预警机的雷达技术已有很多代:美军却还留在上一代

可能有很多朋友都发现了中美预警机的差别,美国大型E-3预警机的转盘是会转动的,而中国的KJ-2000却是不转的,为什么会有这个差别?到底是转的好还是不转的好?要分析两者差异,我们简单可以了解下预警机雷达所经历的发展:

  1. 倒置卡塞格伦;
  2. 平板(波导)缝隙阵;
  3. 无源相控阵;
  4. 有源相控阵;
  5. 数字阵列;
  6. 共形阵列;

现代机载雷达(预警机也是机载雷达的一种)大概经历了6代发展,各位猜猜看,美军的大型预警机E-3的雷达是在哪一代?笔者告诉各位,是平板缝隙阵,那么KJ-2000是哪一代呢?答案是有源相控阵,两者之间至少相差2代。这些雷达各位有什么优缺点,下文简单介绍一下:

倒置卡塞格伦天线

普通的抛物天线焦点处是馈源,而卡塞格伦天线的馈源在抛物面的中心,经过焦点的副反射器反射到抛物面上然后再变成平面波辐射出去,倒置卡塞格伦天线的馈源又回到了抛物天线位置,但在前方增加了一个垂直线极化天线(为了对抗地杂波,机载雷达天线多为垂直线极化天线)。

倒卡天线工作原理 前部横杠处为极化栅格。 后面倾斜45度布置的为极化扭转板

二代机以及部分三代机中用这类天线挺多,苏27与苏30的火控雷达用的也是倒置卡塞格伦天线,这种天线优点是成本低,缺点是扫描时增益低,波束畸变严重,也不太适合用在预警机上,因为抛物面旋转的体积太大了,完全不适合需要360°扫描的预警机机载雷达。

平板(波导)缝隙阵

这种天线属于平板阵,由成千上万个小单元天线按照一定规则,间距等均匀布置在阵列面上,这些单元天线组成一个高增益、窄波束、超低副瓣的平面阵列天线,之所以叫做缝隙阵时因为在波导表面开缝(槽),让小缝隙成为一个天线,将电磁波辐射出去。

E3使用的APY1平板缝隙阵雷达

打开天线时可以看到一个个小槽,就是缝隙阵的来历,不过平板阵天线除了缝隙阵还有偶极子阵,Vivaldi天线阵,微带贴片天线阵等。平板阵应用其实挺广的,这个布局和相控阵也差不多,所以可以升级为相控阵,但作为预警机却不是随便升级的,下文会简单说明。