艦載多功能相控陣?yán)走_(dá)的發(fā)展?fàn)顩r

楊大偉

摘 要

多功能相控陣?yán)走_(dá)作為艦載武器裝備的一部分，具有較強(qiáng)的優(yōu)越性，在提升作戰(zhàn)進(jìn)程、增強(qiáng)作戰(zhàn)能力等方面發(fā)揮著積極作用。隨著現(xiàn)代技術(shù)不斷發(fā)展，艦載多功能相控陣?yán)走_(dá)朝著多元化方向發(fā)展，越來(lái)越多的新技術(shù)逐漸滲透其中，雷達(dá)實(shí)踐應(yīng)用功能得到了顯著提高。文章將從艦載多功能相控陣?yán)走_(dá)具備優(yōu)勢(shì)入手，并對(duì)該雷達(dá)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行深入分析和研究，最后對(duì)其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，希望能夠?yàn)槲覈?guó)艦載雷達(dá)領(lǐng)域持續(xù)發(fā)展提供更多支持和參考。

【關(guān)鍵詞】艦載 多功能相控陣?yán)走_(dá) 發(fā)展?fàn)顩r

自上個(gè)世紀(jì)六十年代以來(lái)，PAR正式在實(shí)踐中得到了應(yīng)用，有效解決了對(duì)外空目標(biāo)的監(jiān)視問(wèn)題，并在現(xiàn)代海戰(zhàn)中取得了非常不錯(cuò)的效果。在實(shí)踐中，為了避免水面艦艇編隊(duì)在復(fù)雜電磁干擾環(huán)境下受到多方向、多批次攻擊的影響，積極引入MPAR，并將其納入到艦載武器體系當(dāng)中，成為體系設(shè)計(jì)與建設(shè)的重要組成部分。加強(qiáng)對(duì)該項(xiàng)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r的研究具有現(xiàn)實(shí)意義，能夠?yàn)槲覈?guó)海戰(zhàn)未來(lái)發(fā)展指明方向。

1 艦載多功能相控陣?yán)走_(dá)優(yōu)勢(shì)

艦載雷達(dá)運(yùn)行效果好壞與整個(gè)海戰(zhàn)作戰(zhàn)進(jìn)程存在非常密切的聯(lián)系，甚至?xí)绊懻麄€(gè)海域、空域作戰(zhàn)體系的完整性。之所以引入MPAR，是因?yàn)樵摾走_(dá)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，具體來(lái)說(shuō)：

1.1 集成化優(yōu)勢(shì)

艦載雷達(dá)在實(shí)踐應(yīng)用中，需要3種、或者4種不同的雷達(dá)，使得整個(gè)裝備較為繁瑣，而一部性能優(yōu)良的艦載多功能相控陣?yán)走_(dá)整合了警戒、目標(biāo)指示等多項(xiàng)功能，能夠在很大程度上節(jié)省雷達(dá)安裝空間，且能夠優(yōu)化艦船自身荷載，最為關(guān)鍵的是能夠解決雷達(dá)天線之間的干擾問(wèn)題，提高雷達(dá)運(yùn)行效果。

1.2 提升作戰(zhàn)能力

將MPAR與區(qū)域防控導(dǎo)彈有機(jī)整合到一起，能夠抵抗空中、海上多個(gè)目標(biāo)的同時(shí)進(jìn)攻，不僅如此，還能夠增強(qiáng)艦艇的機(jī)動(dòng)能力，及時(shí)探測(cè)到彈道導(dǎo)彈上升位置，為導(dǎo)彈防御提供更多時(shí)間，從總體上提升整個(gè)艦隊(duì)的作戰(zhàn)能力。

1.3 自動(dòng)化

MPAR具備較高的自動(dòng)化水平，使得系統(tǒng)具備較高的反應(yīng)時(shí)間，能夠更好地應(yīng)對(duì)復(fù)雜的環(huán)境，從而在作戰(zhàn)中爭(zhēng)取更多有利時(shí)機(jī)。綜合來(lái)看，MPAR自身具備的優(yōu)勢(shì)使得其能夠成為艦艇的重要組成部分，使其能夠幫助作戰(zhàn)人員更好應(yīng)對(duì)攻擊。

2 艦載多功能相控陣?yán)走_(dá)發(fā)展?fàn)顩r

2.1 發(fā)展歷程

從體制層面來(lái)看，MPAR發(fā)展主要經(jīng)歷了無(wú)源、有源及數(shù)字相控陣三個(gè)階段。其中第一個(gè)階段主要采用電真空管中央發(fā)射機(jī)，具有快速搜索特點(diǎn)，如AN/SPY-IA等。第二個(gè)階段是引入了固態(tài)T/R組件，具備較高的靈敏度、高可靠性等特點(diǎn)，如COBRA等。第三個(gè)階段運(yùn)用現(xiàn)代數(shù)字波束型技術(shù)，在前兩個(gè)階段基礎(chǔ)之上，具備更高的靈敏度、廣域掃描等特點(diǎn)。

2.2 MPAR關(guān)鍵技術(shù)

艦載MPAR建立在多元技術(shù)基礎(chǔ)之上，正是多元技術(shù)的支持，使得雷達(dá)在實(shí)際使用中能夠發(fā)揮非常好的效果。具體來(lái)說(shuō)：

2.2.1 子陣列集成技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，能夠在一定程度上拓展模塊設(shè)計(jì)。目前，正在研制的可拓展S波段瓦片型子陣列運(yùn)用X波段特點(diǎn)，形成了成本較低的S波段陣列。但是在實(shí)踐中，該項(xiàng)技術(shù)仍具備提升的空間，如可拓展性特點(diǎn)。隨著艦艇不斷發(fā)展，對(duì)雷達(dá)的性能也會(huì)提出更高要求，如果缺少良好的拓展性能，將會(huì)影響雷達(dá)整體運(yùn)行效果。還有雙極化技術(shù)、控制器技術(shù)等都需要進(jìn)一步提升。

2.2.2 多波束形成技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)作為MPAR的關(guān)鍵技術(shù)，形成多波束的方法較多，主要是根據(jù)雷達(dá)運(yùn)行需求而定。隨著數(shù)字技術(shù)在實(shí)踐中的廣泛推廣和應(yīng)用，該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)越性愈發(fā)明顯。尤其是在微波集成技術(shù)支持下，為該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用效果的提升也帶來(lái)了更多機(jī)遇。但是該項(xiàng)技術(shù)還需要解決自身穩(wěn)定性問(wèn)題。不僅如此，由于該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上增加了整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜性，對(duì)此技術(shù)人員還需要加大研究力度，才能夠更好地解決該問(wèn)題。

2.2.3 雙極化技術(shù)

MPAR雙極化技術(shù)能夠及時(shí)獲得差動(dòng)反射率偏差，在運(yùn)用中，每個(gè)天線單元應(yīng)設(shè)置兩個(gè)極化通道，如在空間上正交放置輻射單元等，能夠在相控陣天線基礎(chǔ)之上增加一倍，以此來(lái)滿足系統(tǒng)運(yùn)行需求。

2.2.4 MIMO技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)在低截獲、反隱身等方面具有較為突出的優(yōu)勢(shì)，也是現(xiàn)階段最接近低截獲概率雷達(dá)性能的一項(xiàng)技術(shù)，能夠?qū)δ繕?biāo)進(jìn)行距離、方位等四維的監(jiān)測(cè)，在雷達(dá)領(lǐng)域受到了廣泛關(guān)注。將該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于MPAR當(dāng)中，能夠賦予雷達(dá)系統(tǒng)更加強(qiáng)大的功能。在雷達(dá)領(lǐng)域，該項(xiàng)技術(shù)是一項(xiàng)嶄新的概念，且尚處于研究階段，實(shí)際工程的應(yīng)用存在很多問(wèn)題和不足，如波形設(shè)計(jì)等，還需要進(jìn)一步研究和解決。尤其是相比較國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)說(shuō)，我國(guó)對(duì)于MIMO技術(shù)的研究還存在非常明顯的滯后性。

3 艦載多功能相控陣?yán)走_(dá)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

對(duì)于艦載多功能相控陣?yán)走_(dá)未來(lái)發(fā)展，更多的體現(xiàn)在技術(shù)層面上。如組件將朝著小型化、輕型化及低成本方向轉(zhuǎn)變，由傳統(tǒng)的“磚塊”變?yōu)椤巴咂保M件整體質(zhì)量將變?yōu)樵瓉?lái)的1/5，且下一代組件采用商用貨架技術(shù)元器件，實(shí)施母版結(jié)構(gòu)，充分利用現(xiàn)有資源，以此來(lái)降低制造成本。AESA技術(shù)將會(huì)得到廣泛應(yīng)用，尤其是艦載雷達(dá)上，采用寬禁帶半導(dǎo)體器件制作組件，構(gòu)成集成天線。GaN自身的具備的優(yōu)越性能夠強(qiáng)化整個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)的應(yīng)用性能。MPAR子陣列主要有孔徑結(jié)構(gòu)、冷卻器等構(gòu)成。據(jù)預(yù)測(cè)，子陣列將會(huì)進(jìn)入到下一發(fā)展階段，尤其是在MMIC功放的支持下，能夠顯著增強(qiáng)雷達(dá)發(fā)現(xiàn)、跟蹤目標(biāo)能力。

4 結(jié)論

根據(jù)上文所述，隨著未來(lái)海上艦隊(duì)不斷發(fā)展，多功能相控陣?yán)走_(dá)將會(huì)得到廣泛應(yīng)用。不僅如此，在光電技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)等高新技術(shù)的支持下，還會(huì)將MPAR帶入到嶄新的發(fā)展階段，并在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中發(fā)揮積極作用。另外，MPAR正在大量取代傳統(tǒng)的機(jī)械雷達(dá)，在不久的將來(lái)，還會(huì)滲透至其他領(lǐng)域，逐漸形成海陸空一體化雷達(dá)體系，不斷提升整體應(yīng)用效果，從而在實(shí)踐應(yīng)用中充分發(fā)揮自身綜合效益。

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作者單位

91404部隊(duì) 河北省秦皇島市 066001