全球相控阵雷达应用领域分析

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相控阵雷达（PAR）是一种以改变雷达波相位来改变波束方向的雷达，因为天线为相控阵形式而得名。相控阵天线是由许多辐射单元排阵而构成的定向天线，各单元的幅度激励和相位关系可控。典型的相控阵雷达利用数字控制移相器改变天线阵元相位分布来实现波束的快速扫描而非传统的机械转动天线面方式，故又称电子扫描阵列（ESA）雷达。    表1：相控阵天线的类型

    相控阵雷达分为无源相控阵和有源相控阵两类。两者采用的天线阵列相同，主要区别在于雷达的发射/接收单元，这直接导致了两类相控阵雷达性能的差异。有源相控阵雷达相比无源相控阵雷达具有诸多优势，是未来相控阵雷达的发展方向。
    表2：相控阵雷达的分类

    相比于传统机械扫描雷达，相控阵雷达具有多目标、多功能、抗干扰、反应快、高可靠等显著优势。相控阵雷达目前已广泛应用于多类武器平台，是未来雷达系统的发展方向。
    图1：相控阵雷达优势

    机载相控阵预警雷达和机载相控阵火控雷达是主要采用相控阵体制的空基雷达系统，前者用于预警机战略/战术预警、指挥，后者用于战斗机探测、跟踪与攻击目标。目前新一代的空基雷达系统均采用有源相控阵体制。
    表3：相控阵雷达在空基雷达系统中的应用

    随着战场信息化进程的不断深入，预警机已经成为赢得现代高技术局部战争的关键因素。预警机不仅能及早发现和监视从数百千米外各个空域入侵的目标，还能引导和指挥己方战斗机进行拦截防御，被誉为现代战争中的战力倍增器。
    机载预警雷达是预警机系统的核心，是预警机最重要的传感器和情报来源。随着现代战争环境的不断恶化，预警机面临的威胁与日俱增。20世纪90年代以来，军事强国研发的新一代预警机普遍装备了机载有源相控阵雷达，以期全面提高预警雷达的技战术性能，增强预警机的作战效能和生存能力。
    以色列的“费尔康”系统、瑞典的“爱立眼”系统、美国的E‐737系统、中国的空警‐2000系统等是典型的机载有源相控阵预警雷达系统。
    表4：典型机载有源相控阵预警雷达参数对比

    从二战时期诞生的第一部机载火控雷达，到今天装备于新型战机上的有源相控阵火控雷达。机载火控雷达作为战机的“千里眼”已成为衡量战机性能的关键因素，机载雷达的优劣往往直接决定了现代空战的胜负。
    相对传统机械扫描雷达，有源相控阵雷达具有巨大的技术优势。以F/A‐18E/F的火控雷达为例，AN/APG‐79相比AN/APG‐73，对空中目标探测距离前者是后者的3倍，探测/跟踪目标数为2倍，可靠性为5倍，而工作和维护成本仅为40%。
    基于此，世界主要军事强国纷纷投入巨资进行开发，以确保在未来空战中争取主动权，其中尤以美国为甚。典型产品有装备F/A‐18E/F的AN/APG‐79、装备F‐22的AN/APG‐77和装备F‐35的AN/APG‐81。
    为了有效的应对海上舰艇编队在复杂电磁干扰环境下来自多方面的威胁，各国海军相继发展了基于相控阵体制的海基雷达系统。舰载相控阵雷达能担负警戒、跟踪、火控、导航等多项任务，是现代信息化海军编队的核心。目前基于相控阵体制的舰载雷达分为无源/有源两大类，有源多功能相控阵舰载雷达具有更大的技术优势，是未来舰载雷达的发展方向。
    表5：相控阵雷达在海基雷达系统中的应用

    舰载无源相控阵雷达是较早应用于舰艇的相控阵雷达，相比有源相控阵雷达具有技术难度小、造价低等特点，但性能高于传统三坐标雷达。此类雷达很适合为舰艇提供连续搜索和跟踪能力，可同时处理数百个目标。但是舰载无源相控阵雷达缺乏对空中目标的二次搜索能力，多目标交战能力较弱。
    美国洛马公司为“宙斯盾”系统研制的AN/SPY‐1系列是典型的舰载无源相控阵雷达。此外，法国的ARABEL、意、法、英联合研制的EMPAR也是应用较广泛的无源相控阵雷达。
    舰载有源相控阵雷达出现时间较晚，具有可靠性高、功率孔径积大等特点。有源相控阵雷达是真正实现多功能的雷达系统，它适应环境和实时安排任务次序的能力，使它在对付潜在多目标威胁的能力上要远高于无源相控阵雷达。
    舰载有源相控阵雷达目前已成为新型舰艇的标准装备。其中典型产品有英国的SAMPSON、荷兰、德国、加拿大联合研制的APAR、美国正在研制的AN/SPY‐3等。
    陆基战略预警雷达和防空系统雷达是主要采用相控阵体制的陆基雷达系统，前者用于战略导弹、飞机预警，后者用于防空目标探测及导弹制导。
    战略预警是一个国家的武装力量为防御突然袭击、运用预警技术监视他国战略武器活动态势的综合性警戒手段。具体就是早期发现、跟踪、识别他国战略武器并及时发出告警而采取的必要措施。
    陆基战略预警雷达在战略预警系统中具有关键作用，直接决定着系统的成败。陆基战略预警雷达可根据预警卫星提供的信息，确定来袭目标的相关信息，并指示防御系统对来袭目标进行防御拦截。目前仅有美国建立有完善的地基战略预警雷达系统，且全部采用了相控阵雷达。
    美国研制的丹麦眼镜蛇雷达、铺路爪雷达是陆基战略预警雷达中典型产品。
    值得一提的是，台湾地区耗资14亿美元向美国购买的改进型铺路爪雷达已于2013年2月投入运行。这部部署在台湾北部新竹乐山的雷达几乎可以覆盖大陆全境，甚至将日本、韩国纳入监测范围。台湾空军表示，铺路爪雷达能监测3000英里外战略导弹发射与飞机起飞，为台湾提供超过6分钟预警时间。
    采用相控阵雷达是新一代多通道防空系统的重要特点，是现代恶劣的空中威胁对防空系统提出的必然要求。相控阵雷达可以满足防空系统对远距离探测、跟踪、制导、多功能、抗饱和攻击和强综合抗干扰能力的需求。因此，随着相控阵雷达技术的发展和成熟，其在现代防空系统中将得到更为广泛的应用。
    目前，除便携式防空导弹没有采用相控阵雷达外，其他类型防空系统均不同程度采用了相控阵雷达。在低空近程防空系统中，受限于体积因素，只有少数系统采用相控阵雷达，而在中远程和反导系统中，相控阵雷达已得到广泛应用。
    采用相控阵雷达的典型防空系统有美国“爱国者”导弹系统、“战区高空区域防御系统”、以色列“箭”‐2反导系统、俄罗斯S‐300导弹系统等。


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