已达到国外四代半战斗机的水平,中国歼-10C战机配有源相控阵雷达

2017-10-25 08:22:05   



最新公开的歼-10C战斗机,可以清晰看到它倾斜雷达罩,里面安装就是机载有源相控阵火控雷达
最近网上出现中国空军新一批歼-10C战斗机图片,歼-10C是歼-10战斗机最新改进,它最大特点就是配备了有源相控阵雷达,整体作战技术水平达到了国外四代半战斗机的水平。
国产机载火控雷达从最初雷达测距器发展到现在有源相控阵雷达,走过了一条充满艰辛、曲折的道路,凭借无数技术人员刻苦努力,国产机载火控雷达已经跻身当今前列,成为少数几个能够研制、生产机载有源相控阵火控雷达的国家之一。


歼-7机头里面就是雷达测距器,性能也比较简单


歼8换装了性能稍好的SL-4,但是不具备低空目标探测能力
在国产机载雷达起步之初,国家经济技术实力薄弱,所以不具备研制生产先进机载雷达的能力,只能生产一些简单雷达测距器。上世纪60年代开始,中国相关单位开始着手研制机载火控雷达,这就是SL-4火控雷达,雷达配套歼-8战斗机,采用单脉冲体制,可以探测中高空目标,不能在地面杂波背景下探测目标,无法探测低空目标。
随着技术发展,现代作战飞机低空突防能力日益提高,要求机载火控雷达能够探测和攻击这些低空突防目标,这样就需要在地面杂波背景下分辨出目标,这样脉冲多普勒雷达(PD)就出现,PD雷达技术原理是雷达、飞机都在运动之中,会让杂波频谱展宽,这样就可以根据目标信号滤除地面目标,但是实现起来非常困难,它需要天线副瓣非常低、发射机发射电磁波非常稳定、信号/数据处理更加强大,同时这些部件又安装在飞机上面,还要考虑到散热、振动等因素,对于工程技术要求极高。


第1种国产机载PD火控雷达-KLJ-1


国产1473火控雷达
中国从上世纪70年代开始研究机载PD火控雷达,80年代确立了技术方案,就是KLJ-1火控雷达,它采用了平板缝阵天线、栅控行波发射管、可编程信号/数据处理系统等先进技术,考虑到国内技术基础和条件,KLJ-1并没有要求全波形,也就是说只有中低脉冲重复率,没有高脉冲重复率,因此探测性能受到一定限制,经过努力KLJ-1型火控雷达在90年代研制成功,并且装备在歼-8B战斗机上面,在KLJ-1的基础上,中国又研制成功更加先进的KLJ-3和JL-10A,这两种雷达采用了更加双模栅控行波管,具备全波形探测能力,分别装备歼-10战斗机和歼轰-7A战斗轰炸机。
需要指出的是KLJ-1装备部队之际中国空军正在引进苏-27SK战斗机,它上面配备了NO01E机载PD火控雷达,中国雷达技术人员惊讶发现NO01E技术水平居然要低于KLJ-1,例如它仍旧采用变型卡塞格伦天线、数据处理系统也是中小规模集成电路,与KLJ-1平板缝阵、可编程信号/数据处理系统要落后许多,不过俄罗斯在大功率行波管、无源相控阵雷达等方面要比国内先进,因此中国相关单位与俄罗斯技术合作也主要集中在这几个领域。


SU-27雷达技术水平要低于KLJ-1,注意它采用卡塞格伦天线
早期PD雷达领先机械机构转动天线实现全向覆盖,机械结构缺点就是运动有惯性,会降低天线扫描速度和精度,难以对付高机动目标,另外隐身技术开始大量运用,要求雷达具备更大功率来对抗RCS更低的目标,不过更大功率意味着更高功率发射机、对于波导、馈线等要求更高,这样就会降低雷达可靠性,从这些角度来说机械扫描雷达已经不能适应新世纪空战环境要求,这种情况下,相控阵雷达开始替代机械扫描雷达。
相控阵雷达与机械扫描雷达相比,最大特点就是采用了电子扫描,可以迅速改变波束指向,可以对付高机动目标,并且可以实现多波束、多功能,可以掌握更多目标,一般认为只有升级到相控阵,机载火控雷达才具备多目标能力,早期相控阵雷达有用无源相控阵雷达,它在天线上装备移相器,通过相位变化实现电子扫描,但是无源相控阵雷达缺点就是电磁波从发射机到天线辐射出去,节点更多,损耗更大,因此在同样条件下,雷达探测距离实际上是下降了,中国上世纪90年代与俄罗斯在无源相控阵雷达领域展开技术合作,随着研究深入,中国相关单位认为无源相控阵雷达没有太大发展前途,只是将其作为有源相控阵雷达一个备用,而是选择将相关技术成果继续改进机械扫描雷达,以后直接升级到有源相控阵。


苏-30MKI战斗机BARS雷达探测距离要低于国产机载火控雷达
这也可以解释中国为什么没有为苏-30MKK配备源相控阵雷达,国产战斗机也没有大规模装备,当时俄罗斯BARS机载无源相控阵火控雷达发射机平均功率大约也在1KW左右,早期机载PD雷达发射机平均功率只有数百W,因此BARS探测距离超过后者,不过中国相关单位通过刻苦努力、加上对外技术合作,将机械扫描雷达发射机平均功率也提高到了1KW以上,前面说过,在发射功率相同条件下,机械扫描雷达损耗要低于无源相控阵雷达,相应探测距离也要优于后者,所以国产歼-11B战斗机火控雷达探测距离要优于苏-30MKI,当然多目标攻击能力要比后者要低。


有源相控阵雷达有效提高国产战斗机作战能力


国内已经批准KLJ-7A有源相控阵火控雷达出口
进入新世纪之后,国内电子工业尤其是信息产业迅速进步,为国产有源相控阵雷达研制提供了坚实物质基础,有源相控阵雷达最大特点就是采用T/R模块替代了原来大功率发射机,它与后者相比,损耗更小,可靠性更高、成本更低,可以更好以时分方式工作,实现多波束和多功能,一部雷达可以当作以前几部雷达使用,并且还可以扩展到通信、电子战、导航等功能,目前国产有源相控阵雷达已经批量装备部队,歼-20、歼-10C、歼-16等战斗机已经配备有源相控阵雷达,歼-10、歼-11、歼-15等战斗机也将在升级之后换装新型雷达,并且有源相控阵雷达也被批准可以出口,以增强国产战斗机在国际市场上竞争能力。