由歼-10B雷达之争谈机载火控雷达设计

计划”开始研制用于机载火控雷达的有源T/R组件，但受限于X波段高频率和器件性能，暂不能直接产生/放大X波段的电磁波信号。在第二阶段的“可靠机载固态雷达计划”，美国研制出具有1048个有源T/R阵元的雷达样机。而到了第三阶段的“固态相控阵计划”则首次采用砷化镓场效应器件，可以对X波段信号进行放大，直接促成了F-22“猛禽”的AN/APG-77有源相控阵机载火控雷达，其每个阵元峰值功率达到10瓦，阵列拥有超过2000个阵元。至此，有源相控阵雷达成为世界雷达技术强国用于改进第三代和全新研制第四代战斗机的最佳选择。

有源还是无源：

歼-10B雷达猜测

我国第三代战斗机歼-10一直被军事爱好者所关注，其后续性能提升也堪称热点话题。根据公开的一张歼-10B露出黄色倾斜固定雷达天线的照片，可以推测其装备了第三代改进型战斗机首选的相控阵雷达，这标志着我国机载火控雷达工程技术取得突破。随着国防技术的飞速发展和信心增强，相关分系统的公开程度越来越高，最近曝光了一款新型雷达整机照片，天线外形与歼-10B原型机雷达非常相似，为分析歼-10B机载雷达究竟采用的是有源相控阵还是无源相控阵，提供了关键信息。

无源相控阵机载火控雷达的总体设计，其实与第三代机扫火控雷达并没有颠覆性的区别——都分别设计有发射机、接收机、天线以及信号数据处理系统，同样是发射机释放的电磁波信号经过放大电路，增大发射功率，然后通过介质传输到天线上。只不过无源相控阵的雷达天线采用相移阵方式电扫，即天线上会合理设置多个相移器，在控制器的作用下，将电磁波依次相移，然后再发射出去。无源相控阵雷达由于发射机集中布置，而且发射功率和冷却功率都很大，因此体积较大。而且天线背后有较复杂的馈电系统，因此天线厚度往往较大。

举例来说，无源相控阵分为光学馈电方式和强制馈电方式。光学馈电方式也称空间馈电，有透镜式馈电和反射镜式馈电两种，发射机和天线之间的介质就是自由空间，发射机如同人眼，无源相移阵就好像透镜或者反射镜。法国“阵风”战斗机的RBE2无源相控阵雷达、“爱国者”防空导弹系统的火控雷达，都采用了透镜馈电方式。S-300PMU1防空导弹系统的64N6三维相控阵监视雷达则采用了比较少见的反射镜馈电方式。强制馈电则是采用波导作为发射机和天线之间的介质。美国“伯克”级驱逐舰采用的SPY-1舰载无源相控阵雷达就是强制馈电方式。

有源相控阵雷达则在总体设计上有了颠覆性的不同。这里的“源”主要指天线上的发射机。有源相控阵雷达的发射机、接收机、信号处理器全部集成进体积较小的T/R组件，天线以外只有控制器、数据处理器、电源和散热系统，因而这类雷达天线往往厚度较薄且后端体积较小，像F-22的APG-77主要部件几乎只能观察到一个天线阵面。

具体看那款疑似装备歼-10B的机载火控雷达，其外观相当轻巧，天线厚度应该低于400毫米，尤其雷达后端设备的体积极为小巧，整个设备组件只略超过天线高度的一半。此外，天线阵面为橙黄色，且带有箭头状寄生天线，天线表面似乎显露金属印刷天线特征，单从颜色和阵面形态来看，和俄罗斯多种采用铁氧体相移器技术的无源相控阵雷达阵面相似。但是由于观察角度的原因，无法看到天线后面是否布置了用于馈电的波导，而且整个天线厚度很薄，后端设备和天线之间有一根黑色的细电缆相连，这些技术特征又与有源相控阵更为相似。

综上所述，笔者对于这款雷达的技术性能表示乐观：若其为无源相控陈雷达，那表明我国机载火控雷达的技术水平进步极大，因为该雷达的体积远小于俄罗斯和法国同类产品，堪与有源相控阵雷达媲美；综合小巧造型与类似西方有源相控阵雷达的总体设计，尽管没有直接证据，仍无法排除这款雷达是有源相控阵的可能，那么其性能之先进自不待言。

实际上，根据国内相关电子设备研究院所的官方报道，足以对于我国机载相控阵火控雷达领域的技术实力“管中窥豹”，文件中提到：“……全新体制的新型雷达，在国外是最顶尖战斗机的标志性装备……攻破了高难度的综合层结构一体化设计、多目标探测、电子对抗、空面成像及高精度定位……等关键技术，打破了先进技术国家对我的技术封锁，大幅提升了产品的隐身、反隐身、空面精确打击、多功能综合化和全寿命周期保障的综合能力和核心竞争……系统总体性能优于欧洲同期产品水平，代表了该领域的国际先进水平……”“填补了国内X波段相控阵火控雷达的空白……荣获该年度国家国防科技成果一等奖……”还特别提到其为新一代战斗机的研制打下坚实基础。

近来官方报道普遍“暗示”，我国已经突破了机载有源相控阵火控雷达技术，进而达到或相当接近世界顶级水平，那么歼-10B采用有源相控阵还是无源相控阵，应该主要取决于空军对性能指标和成本的综合考虑，而不再是曾经的技术瓶颈。

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