浅析歼15舰载机火控系统 配有源相控阵雷达

浅析歼-11B如何改进为舰载战斗机歼-11B具备较好的飞行、载荷/任务性能，国产化率好，就是我国舰载机改装的首选我们知道航空母舰的威力来源于其舰载作战飞机，因此舰载作战飞机性能的好坏直接决定一般航空母舰和编队的作战能力，也在很大程度上关系着一个国家海军的远洋作战能力。

根据海外媒的报道；我国海军航空母舰已经提上日程，那么研制为其配套的舰载战斗机就成了当务之急，那么我国海军舰载战斗机会是什么样子？舰载战斗机是航母乃至整个编队作战能力之所在我们知道，现代作战飞机性能先进、技术复杂，涉及到空气动力、电子、材料等多种知识领域，是一个庞大、复杂的系统工程，需要大量的经费与科研力量的投入，因此世界各国一般都不研制专用的舰载战斗机，都采用“一机通用”的办法，既在岸基战斗机进行改装如苏-27改进为苏-33，或者在新机的研制的时候同时考虑到岸基和舰载战斗机使用的要求，如阵风和F-35。

现在各国都倾向采有一机通用的办法来研制新型舰载战斗机，如法国的阵风M型F-35更是通用性的典范对于我国来说，在F-22已经在本地区进行布署，F-35即将大范围扩散的情况下，目前最主要的任务是研制第四代作战飞机以便维持2020年时制空权，这样我国作战飞机计划重点是集中人力物力财力保证第四代作战飞机的研制，因此短时间内可能难以研制一型专用的舰载作战飞机-实际上似乎也没有这个必要。

这样就需要为我国航空母舰提供一种过渡型的装备以弥补第四代作战飞机服役前的空白的，也就是说需要在现有岸基作战飞机改装一种舰载作战飞机来满足我国航空母舰的需要。

考虑到周边国家和地区已经装备苏-30、米格-29K、F-16、幻影-2000等第三代作战飞机，所以我国改装的作战飞机也需要较好的性能以与之相抗衡。

那么这种舰载战斗机只有我国目前能够量产的第三代作战飞机歼-10、歼-11中来选择，这两种飞机能具备较好的机动性能、和较为宽广的飞行包线，但从任务载荷和作战半径等角度来分析，还是歼-11要比歼-10合适的多，特别是歼-11在空优挂载条件下（4枚中距弹、2枚近距弹）仍旧能够保持上千公里的作战半径和较大的滞空时间是歼-10所不具备的。

相参技术相参雷达是指雷达系统的发射信号、本振电压、相参震荡电压和定时器的触发脉冲均由同一基准信号提供，使得这些信号之间可以保持确定的相位关系，同时接收的回波信号也可以提取信号的相位信息。

相参技术对主振源信号具有极高的频率稳定度要求和频谱纯度，对天线性能，信号处理器等都具有很高的要求。

相同频率，不同相位的信号叠加效果移相器移相器的作用是将信号的相位移动一个角度，相位和频率保持稳定的对应关系是移相器的一个重要特性。

铁氧体移相器铁氧体移相器的基本原理是利用外加直流磁场改变波导内铁氧体的导磁系数，从而改变电磁波的相速，得到不同的相移量。

铁氧体移相器的主要优点是承受功率较高，插入损耗较小，带宽较宽。

其缺点是所需激励功率比PIN管移相器大，开关时间在微秒(us)量级。

半导体PIN二极管PIN二极管开关从“开”到“关”或者相反动作的起始状态达到稳定状态的时间称为开关时间。

以半导体PIN二极管作为开关器件的数字式移相器相位转换时间可以达到纳秒(ns)量级。

GaAs FETGaAs FET开关是数控移相器的主要构成元素，它作为一个三端器件，可以通过对栅偏置电压的控制来改变源漏间电阻，从而实现开关动作，转换时间也在纳秒(ns)量级。

相控阵雷达原理有了信号叠加的原理和移相器，相控阵雷达原理就好理解了，其基本思想：通过移相器改变每个辐射元件发射信号的相位，以提供相长/相消干涉，从而实现波束的电子扫描，在期望的方向上形成窄波束，雷达天线不需要机械转动。

电子扫描阵列很好的解决了机械雷达的机械惯性和扫描需要时间长等问题，实现了波束指向的无惯性快速扫描，为任务的灵活敏捷性创造了很好的条件。

相控阵天线是相控阵雷达组成的核心之一，相控阵天线既有有源、无源之分，也有一维、二维之分。

无源电子扫描阵列Passive Electronically Scanned Array, PESA无源电子扫描阵列天线表面的阵元只有改变信号相位的能力而没有发射信号的能力，信号的产生还是依靠天线后方的信号产生器，然后利用波导管将产生的信号号送到信号放大器上，再传送到阵列单元上面，接收时则反向而行。

兵器知识库-什么是舰载相控阵雷达舰载相控阵雷达是一种采用固定式天线，利用电子扫描提供全方位连续景象的一种新型雷达。

通常，水面舰艇在对空防御作战时，往往需要多部雷达相互配合，即对空警戒雷达在搜索并发现目标后，就把该目标坐标传输给火控系统，转由火控雷达捕捉和跟踪，然后算出导弹射击诸元再行发射导弹。

由于导弹多采用半主动雷达制导，所以火控雷达在跟踪目标的同时，还必须对已射导弹进行跟踪照射和制导。

有时为了对付多枚导弹和多架飞机的饱和攻击，仅靠一两艘舰艇的雷达还不够，还要动员编队内所有舰艇的防空及火控雷达进行联合搜索与跟踪，可见反应时间是相当长的，而且组织协调难度也较大，很难对抗新一代高超音速飞机的来袭目标。

为了对抗多目标饱和攻击，现代巡洋舰、驱逐舰，甚至护卫舰大部倾向于采用舰载相控阵雷达。

这种雷达的主要特点就是一部雷达能发挥几部雷达的作用，既能自动搜索、能边搜索边跟踪，又能对导弹进行制导。

由于用电子扫描取代传统的天线旋转式机械扫描，所以反应时间大大缩短，搜索和跟踪目标的批数大大增加，不仅可进行360°扫描，而且无顶部雷达盲区，因而是一种最新型的防空雷达。

目前美国的巡洋舰、驱逐舰，日本的新一代驱逐舰，北约的新型护卫舰，前苏联的航空母舰、巡洋舰等都采用了这种相控阵雷达。

在目前已装备使用的舰载相控阵雷达中，效能最好的是美国“提康德罗加”级导弹巡洋舰所装备的AN/SPY-IA型相控阵雷达，该雷达设有4个3.65米长的相控阵天线，以板阵形式分别安装于巡洋舰上层建筑的四周，每个天线阵可覆盖90°，4个天线阵可覆盖360°。

相控阵天线阵面呈八角形，每个阵面有32个子阵，140个阵列模件，其中128个用于发射和接收，8个只用于接收，4个用于保密和电子对抗。

每个阵列模件有32个移相器辐射元。

故每个阵面有4480个辐射元。

AN/SPY-IA相控阵雷达每个天线重达7773公斤，作用距离370公里以上，可同时跟踪和处理100个目标，且可边跟踪边搜索，并能对导弹进行制导。

有源相控阵雷达的发展机载有源相控阵雷达的发展水平以美国最为先进。

在20世纪60年代末即研制出有604个单元的X波段有源阵列天线。

在1988年到1991年完成了配装F22战斗机的AN/APG-77雷达的飞行试验，该雷达有2000个T/R组件，对雷达反射面积为1平方米的目标，探测距离设计要求为120—220KM。

综合了探测、敌我识别、电子侦察和电子干扰等多种功能于一体，具有低截获概率（也就是说不易被对方雷达告警器发现）。

可以说美国在机载有源相控阵火控雷达技术上已经比较成熟。

除了APG-77雷达以外，美国还在原有的PD雷达上进行改进，换装相控阵天线，例如计划给F18E战斗机换装APG79雷达和给F15换装的APG63（V）3雷达等除此之外，英、法、德三国联合研制机载固态多功能有源相控阵雷达，2001年已经完成具有1200个T/R组件的全尺寸样机的试验工作，但是离实用化还有一定的距离。

前苏联在八十年代初即研制出无源相控阵雷达，装备于米格31战斗机上，搜索距离200千米，对战斗机的跟踪距离达到90千米以上，可以同时跟踪10个目标并攻击其中的4个，这在当时已经是比较先进的了。

目前俄罗斯正在努力发展有源相控阵雷达，但离实用化也有很大的距离。

目前世界上另一种装机实用化的有源相控阵雷达为日本F-2战斗机所采用的火控雷达，这反映了日本在电子工业上的技术实力。

该雷达包含800个T/R 组件，公开的探测距离为80KM（中等战斗机目标）。

如果这个数据属实的话，则说明日本虽然在半导体生产技术上比较先进，但是在雷达系统设计上的能力仍嫌不足。

我国从六十年代开始即开展相控阵技术的研究，并于七十年代研制成功7010大型远程相控阵雷达，曾出色的完成了观测美国天空试验室和苏联核动力卫星殒落任务，引起世界重视(相关资料可查阅中国科学技术协会网站文章)。

在九十年代又研制出YLC-2全固态相控阵远程警戒雷达(第二届中国国际国防电子展览会上展出)。

2009年8月莫斯科航展上，在没有大型武器出现的情况下，俄罗斯展示的大量新型电子设备成为了展会的一大亮点。

尤其是提赫米洛夫仪器制造研究所(NIIP)展示的新型X波段有源相控阵雷达，这款未来将用于俄五代机及苏-27/30/35系列战斗机改进的雷达成了媒体的聚焦点。

作为俄罗斯机载雷达研制领域领头羊的仪器制造研究所，其展示的并不只有这款有源相控阵雷达，同时展出的还有一款新型L波段有源相控阵雷达，在公司分发的一些宣传资料上也都涉及到了这款雷达。

其实，这款雷达早在2007年莫斯科航展上就已经展出过，可能是因为仪器制造研究所很少透露其相关信息，此前虽然在仪器制造研究所的一些技术刊物中已数次报道了该雷达研制进展，但是一直未引起外界的注意。

尽管在2009年莫斯科航展开幕之前，仪器制造研究所在介绍新型X波段有源相控阵雷达将亮相时也提到了这款雷达，仍未引起媒体的太多关注。

鉴于这款L波段有源相控阵雷达的独特设计及技术潜力，可以肯定未来它必将有不错的发展。

本文将结合一些公开的资料，为大家介绍一下这款雷达并对其性能及用途进行猜测。

从展出的雷达样机以及分发的宣传资料，我们能对这款新型L波段有源相控阵雷达（以下简称新型L波段雷达，现在有一些媒体将其称为AFAR-L，AFAR即俄语中的AESA，L指L波段）有一个初步了解：新型L波段雷达的出现与新型X波段有源相控阵雷达有点类似，也是面向苏-27/30/35系列战斗机的改进及装备的新一代战机。

其最大特点是将整个雷达系统安装在战斗机的前缘襟翼内，或者说整个雷达系统本身也就是为战斗机前缘襟翼设计的。

该雷达的天线发射单元呈块状，每块包含4个单元。

从展出的样机可以看出每个襟翼内共有3个这样的块状单元呈线状排列，也就说襟翼内包含了12个子发射单元。

而有源相控阵雷达最重要的3个T/R模块则分别控制这样的3个块状天线发射单元，整个系统十分紧凑。

什么是L波段对于这款雷达，很多人首先可能就会想到它为什么采用L波段？这个问题可以用L波段本身的特性来回答。

雷达的工作原理雷达(radar)原是“无线电探测与定位”的英文缩写。

雷达的基本任务是探测感兴趣的目标，测定有关目标的距离、方问、速度等状态参数。

雷达主要由天线、发射机、接收机（包括信号处理机）和显示器等部分组成。

雷达发射机产生足够的电磁能量，经过收发转换开关传送给天线。

天线将这些电磁能量辐射至大气中，集中在某一个很窄的方向上形成波束，向前传播。

电磁波遇到波束内的目标后，将沿着各个方向产生反射，其中的一部分电磁能量反射回雷达的方向，被雷达天线获取。

天线获取的能量经过收发转换开关送到接收机，形成雷达的回波信号。

由于在传播过程中电磁波会随着传播距离而衰减，雷达回波信号非常微弱，几乎被噪声所淹没。

接收机放大微弱的回波信号，经过信号处理机处理，提取出包含在回波中的信息，送到显示器，显示出目标的距离、方向、速度等。

为了测定目标的距离，雷达准确测量从电磁波发射时刻到接收到回波时刻的延迟时间，这个延迟时间是电磁波从发射机到目标，再由目标返回雷达接收机的传播时间。

根据电磁波的传播速度，可以确定目标的距离公式为：S=CT/2 其中S为目标距离，T为电磁波从雷达发射出去到接收到目标回波的时间，C为光速雷达测定目标的方向是利用天线的方向性来实现的。

通过机械和电气上的组合作用，雷达把天线的小事指向雷达要探测的方向，一旦发现目标，雷达读出些时天线小事的指向角，就是目标的方向角。

两坐标雷达只能测定目标的方位角，三坐标雷达可以测定方位角和俯仰角。

测定目标的运动速度是雷达的一个重要功能，雷达测速利用了物理学中的多普勒原理：当目标和雷达之间存在着相对位置运动时，目标回波的频率就会发生改变，频率的改变量称为多普勒频移，用于确定目标的相对径向速度，通常，具有测速能力的雷达，例如脉冲多普勒雷达，要比一般雷达复杂得多。

雷达的战术指标主要包括作用距离、威力范围、测距分辨力与精度、测角分辨力与精度、测速分辨力与精度、系统机动性等。

其中，作用距离是指雷达刚好能够可靠发现目标的距离。

“甲虫-AE”有源相控阵雷达主要用于装备俄最新式的米格-35战斗机。

据介绍，装备该型雷达可显著提升战机的作战能力。

此前进行的飞行测试显示，装备“甲虫-AE”后的米格-35对一般空中目标的探测距离不少于250-300千米，而且对隐形目标也具有较好的探测能力。

“法扎特隆无线电制造科学研究所”公司介绍说，“甲虫-AE”的探测距离要明显大于现役第四代战机的雷达。

此外，该雷达凭借其出色的合成孔径能力还能够绘制较高精度的地图。

“甲虫-AE”不但能分辨移动目标，而且还能通过二次识别确定出它们的准确型号，尤其是，它能够确定出一个集群目标中单个目标的数量。

RQ-4B全球鹰Block 40无人机(UAV)东方网3月12日消息：据周三宣布的一份价值2450万美元的合同，诺斯罗普·格鲁门公司航空系统部门将与雷神公司空间机载系统部门合作，联合开发和安装一种先进空对空和空对地雷达系统，用于诺·格公司的RQ-4B全球鹰Block 40无人机(UAV)。

位于马萨诸塞州汉斯科姆空军基地的美国空军电子系统中心要求诺·格公司和雷神公司开发并演示用于全球鹰Block 40无人机的“多平台雷达技术嵌入项目(MP-RTIP)”技术。

MP-RTIP项目正在开发一种模块化有源电子扫描阵列(AESA)雷达系统，可扩展应用于不同类型飞机，尤其是“全球鹰”无人机和“联合监视目标攻击雷达系统(Joint STARS)”飞机。

雷神公司空间机载系统部门是MP-RTIP项目的主要分包商，负责雷达系统的硬件开发。

正在生产的MP-RTIP系统基于诺·格公司以前开发的雷达技术，包括空军E-8联合星飞机和现有的“全球鹰”雷达。

(工业和信息化部电子科学技术情报研究所陈皓)“鹞鹰”无人机近日，中航工业自主研制的“鹞鹰”无人机首次成功实现了高精度全极化合成孔径雷达和高光谱光学载荷双装载科学试验飞行！该试验飞行历经4小时30分，标志着国家“863计划”地球观测与导航技术领域“无人机遥感载荷综合验证系统”重点项目取得了重大突破！攻克了无人机实现双装载遥感飞行技术难题，第一次成功实现了高精度、多载荷、同平台遥感成像，获取了有重要科研价值的数据！由中科院光电研究院牵总，北京信息技术研究所、中航贵州飞机有限责任公司等多家单位参与的“863计划”地球观测与导航技术领域“无人机遥感载荷综合验证系统”重点项目，旨在通过开展遥感载荷性能指标综合飞行验证关键技术研究，建成我国无人机遥感载荷综合验证系统，实现无人机民用遥感系统技术工程性突破，拓展无人机技术的应用领域，与有人航空遥感形成互补的完整体系，促进我国遥感技术及其应用的产业化发展。

相控阵雷达功能特点及其应用分析摘要：相控阵具备迅速扫瞄与灵活波束的能力，支持同时进行多目标搜索、追踪与其他多种任务。

相控阵雷达的出现，在非常大程度之上克服了一般雷达的问题。

相控阵雷达的优势是极大的，但是它也是基于极大的资本投入。

必需融合改良技术，减少输入与输出，展现相控阵雷达的极大优势。

本文对于其特点与应用作了详细的论述。

关键词：相控阵雷达；功能特点；应用分析1 相控阵雷达原理相控阵雷达天线阵由若干辐射单元与接收单元（称作阵元）构成。

单位的数量取决雷达的性能，自几千到几万不等。

这些细胞有规律地排序于一个平面之上，产生一个阵列天线。

通过电磁波相干原理，通过计算机掌控输入到各紫外线单元的电流的相位，可变化波束的扫描方向，故称为电扫描。

天线单元将接收到的回波信号传送到主机，完成雷达对于目标的搜索、追踪与测量。

除天线紫外线元件之外，每个天线单元也具备比如移相器之类的装置。

不一样的振子可通过移相器获得不一样的相电流，进而在空间之中紫外线出不一样方向的光束。

天线的单元数愈多，频带于空间之中产生的波束便愈多。

该雷达以此相控阵天线为基础，并且以此相控阵天线取名。

振幅掌控可通过相位法、频率法与电子馈电开关法来构建。

在一维中布局多个辐射单元作为线阵，在二维中布局多个辐射单元称为面积阵。

紫外线元件也可布局于曲线或是曲面之上。

这种天线称作保角阵列天线。

该共形阵天线消除了线阵与面阵扫描角度的缺乏，构建了单天线全空气电扫。

共形阵天线包含圆形阵、圆锥阵、圆柱阵、半球形阵等。

综上所述，调压阵雷达是以此其天线为相控阵因而取名的。

2 相控阵雷达的特点相控阵雷达和其他雷达相比，具备比较强的生命力与灵活性。

它远高于采用机械扫描的普通雷达。

其特点重要有以下几点。

（1）天线波束形状变动快的能力：依据天线图综合理论，在维持计算机掌控的条件之下，对于每个天线单元相控阵的幅值与振幅原产展开干涉与变化，波束形状发生变化。

其次是相对比较低的速度（宽度，副瓣的位置，副瓣电平与数字，天线副瓣的位置）。