,必須移動雷達(dá)天線以指向不同的方向。
從1960年代開始,引入了能夠以受控方式延遲發(fā)射機(jī)信號的新型固態(tài)設(shè)備。這就是第一個實(shí)用的大規(guī)模無源電子掃描陣列(PESA),或簡稱為相控陣?yán)走_(dá)。PESA從單一來源獲取信號,將其分成數(shù)百條通道,有選擇地延遲其中一些通道的信號,然后將其發(fā)送到各個天線。來自獨(dú)立天線的無線電信號在空間上重疊,通過控制各個信號之間的干擾模式以在某些方向上增強(qiáng)信號,在所有其他方向上抑制信號。
系統(tǒng)通過電子方式控制延遲,從而可以在不移動天線的情況下非常快速地控制波束指向。PESA可以比傳統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)更快地掃描空間。由于電子技術(shù)的進(jìn)步,PESA增加了產(chǎn)生多波束的能力,使雷達(dá)在掃描空域的同時,跟蹤目標(biāo),實(shí)現(xiàn)邊掃描邊跟蹤或引導(dǎo)半主動雷達(dá)制導(dǎo)導(dǎo)彈。PESA在1960年代迅速在船舶和大型固定地點(diǎn)上普及(遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)),隨后隨著電子技術(shù)的發(fā)展,機(jī)載雷達(dá)也隨之普及相控陣體制。
AESA是固態(tài)電子學(xué)進(jìn)一步發(fā)展的結(jié)果。在較早的系統(tǒng)中,傳輸?shù)男盘栕畛跏窃谒僬{(diào)管或行波管或類似的設(shè)備中產(chǎn)生的,這些設(shè)備相對較大。接收機(jī)的高頻組件也很大。到1980年代,砷化鎵微電子技術(shù)的引入極大地減小了接收器元件的尺寸,直到可以以類似于手持無線電設(shè)備的尺寸(只有幾立方厘米)。J
FET和MESFET的引入在雷達(dá)系統(tǒng)的發(fā)射組件應(yīng)用也是如此。雷達(dá)發(fā)射機(jī)應(yīng)用了低功率固態(tài)波形發(fā)生器,通過射頻放大器將來自固態(tài)波形發(fā)生器的信號進(jìn)行放大,從而使任何這樣配備的雷達(dá)都可以在更寬的頻率范圍內(nèi)進(jìn)行發(fā)射信號,發(fā)出每個脈沖都可以改變工作頻率。將整個發(fā)射和接收組件(發(fā)射器、接收器和天線)縮小到單個“發(fā)射器-接收器模塊”(TRM)中,將這些組件組合成AESA。
與PESA相比,AESA的主要優(yōu)勢在于不同模塊能夠以不同的頻率運(yùn)行。與PESA不同,在PESA中,信號是由少量的發(fā)射器以單個頻率生成的,而在AESA中,每個模塊都會生成并輻射自己的獨(dú)立信號。這使得AESA可以產(chǎn)生許多同時的“子波束”,由于頻率不同,它可以識別,并可以主動跟蹤大量目標(biāo)。AESA還可以使用來自多個TRM的組合信號的后處理,一次產(chǎn)生由許多不同頻率組成的波束,在后續(xù)處理重新創(chuàng)建顯示,就如何只發(fā)射單個波束的效果一樣。
AESA的優(yōu)勢
在單脈沖跟蹤體制未獲使用前,圓錐掃描體制的雷達(dá)很難對付敵方施放的角度欺騙干擾;沒有相參體制的脈沖多普勒雷達(dá),就無法對付借著強(qiáng)大的地雜波掩護(hù)的低空入侵的飛機(jī)和導(dǎo)彈;沒有頻率捷變體制的雷達(dá),就很難同現(xiàn)代戰(zhàn)爭中廣泛采用的各種雜波干擾相抗衡。
相控陣技術(shù)是近年來正在發(fā)展的新技術(shù),它比單脈沖、脈沖多普勒等任何一種技術(shù)對雷達(dá)發(fā)展所帶來的影響都要深刻和廣泛。進(jìn)入上世紀(jì)80年代,機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)才初獲應(yīng)用。先進(jìn)的機(jī)載有源相控陣?yán)走_(dá)是近期,即本世紀(jì)初才進(jìn)入服役。
AESA的成功應(yīng)用是對傳統(tǒng)機(jī)載雷達(dá)的一次革命,極大地?cái)U(kuò)展了雷達(dá)的應(yīng)用領(lǐng)域和提高了雷達(dá)的工作性能,進(jìn)而提高和豐富了作戰(zhàn)飛機(jī)執(zhí)行任務(wù)的能力和作戰(zhàn)模式。
1.抗電子干擾
AESA系統(tǒng)的主要優(yōu)勢之一是其對電子干擾技術(shù)的高度抵抗力。
雷達(dá)干擾通常是通過確定敵方雷達(dá)信號的頻率,然后以相同的頻率發(fā)送信號來干擾雷達(dá)系統(tǒng)。如果該雷達(dá)系統(tǒng)可以隨著每個脈沖改變其頻率,就可以進(jìn)行有效的干擾抑制。但是隨著雷達(dá)的發(fā)展,干擾技術(shù)也隨之發(fā)展。
除改變頻率外,AESA系統(tǒng)還可以在寬帶內(nèi)分配頻率,甚至在單個脈沖內(nèi)也可以分配頻率,這是一種稱為“線性調(diào)頻”的雷達(dá)技術(shù)。這些特征的結(jié)合使得與其他形式的雷達(dá)相比,干擾AESA系統(tǒng)要困難得多。
2.低攔截
使用AESA雷達(dá)系統(tǒng)被敵方雷達(dá)預(yù)警接收器(RWR)攔截的可能性也很小。RWR允許飛機(jī)或車輛確定何時有來自外部源的雷達(dá)信號,其還可以確定信號源的方向,從而確定敵人輻射源的位置。AESA系統(tǒng)在克服RWR方面非常有效。因?yàn)樯厦嫣岬降摹熬€性調(diào)頻脈沖”可以迅速且完全隨機(jī)地改變頻率,RWR很難分辨出AESA雷達(dá)束實(shí)際上是全部還是只是一部分雷達(dá)信號。
AESA天線口徑場的幅度和相位都可以隨意控制,可使天線旁瓣的零值指向敵方干擾源,使之不能收到足夠強(qiáng)度的雷達(dá)信號,從而無法實(shí)施有效干擾。通過數(shù)字波束形成(DBF)技術(shù),可以使主波束分離成兩個波束,使其零值對準(zhǔn)敵方干擾源;若干擾源位于雷達(dá)旁瓣方向,則在該方向也可以形成零值,使敵方收不到雷達(dá)信號,從而無法實(shí)行有效干擾。AESA的自適應(yīng)波束形成能力是機(jī)載雷達(dá)在復(fù)雜的電磁環(huán)境中得以保持其作戰(zhàn)能力的重要因素。
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3.更高的可靠性
使用AESA系統(tǒng)的另一個好處是每個模塊獨(dú)立運(yùn)行,因此單個模塊的故障不會對整個系統(tǒng)性能產(chǎn)生任何重大影響。AESA技術(shù)還可用于在飛機(jī)和其他配備的系統(tǒng)之間創(chuàng)建高帶寬數(shù)據(jù)鏈接,從而能夠?qū)崿F(xiàn)多功能。由于信號的發(fā)射和接收是由成百上千個獨(dú)立的收/發(fā)和輻射單元組成,因此少數(shù)單元失效對系統(tǒng)性能影響不大。
試驗(yàn)表明,10%的單元失效時,對系統(tǒng)性能無顯著影響,不需立即維修;30%失效時,系統(tǒng)增益降低3分貝,仍可維持基本工作性能。這種"柔性降級"(graceful degradation)特性對作戰(zhàn)飛機(jī)是十分需要的。
4.多模式功能
由于AESA雷達(dá)T/R模塊中的射頻功率放大器(HPA)同天線輻射器緊密相連,而接收信號幾乎直接耦合到各T/R模塊內(nèi)的射頻低噪聲放大器(LNA),這就有效地避免了干擾和噪聲疊加到有用信號上去,使得加到處理器的信號更為"純凈",因此,AESA雷達(dá)微波能量的饋電損耗較傳統(tǒng)機(jī)械掃描雷達(dá)大為減少AESA雷達(dá)技術(shù)還支持多種模式,使系統(tǒng)可以執(zhí)行多種任務(wù),包括:
實(shí)孔徑測繪
合成孔徑雷達(dá)(SAR)功能
海面搜索
地面移動目標(biāo)指示和跟蹤
空對空搜尋和追蹤
AESA雷達(dá)具備同時多功能,即指有源相控陣能在同一時間內(nèi)完成一個以上的雷達(dá)功能。它可以用一部分T/R模塊完成一種功能,用另外的T/R模塊完成其它功能;也可用時間分隔的方法交替用同一陣面完成多種功能。如雷達(dá)在進(jìn)行地圖測繪(SAR/GMTI)、地物回避、地形跟隨、威脅回避的同時,還可實(shí)現(xiàn)對空中目標(biāo)的搜索和跟蹤,并對其進(jìn)行攻擊。
由于AESA是由多個子陣組成,而每個子陣又是由多個T/R模塊組成,因此,可以通過數(shù)字式波束形成(DBF)技術(shù)、自適應(yīng)波束控制技術(shù)和射頻功率管理等技術(shù),使雷達(dá)的功能和性能得到極大的擴(kuò)展,可以滿足各種條件下作戰(zhàn)的需要。并能因此而開發(fā)出很多新的雷達(dá)功能和空戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)。
AESA雷達(dá)面臨的挑戰(zhàn)
與大多數(shù)技術(shù)一樣,在AESA雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展過程中,也面臨著一些挑戰(zhàn),比如電源、散熱、重量和價格等。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步,例如,AESA雷達(dá)的重量在過去幾年中隨著尺寸的減小而減少了一半以上,這使得AESA雷達(dá)安裝在飛機(jī)上成為可能從而為戰(zhàn)斗機(jī)在多個方向上定向并提供更廣闊的視野。
AESA雷達(dá)及其未來
隨著AESA技術(shù)的發(fā)展,雷達(dá)將變得更小、價格更低。這使許多國家能夠?qū)ESA納入地面、海洋和空中的傳統(tǒng)雷達(dá)系統(tǒng)中。
認(rèn)知雷達(dá):AESA技術(shù)的發(fā)展與信號處理方面的進(jìn)步息息相關(guān)。這反映了非軍事領(lǐng)域的電子創(chuàng)新。由于軟件的改進(jìn),手機(jī)今天可以執(zhí)行比十年前更多的任務(wù)。軟件創(chuàng)新的迅捷速度將對雷達(dá)領(lǐng)域產(chǎn)生影響,特別是在人工智能(AI)領(lǐng)域。做到這一點(diǎn)的關(guān)鍵在于,機(jī)器具有從目前以及過去的操作中汲取教訓(xùn)并將其應(yīng)用于當(dāng)前環(huán)境的能力。所謂的“認(rèn)知雷達(dá)”可以適應(yīng)人工智能的要素。
新的半導(dǎo)體材料:氮化鎵(GaN)已經(jīng)應(yīng)用在AESA領(lǐng)域,它是一種高性能半導(dǎo)體,越來越多地用于TR模塊中。與使用砷化鎵(AsGa)的傳統(tǒng)AESA T / R模塊相比,它具有極高的耐熱性,因此能夠處理高功率傳輸,從而提高了雷達(dá)性能。下一種高性能材料將滿足以下要求:使現(xiàn)有的基于技術(shù)的系統(tǒng)“不足”,或者大幅降低制造成本。
模塊小型化:摩爾定律假定單個芯片上的晶體管數(shù)量每兩年翻一番。這使得電子產(chǎn)品功能更為強(qiáng)大,同時占用更少的空間。摩爾定律幫助雷達(dá)工程師將執(zhí)行雷達(dá)功能的電子設(shè)備塞入單個TR模塊中。雷達(dá)的設(shè)計(jì)將繼續(xù)朝著微型化的方向發(fā)展,因?yàn)殡娮悠骷谶M(jìn)入納米技術(shù)領(lǐng)域。這可能提供將電子設(shè)備安裝在不斷縮小的空間中的能力,并可能有助于進(jìn)一步減少雷達(dá)的物理覆蓋范圍。例如,AN / SPY-1雷達(dá)的總重量為65,733千克:納米技術(shù)在雷達(dá)設(shè)計(jì)中的智能應(yīng)用可以幫助大幅減少尺寸和重量,這不僅適用于軍艦,而且適用于整個平臺。
成本:成本是國防采購中一個長期存在的問題。與AESA雷達(dá)系統(tǒng)的技術(shù)性能一樣,制造成本是影響AESA應(yīng)用的關(guān)鍵因素。
使用壽命:在 2016年,在美國陸軍冬季貿(mào)易展覽會上,雷神公司首次將其基于硝酸鎵(GaN)的AESA應(yīng)用到愛國者(Patriot)防空和導(dǎo)彈防御系統(tǒng),從而在國防技術(shù)領(lǐng)域成為頭條新聞。自首次亮相以來,該系統(tǒng)已成功完成1000個工作小時。通過將兩個面向相反方向的升級系統(tǒng)配對,實(shí)現(xiàn)360度范圍空域的覆蓋。
AN / APG-79 AESA雷達(dá)
F-18D/C/E/F原來配裝雷達(dá)APG-65/73,其AESA改進(jìn)型編號為 APG-79。該雷達(dá)仍由APG-65/73雷達(dá)的制造商雷神公司研制。APG-79采用先進(jìn)的AESA體制,于2003年7月30日在美國中國湖(China Lake)海空作戰(zhàn)中心配裝在F/A-18上進(jìn)行成功首飛。新雷達(dá)可以同現(xiàn)有F/A-18機(jī)載武器相匹配,同時,設(shè)計(jì)留有日后充分?jǐn)U展的余地。APG-79 AESA雷達(dá)極大地降低了載機(jī)的雷達(dá)可觀測性,即提高了飛機(jī)的隱身特性。雷達(dá)的可靠性和維護(hù)性也得到了根本的改善。
APG-79 AESA雷達(dá)為F / A-18空勤人員提供強(qiáng)大的功能。APG-79 AESA雷達(dá)系統(tǒng)代表了雷達(dá)技術(shù)的重大進(jìn)步-從前端陣列到后端處理器和操作軟件。這種經(jīng)過戰(zhàn)斗驗(yàn)證的AESA雷達(dá)系統(tǒng)大大提高了美國海軍F / A-18E / F超級大黃蜂和F / A-18經(jīng)典大黃蜂的力量,使其比以往任何時候都更強(qiáng)大。APG-79具有主動電子束掃描功能,從而優(yōu)化了態(tài)勢感知能力,并提供了出色的空對空和空對地能力。敏捷的波束使多模式雷達(dá)能夠近乎實(shí)時地交織,因此飛行員和機(jī)組人員可以同時使用兩種模式。
APG-79現(xiàn)在已為美國海軍和澳大利亞皇家空軍全速生產(chǎn),與以前的機(jī)械掃描陣列F / A-18雷達(dá)相比,其可靠性、圖像分辨率以及瞄準(zhǔn)和跟蹤范圍明顯更大。憑借其開放式系統(tǒng)架構(gòu)和緊湊的現(xiàn)成商用零件,它以更小,更輕的包裝提供了顯著增強(qiáng)的功能。該陣列由眾多固態(tài)發(fā)射和接收模塊組成,可從根本上消除機(jī)械故障。其他系統(tǒng)組件包括高級接收器/激勵器,堅(jiān)固的COTS處理器和電源。APG-79(v)4汲取了經(jīng)過戰(zhàn)斗驗(yàn)證和可出口的APG-79 AESA雷達(dá)的技術(shù)創(chuàng)新,該雷達(dá)裝備了美國海軍和澳大利亞超級大黃蜂,并將其應(yīng)用于經(jīng)典大黃蜂。
除了APG-79外,雷神情報與航天還為F / A-18E / F飛機(jī)提供了其他幾種系統(tǒng)。其中包括當(dāng)前的APG-73雷達(dá),ATFLIR前視紅外瞄準(zhǔn)吊艙,ALR-67(V)3數(shù)字雷達(dá)預(yù)警接收器,ALE-50牽引式誘餌以及各種導(dǎo)彈和炸彈,包括激光制導(dǎo)武器,例如Paveway激光制導(dǎo)炸彈和JSOW武器系統(tǒng)。
AN/APG-82(V)1 AESA Radar
APG-82(V)1 AESA雷達(dá)是美國空軍F-15E機(jī)隊(duì)的最新雷達(dá)技術(shù)。APG-82(V)1優(yōu)化了F-15E的多用途任務(wù)能力。除了擴(kuò)展范圍和改進(jìn)的多目標(biāo)航跡以及精確的交戰(zhàn)能力之外,APG-82(V)1還提供了比傳統(tǒng)F-15E APG-70雷達(dá)更高的系統(tǒng)可靠性。這種驚人的可靠性和可維護(hù)性水平將為美國空軍節(jié)省大量維護(hù)成本。
通過利用經(jīng)過戰(zhàn)斗驗(yàn)證的技術(shù)(在F / A-18E / F,EA-18G和F-15C平臺上飛行的APG-79和APG-63(V)3 AESA雷達(dá)),提供低風(fēng)險,具有成本效益的高級態(tài)勢感知和攻擊雷達(dá)。配備APG-82(V)1 AESA雷達(dá)的飛機(jī)可以同時探測,識別和跟蹤比以往任何時候都更長的空中和地面目標(biāo)。更長的對峙距離有助于持久地觀察目標(biāo)和信息共享。這種出色的戰(zhàn)場意識支持更高的戰(zhàn)術(shù)任務(wù)能力,大大提高了飛機(jī)空勤人員的效率和生存能力,APG-79 AESA雷達(dá)設(shè)計(jì)現(xiàn)已擴(kuò)展到APG-82(V)1,已在野戰(zhàn)F / A-18上進(jìn)行了戰(zhàn)斗力驗(yàn)證。
AN/APG-83AESA Radar
美國空軍認(rèn)為諾斯羅普·格魯曼公司的AN / APG-83 SABR主動電子掃描陣列(AESA)雷達(dá)已經(jīng)滿足在國民警衛(wèi)隊(duì)F-16戰(zhàn)機(jī)上全面作戰(zhàn)能力的準(zhǔn)備,可以滿足美國北方司令部聯(lián)合緊急行動需要(JEON) )用于國土防御。美國空軍開始在南達(dá)科他州蘇福爾斯的喬·佛斯場的空軍國民警衛(wèi)隊(duì)F-16上安裝APG-83雷達(dá),這是美國第四個接受AN / APG-83 SABR AESA雷達(dá)升級的空軍基地。
美國空軍尋求用最新的AESA技術(shù)取代F-16的機(jī)械掃描AN / APG-66和AN / APG-68雷達(dá)。作為F-16的“合身”解決方案而開發(fā),SABR的安裝無需對飛機(jī)的結(jié)構(gòu)、電源和冷卻系統(tǒng)進(jìn)行任何重大改動。正如美國空軍所指出的,SABR雷達(dá)帶寬的增加將使F-16能夠更快、更遠(yuǎn)地檢測,跟蹤和識別更多目標(biāo)。諾斯羅普·格魯曼公司 SABR計(jì)劃負(fù)責(zé)人馬克·羅西(Mark Rossi)說,SABR雷達(dá)使F-16戰(zhàn)機(jī)飛行員能夠更快地,在威脅范圍之外,更遠(yuǎn)的距離檢測、跟蹤、識別和瞄準(zhǔn)大量威脅目標(biāo),而這種升級將使多用途F- 16架與戰(zhàn)斗機(jī)相關(guān)并且能夠在未來幾十年內(nèi)使用的戰(zhàn)斗機(jī)。
F16戰(zhàn)斗機(jī)集成了傳感器套件,有源電子掃描陣列或AESA雷達(dá)和集成電子戰(zhàn)即EW系統(tǒng)。有源掃描陣列雷達(dá)是諾斯羅普·格魯曼公司最先進(jìn)、集成高技術(shù)核心的敏捷雷達(dá)。傳感器系統(tǒng)具有多種空對空和空對地模式, AESA的眾多優(yōu)勢包括同時快速掃描目標(biāo)、空對空和空對地功能以及更高火控可靠性,AESA雷達(dá)空對空模式可以檢測多架來襲的飛機(jī),并最終制導(dǎo)多個的空對空武器。
AESA雷達(dá)可在空中和地面目標(biāo)之間快速切換,高分辨率合成孔徑雷達(dá)或SAR測繪可實(shí)現(xiàn)對地面遠(yuǎn)距離目標(biāo)的精確定位和準(zhǔn)確識別。使用雷達(dá)SAR模式能夠讓飛行員可以確定在哪里放大以獲取更多目標(biāo)細(xì)節(jié)信息,從而增加戰(zhàn)斗力能力和態(tài)勢感知能力,AESA雷達(dá)提供出色的地面移動目標(biāo)指示,即GMTI,檢測并指示慢速移動目標(biāo)。使用AESA雷達(dá)識別潛在目標(biāo),任務(wù)系統(tǒng)在任何情況下,都可以實(shí)施,可以選擇白天或黑夜摧毀目標(biāo),傳感器都可以檢測地面目標(biāo)和激光制導(dǎo)武器。
AESA精確目標(biāo)定位功能可以不斷的更新目標(biāo)坐標(biāo),從而具有更高的概率,對目標(biāo)實(shí)施直接打擊,提升戰(zhàn)機(jī)攻擊性能,在戰(zhàn)機(jī)上,電子戰(zhàn)套件增強(qiáng)了飛行員的態(tài)勢感知能力, 通過識別空中和地面上的攻擊武器以提高生存能力,先進(jìn)的數(shù)字雷達(dá)預(yù)警接收機(jī)與電子設(shè)備的結(jié)合協(xié)助戰(zhàn)斗人員減少暴露在在敵威脅中的機(jī)會,并對其進(jìn)行干擾和對抗,識別出所有來自敵、友以及未知的信號,在必要的時候進(jìn)行標(biāo)識、標(biāo)記和顯示,并在所有模式下與AESA同時進(jìn)行操作。諾斯羅普·格魯曼公司 F-16戰(zhàn)斗機(jī)的傳感器系統(tǒng)套件具有出色的多任務(wù)功能能夠有效支持空對空、空對地和電子戰(zhàn)行動。
諾斯羅普·格魯曼公司設(shè)計(jì)了SABR-“佩刀”系統(tǒng),以便于安裝和生產(chǎn)新型F-16戰(zhàn)斗機(jī),并對現(xiàn)有的F-16 A/V和F-16 C/D飛機(jī)進(jìn)行改裝。“佩刀”的設(shè)計(jì)可確保不對機(jī)身進(jìn)行結(jié)構(gòu)修改。適合于現(xiàn)有功率和冷卻需求,并且重量比F16上的先前機(jī)械掃描陣列輕。用于現(xiàn)場升級到AESA的工作非常簡單,首先移除了現(xiàn)有雷達(dá)的四個可更換單元。拆除處理器、接收機(jī)的激振器、行波管發(fā)射機(jī)、現(xiàn)有的雷達(dá)架、雷達(dá)電纜和電纜支架的波導(dǎo)和管道系統(tǒng)。
最后,拆除機(jī)械掃描的天線。“佩刀”AESA安裝套件包含所有必要的部件。“佩刀”雷達(dá)機(jī)架預(yù)先安裝了新的雷達(dá)電纜線束,并使用現(xiàn)有的13個機(jī)架安裝點(diǎn)進(jìn)行安裝,就像所有高性能AESA雷達(dá)一樣,“佩刀”雷達(dá)陣列需要液體冷卻。“佩刀”包括獨(dú)立式環(huán)境控制系統(tǒng)或ECS,該系統(tǒng)可在現(xiàn)有冷卻空氣分配下運(yùn)行。ECS包括一個熱交換器,該熱交換器將雷達(dá)的熱量從液體傳遞到飛機(jī)提供的冷空氣,并用螺栓固定在雷達(dá)機(jī)架和支架上。
它直接連接到現(xiàn)有的飛機(jī)ECS管道。ECS是用于冷卻液的過濾器和泵。用螺栓將其固定在機(jī)架上,然后將冷卻劑管線固定在“佩刀”ECS系統(tǒng)和新的管線可更換部件上。接收器勵磁機(jī)處理器或REP是構(gòu)成“佩刀”系統(tǒng)的兩個管線可更換部件之一。REP是模塊化架構(gòu),結(jié)合使用LR和接收器激勵器LRU的功能。LR集成不僅允許添加ECS系統(tǒng),同時保持在先前雷達(dá)系統(tǒng)的所占空間內(nèi),在重量更輕的情況,還可以提高性能、可靠性和故障隔離度。天線電源轉(zhuǎn)換器像一個可更換線路的單元一樣安裝。該單元轉(zhuǎn)換成一個當(dāng)前分配給機(jī)械掃描雷達(dá)的交流電源的一部分,為新的AESA陣列供電。
裝配在F-16戰(zhàn)機(jī)上的AN / APG-83AESA雷達(dá)
完成安裝第二個“佩刀”LRU的AESA天線安裝后,天線連接到飛機(jī)上現(xiàn)有的天線安裝點(diǎn)。AESA天線非常牢固,具有高度可靠性。陣列中嵌入的各個發(fā)射接收模塊取代了單行波管發(fā)射器。所有諾斯羅普·格魯曼公司的AESA “佩刀”有源陣列均具有典型的模式交織和極高的掃描速率。空中模式可以檢測到多架來襲的飛機(jī),并最終實(shí)現(xiàn)多種潛在的空對空武器發(fā)射。高分辨率合成孔徑雷達(dá)或SAR測繪可以向飛行員展示一幅巨大的圖像,從而可以在很遠(yuǎn)的距離上精確地定位目標(biāo),并進(jìn)行積極識別。可以使用“佩刀”SAR模式確定目標(biāo)區(qū)域。飛行員可以確定放大目標(biāo)位置圖像,提高了戰(zhàn)斗能力和態(tài)勢感知能力。
審核編輯:劉清
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原文標(biāo)題:理解AESA–有源電子掃描陣列雷達(dá)!
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