隨著科技的進步,雷達技術也在不斷演變。兩種主要的相控陣列技術——主動電子掃描陣列(AESA)和被動電子掃描陣列(PESA)正是這一進程中的重要組成部分。這兩種系統在工作原理、應用及技術規格等方面存在顯著差異,對於軍事與民用應用領域都有深遠影響。
AESA是一種先進的相控陣列天線系統,旨在利用計算機控制的天線陣列將雷達波束電子掃描到不同方向,無需移動天線。每個天線單元都連接到小型固態發射/接收模塊(TRM),由電腦控制,執行發射器和接收器的功能。
相較之下,PESA的所有天線單元都通過相位移相器,連接到一個單一的發射器或接收器。這意味著PESA在一次操作中只能發射單一的雷達波束。為了同時求得多個波束,PESA必須利用巴特勒矩陣技術。
AESA能夠同時散發多個波束,這使得它在追踪和操控上更為靈活,並具備更高的抗干擾能力。
自1960年代以來,AESA和PESA技術經歷了重大的發展。美國貝爾實驗室在1960年提出用相控陣列系統取代Nike Zeus雷達。隨後,這種系統逐漸演變為ZMAR(Zeus Multi-function Array Radar)和MAR(Multi-function Array Radar)。而蘇聯在1963至1965期間開發了首個APAR系統5N65。
隨著技術的持續進步,AESA系統於1995年在日本自衛隊的J/FPS-3中首次應用,並進一步用於艦載和空載平台。
AESA技術的核心在於它將發射器、接收器和天線合併為一個小型模塊,這樣的設計使得系統的體積更小,靈活性更高。
AESA的主導特點在於其能同時形成多個掃描波束。其每個模塊都能在不同的頻率工作,這使得AESA能夠在干擾性對抗中表現得更加出色。與PESA相比,AESA能更靈活地發射和接收信號,大大提高了雷達系統的隱蔽性。
AESA系統的設計使其發出的信號更加難以被敵方雷達攔截。相較於傳統雷達,AESA可隨機改變發射頻率,降低被偵測到的機率。
餘外,AESA在抗干擾能力上也很卓越。傳統的干擾技術在面對變頻雷達時將顯得效果不佳,而AESA可以在波束內 部隨機變換信號頻率,提升抗干擾能力。
雖然AESA系統具有多項優勢,但其仍具有限制。例如,AESA的最大波束角約為±45度,這意味著在某些情況下,系統可能需要其他輔助裝置才能達到更大的視角覆蓋。
全球範圍內,有許多軍事與民用平台利用AESA技術進行戰略部署,這些系統包括從美國的F-35、F-22,到中國的J-20等先進戰機,顯示出AESA技術在現代戰爭中的重要性。
綜合而言,AESA技術已然超越傳統PESA,在軍事應用中展現了更為顯著的優勢。然而,隨著科技的日益發展,新一代雷達技術還將帶來哪些前所未有的突破呢?