作战雷达发展史（下）——PESA & AESA

“写在前面的话”

PESA雷达：无源电子扫描阵列

    在传统的平面天线中，不同元件之间的相位延迟是固定的。如果通过一个被计算机控制的移相器组件引入可变延迟，结果会怎样呢？通过这种方式，我们可以控制每个单独组件信号的相位。能够以电子方式控制波束的方向。这种设计取消了机械转向，我们可以在很短的时间内探索很大一部分空间。这就是PESA雷达（Passive Electronic Scanned Array）。

AN/APQ & Jazlin雷达

    AN/APQ164 或俄罗斯 Jazlin 等雷达是至今仍在使用的 PESA 雷达的例子。

PESA雷达支持模式快速切换

    与前几代相比，他们有几个重要的优势。PESA雷达可以交错使用不同的雷达模式。例如，雷达可以以飞行员完全无感的方式，每秒多次从空对空模式切换到空对地模式。。

PESA雷达价格昂贵、转向角度受限

    PESA雷达的改进是巨大的，但这些雷达非常复杂，非常昂贵。它们仍然需要强大的行波管发生器来发射信号，因为整体效率略低于以前的设计。此外，移相器是昂贵的组件，而且使其工作的电子设备也价格不菲。

    另一个烦恼是，使用电子转向时，垂直线两侧的最大转向约为 60°，而机械雷达通常可以达到 90°。PESA很好，是一个很大的进步，但还需要更进一步。。

AESA雷达：有源电子扫描阵列

    如果能在每个天线元件后面放置一个发射器和接收器就能更进一步。这种集成电路技术允许采用高功率但小尺寸的单元，称为发射器接收器模块，可以放置在天线元件后面。这就是AESA雷达（有源电子扫描阵列）。每个单元至少包含一个发射器、一个低噪声接收器、两个功率放大器、一个格式化、一个接收、以及数控相位延迟元件。

雷达的组件

    每个雷达都有两条与天线连接的组件链：发射器链和接收器链。没有雷达可以同时发射或接收。每个雷达都会通过发射链发射脉冲，然后快速切换到接收链以侦听反射。这显然是一个非常快的过程，整个过程在微秒内发生，飞行员完全感受不到。

AESA配有中心控制器

    AESA雷达必须能控制每个单独的TR模块。它需要一个中心控制器，具体取决于 AESA 雷达的复杂程度。来自每个模块的接收信号也需要某种形式的中央信号处理。一般来说，设计越现代，雷达就越现代，单个模块内的组件就越多，接收到的信号就越早被数字化以进行进一步处理。

扫描速度快、波束非常窄、探测范围广

    AESA 有几个决定性的优势。它的相位控制精度极高，雷达可以以几乎瞬时的速度扫描飞机周围的空间。通过这种架构，雷达波束可以在几微秒内进行转向控制。屏幕上的飞行员不会再看到显示天线机械扫描的条形移动，画面会一直在那里。由于AESA的每个单元能单独控制，波束可以非常窄，旁瓣极小。这在增加扫描范围方面，帮助极大 。

卓越的信噪比

    将接收器放在天线后面还大大提高了雷达的信噪比。AESA雷达比传统接收器和PESA接收器好3-4倍。

极高的可靠性

    AESA雷达有数百甚至数千个单独的模块意味着即使某些模块发生故障，雷达也可以继续工作。当然会有性能下降，但要好过整个系统故障。

    而且，每个模块往往比传统雷达组件更可靠，因为电压更低、电流更低、整体功率更低。因此组件的压力要小得多。AESA 雷达的平均故障间隔时间为数千小时，而传统雷达的平均故障间隔时间为数百小时。

AESA能避免被监测

    AESA的优势还不止这些。它可以让波束不规则地运行，向不同方向闪烁，从而使雷达探测器很难识别出接收到信号·实际上是雷达。如果可以调整模块并稍微改变每个模块发出的频率，就会让雷达检测更加困难。探测器会检测到一些向随机方向发射的频率随机的信号。这几乎可以是任何信号。

AESA雷达可以完成所有的事情

    你可以让AESA雷达的各个部分同时发射或接收，因此你可以将雷达一分为四，让三个波束探测，一个区域只是被动监听。或者你甚至可以将整个天线射线用作无源传感器，它就成为有效的ESM天线。或者甚至可以使用同一根天线向对手的雷达发射干扰信号。只需一根AESA天线就可以完成所有这些事情，这就是为什么最现代的飞机，在飞机周围分布了多个AESA天线的原因。