AESA 新技术成果 现状 有源相控阵技术

新技术成果

近50多年来，机载雷达不断注入新的技术成果，性能大幅度提高。新技术是提高雷达探测能力的原动力。在单脉冲跟踪体制未获使用前，圆锥扫描体制的雷达很难对付敌方施放的角度欺骗干扰；没有相参体制的脉冲多普勒雷达，就无法对付借着强大的地杂波掩护的低空入侵的飞机和导弹；没有频率捷变体制的雷达，就很难同现代战争中广泛采用的各种杂波干扰相抗衡。

相控阵技术是近年来正在发展的新技术，它比单脉冲、脉冲多普勒等任何一种技术对雷达发展所带来的影响都要深刻和广泛。进入上世纪80年代，机载相控阵雷达才初获应用。先进的机载有源相控阵雷达是近期，即本世纪初才进入服役。AESA的成功应用是对传统机载雷达的一次革命，它极大地扩展了雷达的应用领域和提高了雷达的工作性能，进而提高和丰富了作战飞机执行任务的能力和作战模式。

现状

目前正在研制和开始装备的有代表性的战斗机AESA雷达主要有：

人们常常问什么是第四代战斗机F-22令人印象最深的特性？它在什么领域具有最重要的技术突破？通常的回答是它的隐身和超音速巡航特性。但这些特性实际上在以前的战斗机上已经分别在F-117和SR-71上实现了。谈不上突破。业内人士和F-22飞行员们则普遍认为F-22最大的突破是它的航空电子系统实现了更高程度的综合，AESA雷达首次在战斗机上采用。它使飞机具有更为锐利的眼睛，更为丰富的作战功能。对战斗机目标的作用距离超过200km。可以实现"先敌发现、先敌发射、先敌命中"。F-22雷达可以进行脉间变频、快速扫描，敌方很难检测和定位。同时还可以用时分的方法进行电子情报搜集、实施干扰、监视或通信。这些是以前战斗机雷达所无法实现的。下图为F-22的雷达AESA阵面照片。

F-22雷达采用AESA体制，它由美国诺·格公司（Northrop Grumman Corp）和雷神公司(Raytheon Systems Company）共同研制。该雷达将用于21世纪初在美国空军服役的F-22先进战术战斗机，目前F-22是世界最先进的战斗机。F-22能在多种威胁环境下，以低可观测性、高机动性和高灵活性对超视距敌机进行攻击，也能进行近距格斗空战。

1998年4月，诺·格公司已交付第一套APG-77雷达硬件和软件给波音飞机公司F-22航空电子综合实验室，对F-22的航空电子设备进行系统综合测试和鉴定试验。作为APG-77计划的工程发展（EMD）阶段的首批11部雷达已交付给诺·格公司马里兰州测试实验室进行系统级综合与测试。全尺寸雷达自1999年开始生产，预计到2004年11月具备初步作战能力（IOC），2005年开始服役。AN/APG-77雷达是一部典型的多功能和多工作方式的雷达，其主要的功能有：

远距搜索（RS)

远距提示区搜索（cued search)

全向中距搜索（速度距离搜索）（velocity range search)

单目标和多目标跟踪

AMRAAM数传方式（向先进中距空空导弹发送制导修正指令）

目标识别（ID)

群目标分离（入侵判断）（RA)

气象探测

雷达可能扩展的功能有：

空/地合成孔径雷达(SAR）地图测绘

改进的目标识别

扩大工作区（通过设置旁阵实现）

⑵F-35(JSF）机载雷达（AN/APG-81）

诺斯罗普·格鲁门公司最近展示了F-35联合攻击战斗机(JSF)机载AN/AAQ-37分布式孔径系统(DAS)和AN/APG-81有源电子扫描阵列(AESA)雷达的弹··道导弹探测、跟踪和瞄准能力。DAS 和 APG-81可自主探测、跟踪和瞄准多颗同时发射的弹道火箭。AN/AAQ-37 DAS可自主探测所有连续快速发射的五枚火箭，并从火箭发射到第二级燃烧进行全程跟踪。 APG-81 AESA雷达既具有独立的目标捕获和跟踪能力，也可以通过DAS提供线索进行更大范围的目标捕获和跟踪。其每次跟踪包括从捕获目标起直至火箭退出雷达视野全过程。 诺斯罗普·格鲁门公司目前正在探索如何用现有DAS技术协助执行一些其他任务，包括非常规作战。 多功能AN/APG-81 AESA雷达可进行全方位的空对空和空对地探测，辅以重要的电子战和情报、监视和侦察功能。 AN/AAQ-37 DAS 可为F-35提供无源球形感知，在各个方向同时探测和跟踪的飞机和导弹，并为日夜导航和定位提供视像。[1]

⑶F/A-18E/F 雷达AESA改进型（AN/APG-79）

F-18D/C/E/F原来配装雷达APG-65/73，其AESA改进型编号为 APG-79。该雷达仍由APG-65/73雷达的制造商雷神公司研制。APG-79采用先进的AESA体制，于2003年7月30日在美国中国湖（China Lake）海空作战中心配装在F/A-18上进行成功首飞。新雷达可以同现有F/A-18机载武器相匹配，同时，设计留有日后充分扩展的余地。APG-79 AESA雷达极大地降低了载机的雷达可观测性，即提高了飞机的隐身特性。雷达的可靠性和维护性也得到了根本的改善。雷神公司将于2005年向波音正式交付装机的APG-79雷达。APG-79 AESA雷达具有下述功能和特点：

空对空：

攻击远距目标

通过资源管理器减轻飞行员工作负荷

空对面：

·防区外远距高分辨率地图测绘

·同时具有多工作方式工作能力

可靠性和成本：

系统可靠性增加5倍

自检系统可以把故障隔离到外场可更换模块（LRM)

通过T/R模块的特殊设计实现系统"完美"降级

运营成本大幅度降低

装备F/A-18E/F的3部AESA雷达系统于2004年6月份开始在中国湖的海空作战中心进行新一轮的试验，并通知试飞小组制定一个有特种作战部队、埃格林空军基地等单位参与的试验计划。还要求演示试验飞机和指挥船之间的通信链路，研究F/A-18E/F和EA-18G可以向指挥船提供什么信息。海军已经建立了一个工作小组，目前要做的是同空军的F-15和JSF方面的人员接触，深入讨论联合试验和性能鉴定等问题以及建立一个工作小组评审有关标准、结构和规约。美国海军和空军目前都在研究AESA究竟能为未来战争带来一些什么变化和收益？他们正在寻求几个关键问题的答案：

目前，AESA雷达的作用距离已经是传统机械扫描雷达的一倍，可供选用的雷达功能已极大地丰富，这样我们可以创造一些什么新的战术？

一个双机或4机编队怎样分工完成空对空和空对地的攻击任务？

如何由一架装有AESA的战机引领一批没有装载AESA的普通战斗机提高他们的战斗能力？

⑷F-16(UAE）雷达AESA改进型（AN/APG-80）

F-16原来配装APG-66/68，APG-80为其AESA改型，仍由诺·格公司研制。该公司还同时为F-16UAE研制电子战系统。F-16UAE是为阿联酋研制的F-16第60批产品，计划生产80架。2004年到2007年完成交付。由于诺·格公司在此期间几乎同时得到了F-22和F-35的配套雷达研制合同，因此大部分AESA技术和模块都可以移植到APG-80中来。这使其研制周期可以大为缩短。预计2004年7月，雷达可以交付到飞机承包商洛·马公司进行雷达的验收试验。APG-80雷达具有先进的对空和对地两种工作模式，这也是采用诺·格公司第4代发射/接收机模块化技术的第一种产品。APG-80可以连续搜索和跟踪出现在它扫描范围内的多个目标。此外飞行员还可以同时进行空对空的搜索与跟踪、空对地的目标瞄准以及地形匹配飞行。

新的波束捷变技术带来了雷达能力的巨大增长，扩展了飞行员对态势的感知能力，使雷达对目标探测距离更远，并具有高清晰度合成孔径雷达成像能力。雷达的可靠性也比传统的机械扫描雷达高数倍。

⑸F-15改进型雷达（AN/APG-63V2/3）

F-15原来配装AGP-63/70，APG-63V2为其改进型，采用有源相控阵体制。雷神公司已完成向波音飞机公司的最后18架F-15C的APG-63(V)2 AESA雷达的交付。这是世界上首次进入空军服役的战斗机AESA雷达。该雷达消除了原来F-15雷达笨重的液压天线驱动系统，雷达的快速扫描和多目标跟踪能力都得到了数量级的增长。提高了飞行员对战场环境的认知能力。该型雷达能够同现有的飞机武器系统很好地兼容。由于作用距离的增加，使得增程的AIM-120的性能得到充分的发挥，并能在更大的视场范围内（方位和俯仰）制导多枚空空导弹，同时攻击多个目标，包括雷达截面积很小的隐身目标，如巡航导弹等尽管APG-63(V)2雷达有上述种种优点，但将被更为先进的APG-63(V)3所代替。因为前者需要太多的冷却和供电。

飞机要为装载这样的雷达进行大量的改装工作。另外，由于雷达太重，还要在飞机尾部加装600磅（272千克）的配重，以便平衡飞机的重心。这时改装后的飞机将比原来飞机增重1000磅（454千克）。这对飞机的航程和油耗没有太大的冲击，但对飞机的机动性却有一定的影响。

雷声公司研制的APG-63(V)3 AESA 雷达把经过实战考验的APG-63(V)2 AESA雷达软件和即将投入使用的F/A-18E/F “超黄蜂”战斗机的APG-79 AESA雷达先进的硬件结合起来，从而形成一种高性能的新系统，它具有极佳的可靠性和经济性。波音公司的官员表示，AESA雷达极大地改进了F-15C战斗机的环境感知能力以及目标定位能力和定位精度。AESA雷达可以使F-15C战斗机在21世纪仍然保持其空战优势。由于可靠性的提高，也使F-15C战斗机的维修成本大幅度降低。

新型APG-63(V)3雷达同F-15C原型的机械扫描雷达V1相比重量基本相同，因此不需在飞机尾部加装配重；同时，原型飞机的供电也可以满足APG-63(V)3雷达雷达的要求。APG-63(V)3雷达的后勤保障需求大为降低，极大地增加了部队的机动能力。APG-63(V)2雷达的AESA天线采用"砖块"结构；APG-63(V)3雷达则采用"瓦片"结构（即为F/A-18E/F改装APG-79AESA雷达所采用的一种更小型的AESA结构形式）。V3型的AESA阵面将可减重240磅（109千克）。同时，V3型雷达的故障诊断能力也有大幅度的改善。

美国洛克希德-马丁公司是目前韩国空军新一代战斗机（FX）第三阶段试验评估项目的参与企业，也是的制造商，故这次遭到淘汰实属意外。据报道，“KF-16性能改良”项目的主要内容是，截止到2021年将134架KF-16战机的电子设备和武器系统更换为最新系统，并将老款机械式雷达更替为最新的有源电子扫描阵列（AESA）雷达，从而大幅度增加探测距离。该项目总投资规模达1.8万亿韩元，但此次招标不含雷达更替项目（7000多亿韩元）。