新型有源相控陣雷達

在AESA能力帶來的優(yōu)勢中，有四種能力尤為突出:監(jiān)視、戰(zhàn)斗機火力控制/瞄準、電子戰(zhàn)和高數據速率通信。

監(jiān)視系統(tǒng)

諾斯羅普·格魯曼公司設計和制造機載雷達系統(tǒng)的時間比任何其他公司都長。通過在20世紀70年代和80年代為E-3預警機和“聯(lián)合之星”飛機提供雷達系統(tǒng)，該公司成為機載電子掃描監(jiān)視系統(tǒng)的世界領導者。

該公司正在為澳大利亞的“楔形尾翼”飛機生產六部AESA監(jiān)視雷達，這將為空中預警和控制能力樹立一個新的標準。這種第四代多功能電子掃描陣列(MESA)，具有全方位360度電子掃描和遠程探測能力，在態(tài)勢感知、靈活性和目標更新速度方面都達到了一個新的水平。

美國波音公司生產的新一代737-700系列飛機上安裝了MESA雷達。這種先進的AEW&C飛機提供空到空覆蓋、空地面覆蓋、敵我識別、特殊跟蹤波束和關鍵區(qū)域操作等功能。MESA雷達硬件目前正在生產，該系統(tǒng)正在集成和測試中。此外，波音公司和諾斯羅普·格魯曼公司也計劃為韓國的E-X預警機提供AEW&C系統(tǒng)。

AEW&C飛機是一種高價值的防區(qū)外系統(tǒng)。它通常在距離前線足夠遠的后方航線飛行，以使自己保持在低威脅或友好的區(qū)域。未來，先進的地對地空導彈將迫使AEW&C在更遠離前線的地方作戰(zhàn)。為了支持進攻空任務，AEW&C必須
因此，雷達的探測范圍對于機載預警雷達系統(tǒng)有效區(qū)分敵方戰(zhàn)斗機、巡航導彈和未來低姿態(tài)威脅目標是非常必要的。

737 AEW & C飛機可以為MESA雷達提供360kw的功率。此外，飛機還可以攜帶非常大的雷達天線。側視天線約6×18英尺(約1.83×5.49米)，前后視天線約5×25英尺(約1.52×7.62米)。這個天線尺寸加上

MESA雷達天線安裝在機身頂部的背部結構中。有兩個背靠背的側視陣列和一個名為“禮帽”的天線，天線位于背鰭的高度，可以前后觀察。這些完全覆蓋的陣列及其T/R模塊使MESA系統(tǒng)操作員能夠將雷達時間和能量集中在更可能包括敵對目標的區(qū)域，同時用較少的雷達能量監(jiān)控低威脅區(qū)域。諾斯羅普·格魯曼公司正在設計和開發(fā)的另一個重要的AESA監(jiān)視系統(tǒng)是為全球鷹和E-10飛機設計的下一代雷達。這些監(jiān)視平臺的雷達設計采用了該公司之前戰(zhàn)斗機雷達開發(fā)的技術進步。

全球鷹的陣列長度為5英尺(約1.52米)，而E-10的陣列長度超過20英尺(約6.1米)。這兩種飛機的監(jiān)視雷達系統(tǒng)將同時具有合成孔徑雷達(SAR)和地面運動目標指示模式，這將大大提高空對地能力，并增加空對/。

瞄準

AESA系統(tǒng)的遠距離和超級靈活性非常適合預警任務，這也是它被用作戰(zhàn)斗機火控雷達的重要原因。提高戰(zhàn)斗機作戰(zhàn)能力的另一個好處是可以實現對空地面目標的高分辨率成像。

AESA戰(zhàn)斗機雷達因為使用X波段頻率和合成孔徑處理，可以達到“瞄準質量”的分辨率；但是，AEW&C MESA雷達不一樣。它使用較低的L波段頻率，分辨率較低，惡劣天氣干擾少，可實現遠距離探測。
現役戰(zhàn)斗機的AESA火控雷達有諾斯羅普·格魯曼公司為F-22制造的AN/APG-77、F-35制造的AN/APG-81和F-16E/F Block 60 Falcon制造的AN/APG-80。諾斯羅普·格魯曼公司正在制造第四代。

美國戰(zhàn)斗機的四部AESA雷達正處于生產、集成或測試的不同階段。F-16 Block 60和F-22的雷達已經投入使用，正在批量生產，而F-35和F/A-18E/F的AESAs仍處于部署前的建造或升級階段。

歐洲最新的三種戰(zhàn)斗機——瑞典的JAS-39“格里芬”、歐洲的“臺風”和法國的“陣風”AESA雷達也在研制中。然而，它們預計要到下一個十年才能準備好。

AESA火控雷達為戰(zhàn)斗機飛行員提供了一些新的或大大改進的能力。

首先，飛行員在空空戰(zhàn)斗中的作用會大大增強，可以跟蹤和應對多種威脅飛行器。傳統(tǒng)機械雷達的掃描運動限制了飛行員能夠接收到的目標更新頻率。為了獲得足夠穩(wěn)定的圖像來射擊武器，面對多個威脅目標的飛行員不得不只選擇其中一個，并將雷達的所有能量集中在它上面。

然而，AESA雷達徹底改變了這一局面。因為它的光束移動速度非常快，所以它可以支持射手保持對多個目標的高質量跟蹤。此外，雷達系統(tǒng)可以自動為每個探測到的目標建立跟蹤檔案，減少飛行員的工作量。AESA雷達還增加了跳頻等處理技術，形成“低截獲概率”。因此，AESA雷達可以在沒有敵方電子預警系統(tǒng)警告的情況下探測到敵機。

每秒鐘可以從不同的方向觀察到AESA的電子束一千多次。除了在空中跟蹤多個目標，它還可以執(zhí)行一系列任務。比如雷達可以同時搜索跟蹤空到空、空對地瞄準和地形跟蹤。

AESA雷達還可以為戰(zhàn)斗機飛行員提供比以前的雷達更大的探測范圍。由于雷達功率通過天線輻射，AESA的輸出功率是傳統(tǒng)機械掃描雷達的三到四倍，這將使其具備完全支持遠程武器(如先進的中程空對空導彈)的火控能力——為這些武器提供自己的最大射程。

此外，AESA的長探測距離使其能夠發(fā)現和跟蹤小型隱形巡航導彈，這足以讓飛機的防御導彈在它們到達目標之前擊中它們。

AESA雷達的合成孔徑模式帶來了另一個重要優(yōu)勢，其空地面分辨率將是原雷達的5倍。因此，戰(zhàn)斗機雷達將首次能夠對空射擊GPS制導武器(如聯(lián)合直攻彈藥和聯(lián)防區(qū)外武器)進行非常精確的全天候瞄準。

事實上，戰(zhàn)斗機飛行員現在只靠機載雷達就能自給自足地攻擊目標。過去，如果沒有配備輔助紅外瞄準吊艙，飛行員必須在起飛前規(guī)劃目標，或者在途中將目標及其坐標傳遞給他們。機載火控雷達還不足以精確到指定地面上的命中點，但現在，配備AESA的飛機可以確定目標的坐標，將數據傳遞給自己的武器，并在沒有任何外部幫助的情況下摧毀目標。

正如諾斯羅普·格魯曼公司分析中心在最近的一項研究中指出的那樣，在以網絡為中心的作戰(zhàn)行動中，通過作戰(zhàn)管理整合傳感器、指揮官和射手的各種方式中，這種單一平臺擁有同時處理所有三種功能的授權和能力的方式是最簡單和最快的，而且對于時間敏感的目標來說往往是最好的。

最后，裝備AESA的飛機可以利用其雷達的敏捷性和敏銳度，在沒有AESA的情況下快速為飛機設定目標，比如在沖突開始時協(xié)同多架戰(zhàn)斗機識別、瞄準并摧毀敵方的綜合防御空系統(tǒng)；通過計劃中的未來戰(zhàn)斗機瞄準改進系統(tǒng)(改進的合成孔徑雷達、自動目標探測、諾斯羅普·格魯曼公司的“風暴”和其他地理定位工具)，當然還有更高帶寬的數據鏈，可以使這種協(xié)同作戰(zhàn)更快、更精確。

在未來以網絡為中心的行動中，AESA提供的力量倍增能力將擴展到不斷發(fā)展的全球信息網絡的任何平臺。

電子對抗

由于AESA雷達具有高功率、高速度和高靈敏度，也成為電子戰(zhàn)的理想工具。威脅干擾、防護和對抗可以作為AESA任務套件的組成部分，而不是由主機平臺的獨立系統(tǒng)單獨提供。由于AESA的高帶寬、快速掃描和響應時間，電子戰(zhàn)模式自然成為諾斯羅普·格魯曼公司多功能架構的一個方面。

溝通

多任務AESA還可以在另一個領域做出重要貢獻。2005年9月，由諾斯羅普·格魯曼公司、L-3通信公司和洛克希德·馬丁公司組成的小組經過兩年的內部研發(fā)，成功演示了AESA雷達在寬帶通信中的創(chuàng)新使用。
該小組使用AN/APG-77雷達和L-3公司為U-2偵察機開發(fā)的通用數據鏈調制解調器，在空中發(fā)送和接收高數據速率通信信號。測試證明，配有調制解調器的AESA可以提供空對空和地面到地面的長距離。

研究人員證明，以每秒274兆位(mbps)的數據速率在3.5秒內傳輸72兆位的SAR圖像，而在標準Link 16上傳輸相同內容需要48分鐘。公司研究人員最終使用F-22雷達陣列展示了548 mbps的實驗室傳輸速率和高達每秒1千兆字節(jié)的數據接收速率。

諾斯羅普·格魯曼公司電子系統(tǒng)部戰(zhàn)斗機航電系統(tǒng)副總裁喬·恩索爾(Joe ensor)說，“通常情況下，你會為一個平臺配備一個定向天線，它能使你快速下載數據。但在這里，有了F-22 AESA，我們有了很好的機載天線波束，所以我們可以嘗試使用它來獲得極高性能的通信?！?br/>

這項工作已經足夠成功，引起了美國空陸軍空中國作戰(zhàn)司令部的興趣。該公司希望其研發(fā)成果最終能變成空陸軍或海軍的合同。也許很快，新一代戰(zhàn)斗機AESA雷達不僅可以收集相當數量的情報和目標數據，而且可以在幾秒鐘內完成。

雖然AESA雷達有許多非凡的能力，但最引人注目的可能是與其T/R模塊陣列最直接相關的一項，即同時執(zhí)行多項任務的能力，以及幾乎以光速在任務模式之間切換的能力。

這種指向不同方向或同時在不同模式之間快速切換的能力使AESA比其他傳感器更適合目前正在開發(fā)的高速防御系統(tǒng)(如定向能攻擊系統(tǒng)或指揮控制系統(tǒng))，這將使部隊，即使是在移動中的部隊，也能即時獲得整個戰(zhàn)區(qū)的有用信息。

如需本文英文原文，請發(fā)送關鍵字:0723至“雷達通信電子戰(zhàn)”微信微信官方賬號。硬核會員不需要單獨下載，可以進入每日更新文件夾一次性下載我們四年來分享的豐富素材。