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深度:探秘歼20国产有源相控阵火控雷达 性能很强悍
送交者: 三把刀 2016年06月17日18:42:36 于 [军事天地] 发送悄悄话

  国产有源相控阵雷达至今仍处于高度保密状态,目前网络上只有据传为某次空军展览上出现的图板模糊照。

  俄罗斯和乌克兰专家曾在12年珠海航展期间接受西方媒体采访时说,中国在电子技术研发领域有不少问题,包括第5代战斗机必须配备的有源相控阵机载雷达。俄专家对英国《简氏防务周刊》表示,从最近20年来俄罗斯与中国的合作经验,俄罗斯有源相控阵机载雷达的研发经验,以及中国航空工业产品召回情况来看,中国工业在目前阶段还无法制造出真正的国产有源相控阵机载雷达。 结果中国科学人网站公开中国著名雷达专家林幼权同志的先进事迹,从中可以看出中国歼-20的机载有源相控阵雷达已经研制成功,为歼-20形成作战能力迈出了关键的一步。 从文章来看林幼权同志领导下完成了中国X波段有源相控阵火控雷达的研制,其水平达到了AN/APG-77的水平,并且获得了国家科技进步二等奖。 机载有源相控阵雷达是新世纪作战飞机一个标准的配备,与常规机械扫描雷达相比,它的优点是可以在空间实现辐射功率的叠加和合成,从而提高雷达的探测性能,从目前来看,有源相控阵是近期对抗隐身技术比较现实和可靠的途径,还有就是实现了电子二维扫描,就是在高低、水平两个方向均可以实现电子扫描,具备扫描速度快、精度好、数据更新速率高等优点,特别适合对付高机动、高速以及数量众多的目标,结合有源相控阵雷达的多波束性能,可以对付多个目标,实现多种功能,从而赋予战斗机更多的用途和功能。

 

机载有源相控阵雷达具备较多的用途

机载有源相控阵雷达具备较多的用途

 

  正是因为有源相控阵有如此多的优点,所以新世纪战斗机普遍配备有源相控阵雷达,以前服役的战斗机也在升级之中换装有源相控阵雷达以提高作战能力,不过有源相控阵雷达也有自己的缺点,其中比较重要的就是T/R模块的效率仍旧比较有限,从目前来看现役X波段T/R模块的效率只有30%左右,也就是大量电能没有转换成电磁辐射,而是转换成了热能,对于飞机的冷却系统要求较高,这对于空间有限的战斗机来说是一个比较大的限制。还有就是平面相控阵天线的扫描角度一般局限在60度左右,不象机械扫描天线那样可以借助机械扫描机械来扩大探测角度,这样就影响它的空间掌握能力。 有源相控阵雷达关键技术就是T/R模块技术,特别要在保持性能的条件下,降低T/R模块的成本,以便实现有源相控阵雷达的普遍,俄罗斯在研制机载有源相控阵雷达的时候,最初样机的T/R模块就来自美国,后来来源中断,才下决心实现国产化,笔者注意到国产X波段机载有源相控阵雷达从预研转向样机研制一个关键点就是实现了国产化,似乎表明中国X波段机载有源相控阵雷达的T/R模块采用了国外技术。最终在样机上面实现了国产化,从而国产机载有源相控阵雷达的实用打下了基础。 根据《军用电子元器件手册》一书,国内研制的X波段T/R模块的功率大约是10W左右,这个指标大约与目前国外主流机载有源相控阵雷达T/R模块的性能相当,以目前主流X波段T/R模块的性能来看,效率30%,工作比10%计算,普遍认为歼-16、歼-20这两种飞机因为机头直径较大,可以容纳较大孔径的天线,相应的可以布置较多的T/R模块,可以达到2000个左右,那么机载有源相控阵雷达的峰值大约就在6KW,平均功率为2KW,歼-10C战斗机因为机头直径较小,孔径相应也就较小,T/R模块数量也就偏低,一般认为在1200-1300个左右,那么它的雷达峰值大约就是3.6-4KW,平均功率为1.2-1.3KW。

 

T/R模块是有源相控阵的核心技术

T/R模块是有源相控阵的核心技术

 

  雷达距离公式两个关键指标就是功率*功率,对于战斗机来说,机头空间都是有限的,所以功率就成为机载火控雷达一个比较关键的指标,目前机械扫描雷达发射机普遍采用的是行波管,在风冷的情况下效率大多在5%以下,因此机械扫描雷达虽然峰值较大,可以达到几十KW,但是平均功率却非常低,一般在1KW以下,对于雷达来说,峰值并不是能够经常使用的指标,更为重要的是平均功率,它直接决定着机载雷达的跟踪和空间信息控制能力,而有源相控阵雷达的平均功率比目前机械扫描雷达要高2倍以上,根据雷达探测距离公式,功率提高2倍,那么探测距离可以提高20%左右。 机载有源相控阵雷达配备有源提高了作战飞机的探测能力,根据美国空军的说法,只有配备了机载有源相控阵雷达之后,才能更好的发挥出AIM-120C主动雷达制导空空导弹的射程和多目标能力,也就是说配备了机载有源相控阵雷达的战斗机比现役配备机械扫描雷达战斗机在超视距空战方面有着明显的优势。 新世纪以来,有源相控阵火控雷达是中国周边和地区呈现扩散趋势,配备有源相控阵的的战斗机批量装备这些国家和地区的空军,这些对于我国空军来说,构成了较大的防空压力,所以对于中国空军来说,下一步需要尽快的将现有的机械扫描雷达升级为有源相控阵雷达,同时对PL12主动雷达制导空空导弹进行升级,全面提高中国空军的争夺制空权的能力。

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