毫秒与秒的反转:中美预警机扫描体制对比

飞帅 2021-08-22 15:32:24

我国现役的空警2000、空警500预警机用的都是全有源相控阵雷达,在方位和高度上对外界空间的探测用的都是电子扫描。而美国的E3和E2两大系列预警机的雷达总体上仍在用机械扫描。

空警2000的固定式三面阵有源相控阵雷达

如E-3用的是AN/APY-1型S波段脉冲多普勒雷达,其安装平板隙缝阵天线的雷达罩以6转/分的速度进行机械扫描,即使E3系列已经升级到Block 30/35,这种情况也没有根本的改变。

而最新的E2D预警机用的AN/APY-9雷达虽然集成了一部ADS18相控阵天线,但水平方向的扫描仍然依赖圆盘形天线罩的机械转动,因此,从整体上来说,E2D仍然是机械扫描雷达。

E2D的AN/APY-9虽有电子扫描能力,但整体上仍然是一种机械扫描雷达

有源相控阵雷达天线由成百上千个发射/接收组件构成,每一个组件都能自己产生和接收电磁波,这意味着每一个组件都能独立改变自己所产生电磁波的频率和相位。为了理解相位,可以用多人多桨的划艇比赛作类比,要想艇划得快,所有划艇的人必须高度配合,这里的配合包含两层含义:一是所有的人都必须使出最大力量;二是所有的人使出最大力量的时机和每次划桨入水的方向都要一致。否则,就得不到最大的前进速度。也就是说,所有人划桨的总力量并不是各个桨手力量的简单相加,还要考虑到桨手用力的方向和时机。

相位在雷达中的作用原理与之类似,以有源相控阵雷达的天线为例,每一个收发组件都相当于一部微型雷达。雷达天线发射出来的波束,实际上是每个收发组件所辐射出来的具有一定幅度(功率或能量,相当于每个桨手的力量)和一定相位(相当于桨手划桨的方向和时机)电波的叠加,而不仅仅是幅度的叠加。因此,有源相控阵雷达的相位用来衡量的是各个收发组件相互配合的程度。

如此一来,各个收发组件通过调整自己的相对相位,强化雷达信号在指定方向的强度,压抑其他方向的强度,就相当于不需要移动雷达天线也可以满足不同方向的扫描需求。

电子扫描动图

我国预警机的有源相控阵雷达相比美国预警机总体上的机械扫描雷达主要有两大优势:

一是扫描速度快。相控阵雷达的扫描速度可达毫秒级,比机械扫描雷达快了两个数量级以上。因此,有源相控阵预警雷达比机械扫描雷达有更强的多目标接战能力和多模式同时工作的能力。

二,工作更加可靠。机械扫描雷达一但出现机械故障,马上就会失去全方位探测能力,形成巨大盲区。而有源相控阵雷达有成百上千个收发组 件,它们一致性好,且相对独立。因此,即使有少量 T/R 组件损坏,也不会明显影响雷达的整体性能指标。

至于美国不像我国一样发展全有源相控阵雷达预警机的原因,主要也有两点:

一是美国研制预警机的时间太早,当时相控阵雷达技术还不成熟。二是美国预警机已经达到了100多架的庞大规模,扫描慢、可靠性差的缺点可以靠数量弥补,且有源相控阵雷达相比机械扫描雷达在探测距离上的提高幅度,在预警机这远没有在战斗机上大,但有源相控阵雷达却很昂贵,美国也就没有换装的动力了。

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评论列表
  • 2021-08-22 18:18

    美国人说了,我的会转,你的不会转,很显然我的更先进。

  • 2021-08-22 19:05

    一大帮美国中情局掏钱养的公子们正在赶来的路上。他们会说美国机械扫描的更好更成熟。

  • 2021-08-22 17:29

    所以美国预警机盘子是转的,中国的是不转的。不转的更先进。

  • 2021-08-22 19:06

    中国电科14所,大国重器,民族脊梁!

  • 2021-08-22 19:37

    实战才是检验真理的唯一标准

  • 2021-08-22 19:24

    我国的预警机动力平台还有进步空间

  • 2021-08-22 19:37

    公知:我爸的能转,好比脖子我爸爸能转,你们不能转就是残废[得瑟]

  • 2021-08-22 19:39

    美国的会转,肯定更好了[得瑟]

  • 2021-08-22 20:25

    美国佬说我的预警机有各类型的实战经验,你有吗?大国重器要证明自己,民用产品要主宰市场,军用产品要主宰战场。我们军队的战斗意志和身体素质可以用肉搏战来证明,武器装备的优劣呢?永远靠巴铁和非洲黑兄弟来检验?他们也用不起顶级中国货。