六、有源相陣控雷達和無源相陣控雷達的區別
區別就是無源是只有單個或者幾個發射機子陣原只能接收，而有源是每個陣原都有完整的發射和接收單元！機載雷達經歷了從機械掃描形式到相控陣電子掃描，再到最新的保形"智能蒙皮"天線的發展過程，電子掃描雷達在作戰使用中的優勢在哪里？未來的綜合式射頻（RF）傳感器系統的總體特點和關鍵技術是哪些？
近50多年來，機載雷達不斷采用新的技術成果，性能不斷提高，其中重要的有全向多脈沖射頻（MPRF）模式和高分辨率多普勒波束銳化（DBS）技術在雷達中的實際應用。目前，由于在信號處理和砷化鎵、氮化鎵微波集成電路領域技術的進步，雷達作為戰術飛機主傳感器的地位仍然會繼續保持下去。有源ESA的出現是技術上的又一進步。它的每一個陣元中都有一個RF發射機和靈敏的RF接收機，在各個發射/接收（T/R）模塊內都有一個功率放大器、一個低噪聲放大器和用砷化鎵、氮化鎵技術制造的相位振幅控制裝置。有源ESA雷達技術放棄了傳統的中心式高功率發射機，除了具有無源相控陣雷達的優點外，還提高了能量的使用效率并具有自適應波束控制、強抗干擾能力和高可靠性等優點。
西方國家第一代有源相控陣雷達系統接近定型的有美國裝備F-22和日本裝備FS-X的雷達。英、法和德國共同研制的AMSAR項目也確定使用先進的有源相控陣雷達技術，為其后續的歐洲戰斗機雷達的升級改裝做準備。從今天的角度來看，雷達技術未來的下一個發展方向是保形"智能蒙皮"陣列，它把有源ESA技術和多功能共用RF孔徑結合了起來，在天線陣元的安排上，與飛機機身的結構巧妙地配合，實現寬波段和多功能。保形天線陣列有高性能的處理器并使用空-時自適應處理技術有效地抑制了外部的噪聲、干擾和雜波并能以最優化的方式來探測所感興趣的目標。雖然有許多相關的技術問題需要解決，但保形"智能蒙皮"技術并非是個不切實際的解決方案，預計在20～25年的時間內就可以達到實用階段。
在10～15年內，對戰術飛機射頻傳感器（包括雷達）未來所執行的任務來說，最迫切的需要是增加功能、提高性能，并且還要注重經濟性和可維護性。美國的"寶石路"計劃已經證明，航空電子系統通過采用通用模塊、資源共享和傳感器的空間重構（重構的設備包括雷達、電子戰及通信-導航-識別等射頻傳感器）可以做到系統的造價和重量減小一半，而可靠性提高三倍。它所確立的綜合模塊化航空電子的設計原則已用于JSF戰斗機的綜合傳感器系統（ISS）和多重綜合式射頻傳感器工程的設計中，歐洲類似的用于未來戰術飛機的綜合式射頻傳感器項目也正在實施。
七、各國機載相控陣雷達的發展
隱身飛機和現代空戰需要相控陣雷達：隱身飛機配裝相控陣雷達(PESA 或者是AESA)幾乎是唯一的選擇。迄今為止還沒有出現使用機械掃描雷達的隱形飛機，也說明了這一點。低攔載概率(LPI)和低觀測特性(LO)是隱身飛機能否實現隱身和順利完成作戰任務的關鍵。在當前極為嚴峻的電子干擾環境中，"LPI"，即機載雷達輻射的電磁波被敵方攔截概率的高低是一項重要的性能指標。在攻擊有專用電子干擾飛機掩護的機群或單機時，強烈的電磁干擾將使傳統的雷達無法正常工作。AESA天線口徑場的幅度和相位都可以隨意控制，可使天線旁瓣的零值指向敵方干擾源，使之不能收到足夠強度的雷達信號，從而無法實施有效干擾。通過數字波束形成(DBF)技術，可以使主波束分離成兩個波束，使其零值對準敵方干擾源；若干擾源位于雷達旁瓣方向，則在該方向也可以形成零值，使敵方收不到雷達信號，從而無法實行有效干擾。AESA的自適應波束形成能力是機載雷達在復雜的電磁環境中得以保持其作戰能力的重要因素。
美國篇：
美國國防部國防科學委員會主席的一份關于發展美國軍用機雷達的建議報告中特別強調了有源相控陣技術可以極大地擴展雷達的功能和提高雷達的性能， 21世紀美國的戰斗機雷達、預警與監視飛機的雷達都應是AESA體制的。事實上，除了F-22和F-35等新一代戰機都毫無例外地裝備AESA雷達外，美國對第三代現役戰斗機、轟炸機、預警和監視飛機的AESA改進都已列入計劃，并得到了相應的財政支持。業內一種普遍的觀點認為：從現在起再過十年，不掌握AESA雷達制造能力的廠商將沒有立足之地。
接下來就具體的介紹一下美國的幾種試驗中或者已經取得穩定進展的機型！
1） F-22 機載雷達(AN/APG-77)：
人們常常問什么是第四代戰斗機F-22令人印象最深的特性？它在什么領域具有最重要的技術突破？通常的回答是它的隱身和超音速巡航特性。但這些特性實際上在以前的戰斗機上已經分別在F-117和SR-71上實現了。談不上突破。業內人士和F-22飛行員們則普遍認為F-22最大的突破是它的航空電子系統實現了更高程度的綜合，AESA雷達首次在戰斗機上采用。它使飛機具有更為銳利的眼睛，更為豐富的作戰功能。對戰斗機目標的作用距離超過200km。可以實現"先敵發現、先敵發射、先敵命中"。F-22雷達可以進行脈間變頻、快速掃描，敵方很難檢測和定位。同時還可以用時分的方法進行電子情報搜集、實施干擾、監視或通信。這些是以前戰斗機雷達所無法實現的。
F-22雷達采用AESA體制，它由美國諾·格公司(Northrop Grumman Corp)和雷神公司(Raytheon Systems Company)共同研制。該雷達將用于21世紀初在美國空軍服役的F-22先進戰術戰斗機，目前F-22是世界最先進的戰斗機。F-22能在多種威脅環境下，以低可觀測性、高機動性和高靈活性對超視距敵機進行攻擊，也能進行近距格斗空戰。1998年4月，諾·格公司已交付第一套APG-77雷達硬件和軟件給波音飛機公司F-22航空電子綜合實驗室，對F-22的航空電子設備進行系統綜合測試和鑒定試驗。作為APG-77計劃的工程發展(EMD)階段的首批11部雷達已交付給諾·格公司馬里蘭州測試實驗室進行系統級綜合與測試。全尺寸雷達自1999年開始生產，2005年開始服役。AN/APG-77雷達是一部典型的多功能和多工作方式的雷達，其主要的功能有：
遠距搜索(RS)
遠距提示區搜索(cued search)
全向中距搜索(速度距離搜索)(velocity range search)
單目標和多目標跟蹤
AMRAAM數傳方式(向先進中距空空導彈發送制導修正指令)
目標識別(ID)
群目標分離(入侵判斷)(RA)
氣象探測
雷達可能擴展的功能有：
空/地合成孔徑雷達(SAR)地圖測繪
改進的目標識別
擴大工作區(通過設置旁陣實現)
2) F-35(JSF)機載雷達(AN/APG-81):
2000年，美國國防部JSF項目辦公室授予諾·格公司4200萬美元合同為JSF 設計、開發和試飛AESA雷達，它是多功能綜合射頻系統/多功能陣MIRFS/MFA)計劃的一部分。雷達系統采用最先進的AESA天線、高性能的接收機/激勵器、商用的處理機(貨架產品)。由于采用了最新的技術成果，大量減少了元器件和內部連接器數目，所以JSF雷達的成本和重量都較其前輩(F-22雷達)有大幅度地降低，重量和價格降低了約3/5，制造和維修也比較簡單。MIRFS/MFS 計劃要求T/R模塊能夠實現全自動化生產；可靠性比傳統的機械掃描雷達提高一個數量級；后勤保障和全壽命費用降低50%。APG-81采用開放式結構，為將來性能增長提供極大空間。JSF的AESA雷達設計的一條重要原則是必須滿足JSF對隱身特性的要求。同時強調必須滿足軍方提出對JSF的"四性"要求，即：經濟承受性、致命性、生存性和保障性。
3) F/A-18E/F 雷達AESA改進型(AN/APG-79)：
F-18D/C/E/F原來配裝雷達APG-65/73，其AESA改進型編號為 APG-79。該雷達仍由APG-65/73雷達的制造商雷神公司研制。APG-79采用先進的AESA體制，于2003年7月30日在美國中國湖(China Lake)海空作戰中心配裝在F/A-18上進行成功首飛。新雷達可以同現有F/A-18機載武器相匹配，同時，設計留有日后充分擴展的余地。APG-79 AESA雷達極大地降低了載機的雷達可觀測性，即提高了飛機的隱身特性。雷達的可靠性和維護性也得到了根本的改善。雷神公司將于2005年向波音正式交付裝機的APG-79雷達。APG-79 AESA雷達具有下述功能和特點：
空對空：
攻擊遠距目標
通過資源管理器減輕飛行員工作負荷
空對面：
防區外遠距高分辨率地圖測繪
同時具有多工作方式工作能力
可靠性和成本：
系統可靠性增加5倍
自檢系統可以把故障隔離到外場可更換模塊(LRM)
通過T/R模塊的特殊設計實現系統"完美"降級
運營成本大幅度降低
裝備F/A-18E/F的3部AESA雷達系統于2004年6月份開始在中國湖的海空作戰中心進行新一輪的試驗，并通知試飛小組制定一個有特種作戰部隊、埃格林空軍基地等單位參與的試驗計劃。還要求演示試驗飛機和指揮船之間的通信鏈路，研究F/A-18E/F和EA-18G可以向指揮船提供什么信息。海軍已經建立了一個工作小組，目前要做的是同空軍的F-15和JSF方面的人員接觸，深入討論聯合試驗和性能鑒定等問題以及建立一個工作小組評審有關標準、結構和規約。美國海軍和空軍目前都在研究AESA究竟能為未來戰爭帶來一些什么變化和收益？他們正在尋求幾個關鍵問題的答案：
目前，AESA雷達的作用距離已經是傳統機械掃描雷達的一倍，可供選用的雷達功能已極大地豐富，這樣我們可以創造一些什么新的戰術？
一個雙機或4機編隊怎樣分工完成空對空和空對地的攻擊任務？ 如何由一架裝有AESA的戰機引領一批沒有裝載AESA的普通戰斗機提高他們的戰斗能力。
4) F-16(UAE)雷達AESA改進型(AN/APG-80)：
F-16原來配裝APG-66/68，APG-80為其AESA改型，仍由諾·格公司研制。該公司還同時為F-16UAE研制電子戰系統。F-16UAE是為阿聯酋研制的F-16第60批產品，計劃生產80架。2004年到2007年完成交付。由于諾·格公司在此期間幾乎同時得到了F-22和F-35的配套雷達研制合同，因此大部分AESA技術和模塊都可以移植到APG-80中來。這使其研制周期可以大為縮短。預計2004年7月，雷達可以交付到飛機承包商洛·馬公司進行雷達的驗收試驗。APG-80雷達具有先進的對空和對地兩種工作模式，這也是采用諾·格公司第4代發射/接收機模塊化技術的第一種產品。APG-80可以連續搜索和跟蹤出現在它掃描范圍內的多個目標。此外飛行員還可以同時進行空對空的搜索與跟蹤、空對地的目標瞄準以及地形匹配飛行。
新的波束捷變技術帶來了雷達能力的巨大增長，擴展了飛行員對態勢的感知能力，使雷達對目標探測距離更遠，并具有高清晰度合成孔徑雷達成像能力。雷達的可靠性也比傳統的機械掃描雷達高數倍。
5) F-15改進型雷達(AN/APG-63V2)
F-15原來配裝AGP-63/70，APG-63V2為其改進型，采用有源相控陣體制。雷神公司已完成向波音飛機公司的最后18架F-15C的APG-63(V)2 AESA雷達的交付。這是世界上首次進入空軍服役的戰斗機AESA雷達。該雷達消除了原來F-15雷達笨重的液壓天線驅動系統，雷達的快速掃描和多目標跟蹤能力都得到了數量級的增長。提高了飛行員對戰場環境的認知能力。該型雷達能夠同現有的飛機武器系統很好地兼容。由于作用距離的增加，使得增程的AIM-120的性能得到充分的發揮，并能在更大的視場范圍內(方位和俯仰)制導多枚空空導彈，同時攻擊多個目標，包括雷達截面積很小的隱身目標，如巡航導彈等。
俄羅斯篇
俄羅斯Tikhomirov NIIP設計局和印度雷達開發實驗室（LRDE）聯合開發了Irbis有源相控陣機載雷達，雷達研制成本1.6億美元。2010年前，該雷達將裝備于印度的蘇-30MKI戰斗機，取代現有的NO11M Bars相控陣雷達（一種無源相控陣雷達）。
Zhuk-MSF（Sokol）是法茲特隆設計局設計的新型雷達。設計局表示，Sokol采用非等距的雷達陣元分布，它不同于傳統的等距陣元三角形柵格排列，是傳統相控陣雷達成本的1/5。雷達天線直徑980mm（增益37dB），重275公斤；可同時跟蹤24至30個目標，并攻擊其中的6至8個。在水平/垂直方向，雷達電子波束掃描的覆蓋范圍均為±70
o
。雷達峰值輸出功率為8kW，平均功率為2~3kW。Sokol雷達具備高可靠性、低截獲概率、反電子干擾和頻率捷變功能。法茲特隆設計局稱，Sokol雷達可在空空和空地模式實現隔行掃描。作用距離的相關數據如下：
速度搜索：245km（迎頭戰斗機目標）
邊測距邊搜索，上視模式：180至190km（迎頭戰斗機目標）
80km（尾追戰斗機目標）
下視模式：170km（迎頭戰斗機目標）
60km（尾追戰斗機目標）
邊跟蹤邊掃描模式：150km（迎頭戰斗機目標）
轟炸機或AWACS飛機等大型目標，Sokol雷達的探測距離超過300km。
Koyopo-F AESA雷達仍在研制中，成本有望比Koyopo-M降低50％。
Koyopo-F的重量更輕、可靠性更高，共有3種型別，分別提供小/中/大探測距離。天線直徑40mm，適用于頭部較小的飛機或作為蘇-30/蘇-34系列戰斗機的后向探測雷達。雷達發射機的峰值輸出功率為4kW，平均功率為0.4kW。據報道，俄羅斯已經將Koyopo-F雷達提供給了印度LCA（輕型戰斗機）。
以色列
Elta公司的EL/M-2052雷達特征如下：
a) 多于1500個T/R模塊（F-22雷達有2000個）
b) 跟蹤多達64個目標
c) 使用空海模式時，能夠探測并跟蹤160海里以外的地面目標
d) 具有高可靠性、同時多功能、良好的抗干擾能力等特點
e) 可以配裝F-15、幻影2000、米格-29、蘇-27/30和印度的LCA
以色列的"費爾康"（PHALCON）是全球技術最為先進的機載預警和控制系統。系統由Elta公司生產，采用有源相控陣技術。"費爾康"預警機系統的基本組成包括4個傳感器系統：相控陣雷達、相控陣IFF（敵我識別）系統、ESM（電子支援措施）/ELINT（電子情報）和CSM（通信支援措施）/COMINT（通信情報）。獨特的融合技術能夠連續處理來自不同傳感器的數據。當其中一個傳感器發現目標后，系統自動啟動其它傳感器進行搜索。
相控陣雷達系統提供360o的探測范圍，能夠跟蹤高機動目標。雷達可全天候、晝夜探測幾百公里外的低空飛行目標。波束靈活性降低了雷達虛警率。跟蹤啟動時間也由原來的20～40秒降低為2～4秒。
IFF系統采用固態相控陣技術，具備詢問、解碼、目標探測和跟蹤功能。系統將單脈沖技術應用于方位角測量。IFF數據與相控陣雷達數據能夠自動融合。
ESM/ELINT系統接收、分析并定位雷達信號，覆蓋范圍360o；具備高截獲概率，方位角測定精度高。系統采用窄帶超外差接收機和寬帶瞬時測頻（IFM）技術，提供高精度、高概率對機載/地面發射機信號截獲功能。通過到達時間差（DTOA）測量，系統可提供全部接收信號的高精度方位角信息；還可以搜集并分析電子情報數據。CSM/COMINT系統可接收超高頻、甚高頻和高頻信號，快速搜索和鎖定機載、艦載或地面目標信號。DF（定向）功能可定位目標。探測到的敵方信號能夠瞬間傳輸給監聽接收機。系統大量使用了計算機技術，減少了飛行員的工作負荷。