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  • 1 # 血色黃昏的黃昏

    要理解有源相控陣掃描陣列(AESA)跟無源相控陣掃描陣列(PESA)的區別,我們先理解幾個相關專業詞語:

    天線陣列——由很多小天線組成一個大的天線(比方雷達)工作,就是來發送或接收無線電波。在這裡小天線我們稱為單個元件。(如下圖)

    相控陣——就是電子掃描陣列。由計算機控制的天線陣列,其產生的無線電波束,可以透過電子操縱指向不同方向,但不移動天線。

    相控陣雷達——就是不需要移動的天線陣列。

    我們如果在很多戰爭電影中可看到,有些雷達都時刻不停的轉動就是在掃描。而相控陣雷達就不用轉動。也就是說,並非所有雷達天線都必須旋轉才能掃描天空。

    無源相控陣雷達——無源電子掃描陣列(PESA)也稱為“被動電子掃描陣列”。就是所有天線元件被連線到一個計算機控制的系統(發射器/接收器)中。(見下圖):

    它由一組天線單元(A)組成,由一個發射器 (TX)供電。每個天線的饋電電流透過由計算機(C)控制的移相器 (φ )。

    移動的紅線表示每個元素髮出的無線電波的波前。各個波前是球形的,但它們在天線前面組合(疊加)以產生平面波,一束沿特定方向行進的無線電波。由於移相器延遲,無線電波逐漸向上行,因此每個天線發射的波前晚於其下方的波前。這導致產生的平面波與天線成一定角度。無線電波的速度明顯減慢。

    有源相控陣雷達——有源電子掃描陣列(AESA)也稱為“主動電子掃描陣列”。就是每個天線元件(小天線)都有自己的小型固態(發射/接收)模組(TRM),然後由計算機控制雷達系統(發射器/或接收器)的功能。

    (15個天線元件的相控陣列的輻射圖案)

    因此,兩者最大的區別就是:無源相控陣雷達只依靠計算機控制整個天線的發射/接收;而有源相控陣雷達中每個小天線(單個元件)都有發射/接收功能。

    (圖為組成飛機列陣的2677橫渡的偶極天線元素的特寫鏡頭)

    有源電子掃描陣列(AESA)是無源電子掃描陣列(PESA)更先進的第二代產品。無源電子掃描陣列(PESA)一次只能以單一頻率發射單束無線電波。而有源電子掃描陣列(AESA)可同時以多個頻率輻射多束無線電波。

    有源電子掃描陣列(AESA)相對於PESA的主要優點是不同模組能夠在不同頻率上執行。

    與PESA不同,PESA的訊號由少量發射器產生單個頻率。而AESA的每個模組能產生自己的獨立訊號並輻射。這就使AESA由於產生許多不同頻率而同時能識別許多“子光束”,並且主動跟蹤更多數量的目標。AESA還可以同時產生由許多不同頻率組成的波束,依靠處理多個TRM模組組合訊號後,來重新建立顯示,就好像傳送了一個更強大的波束一樣。

    有源電子掃描陣列(AESA)雷達可以在更廣泛的頻率範圍內傳播發射訊號,這種同時多個波束和掃描頻率使傳統的雷達很難探測到它們。傳統雷達更難以檢測到其背景噪聲,那麼,船舶和飛機如果裝備了這種相控陣雷達就能夠輻射強大的雷達訊號,同時卻能自己保持隱身狀態,這在軍事運用上有巨大的意義!

    影片中包含7個間隔四分之一波長的發射器的相控陣的輻射圖,顯示了光束切換方向。相鄰發射器之間的相移從45度切換到-45度

    至於兩者之間的強項弱項,只要把有源相控陣的優點列出就知道了。

    有源電子掃描陣列(AESA)雷達優點:

    攔截機率低,被對方雷達警告接收器攔截的可能性很底;高抗干擾性;自身無需單獨的雷達警告接收器;由於每個模組獨立於其他模組執行,發生故障的概念小;模組可單獨以低功率執行,約40至60瓦,因此無需使用大型高壓電源;

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