近日，一篇記述中國電子科技集團公司首席科學家、第十四研究所首席專家林幼權先進事跡的文章在網上廣泛流傳，被很多網友認為是中國軍事技術“超英趕美”的又一佐證。文中提到林幼權“主持完成了我國第一部機載有源相控陣火控雷達的研制與試飛，雷達系統設計水平國內領先，與世界上最先進的裝備美國F-22飛機的AN/APG-77雷達相當”。那么有源相控陣雷達是怎么回事，AN/APG-77又先進在哪里呢？

有源相控陣(AESA，有源電掃描陣列)雷達是目前先進戰機的標準配置，不僅逐步占領了戰斗機市場，也已進入機載預警雷達、面對空導彈火控雷達和立體搜索雷達領域。要想講清楚AESA技術的來龍去脈，首先得從電掃描陣列或相控陣（ESA）的發展歷程說起。

其實相控陣雷達也不是什么新概念，早在二戰后期德國就部署過世界上第一種“現代化”軍用量產型相控陣雷達“猛犸象”。通過改變經由天線陣列陣元的信號的相對相位或延時來實現波束控制，而不再需要通過機械的方法控制龐大笨重的天線掃描大范圍空域。

20世紀70年代，ESA技術取得了長足進步，具備了同時跟蹤大批量高速運動目標的能力，開始廣泛應用于導彈制導和彈道/巡航導彈防御。例如美國的FPS-115“鋪路爪”雷達和蘇聯的NIRI 5N15“第聶伯河”/“雞舍”系列PESA雷達，用于執行關鍵戰略彈道導彈捕獲和跟蹤任務。美國陸軍的C波段MPQ-53“愛國者”交戰雷達、美國海軍的SPY-1“宙斯盾”S波段無源相控陣雷達和蘇聯的X波段5N63/30N6(用于S-300PT/SA-10)和9S32(用于S-300V/SA-12)交戰雷達也是PESA雷達，用于摧毀飛機、巡航導彈、遠程導彈和戰術彈道導彈。這些型號被稱為第一代ESA雷達，采用無源透射鐵氧體移相器和行波管發射機提高整個系統的峰值功率，至今仍在服役和生產。

第二代ESA雷達于20世紀80年代面世，主要針對機載應用。例如美國B-1B“槍騎兵”的X波段APQ-164雷達和B-2A“幽靈”的Ku波段APQ-181低截獲概率雷達，適于隱身探測，具備導航、瞄準和自動地形跟隨能力。蘇聯的首部X波段機載PESA雷達是為米格-31開發的BRLS-8B“盾牌”(Zaslon，北約稱“閃舞”)，是第一種裝備前線戰斗機的批生產型ESA雷達，最顯著的特征是L波段IFF詢問機的PESA陣列被嵌入X波段雷達陣列之中，最出名的段子是可以烤熟兔子。以上這些第二代ESA雷達采用天線饋電網絡，這也是堆棧行結構的典型特征。

PESA采用無源移相器件，而AESA的T/R模塊則集成了多個微波單片集成電路（MMIC），形成獨立控制的接收機、發射機和波束控制器，系統整體可靠性大幅提升。除了波束捷變能力和可靠性的優點外，AESA的波束更精確，有利于副瓣抑制，降低被敵方截獲的概率。另外，AESA帶寬優勢明顯，可以用作威脅告警系統的附加高增益天線，或作為帶寬高達數千兆比特每秒的數據鏈。大功率孔徑AESA還能用作定向能武器，對電子密集目標系統或電子設備造成毀滅性影響。就雷達結構截面積而言，固定的AESA本身就優于萬向支架式的MSA，更容易與其他隱身平臺融合。

AESA的優點明顯，同時也更復雜，研發費用更高。功耗和冷卻是AESA面臨的兩大難題，也是與小型平臺整合的最大阻力。隨著實時處理要求的提高以及復雜應用模式的擴展，AESA對軟件依賴性大大增強，帶來了許多不屬于射頻領域的獨特工程問題，類似現象在新一代裝備的研發過程屢見不鮮。簡單講，材料和封裝技術是設計生產高性能AESA雷達首先要邁過的兩個門檻。在這兩個領域，美國和日本有著較為明顯的優勢，歐盟在技術上基本處于同一代，俄羅斯則有代差。例如，俄制五代機T50的雷達所用T/R模塊仍然采用細長方形“磚”式封裝，僅集成了1500個T/R模塊，還不及小一號的APG-81。

F-22A“猛禽”戰斗機裝備的APG-77是首部批生產型AESA雷達，集成了2000個T/R模塊，被認為是AESA技術發展風向標。生產商諾斯羅普·格魯曼公司將APG-77視為第三代AESA雷達，APG-80 (用于F-16)、APG-77(V)1 (用于F-22)、APG-81 (用于F-35)則被視為第四代。APG-77(V)1采用了為APG-81設計的T/R模塊，并優先升級了對地能力。2014年9月，F-22首次參戰空襲敘利亞，驗證了新雷達的對地能力以及與SDBII小直徑炸彈的整合情況。下一步可能會找個機會實戰驗證一下對空能力，當然這個機會不太好找。

前文中提到林幼權帶領的團隊完成了總裝“九五”、“十五”和“十一五”的重點預先研究課題“X波段機載有源相控陣火控雷達系統技術”，認為“課題瞄準國際上性能最先進的機載火控雷達，其技術難度極大，課題的完成不僅提高了我軍核心作戰能力，也帶動了我軍信息化裝備整體建設水平的提高，是國防科技戰線在攀登世界科技高峰征途上樹立的又一座歷史豐碑。”結合上文的簡單介紹，熟悉內地文宣風格的網友對中國機載有源相控陣火控雷達的技術水平應該有大體的判斷了。

北緯40°作者賜稿 文 | 落日

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