4.相控陣雷達的大腦—計算機
相控陣雷達有一個極其聰明的“大腦”—計算機。雷達係統中自帶的計算機會按一定規律節奏協調各個天線發射的電磁波的相位。計算機又可以通過精確計算,讓方陣上的無數小天線各自發出相位不同的電磁波,從而使照射到需要探測地方的電磁波相位一致,並且還能互相加強,不但使電磁波的傳播距離更遠,還可以使從目標反射回來的信號更加清晰完整;而讓照射到其他地方的電磁波在相位完全相反,甚至是互相抵消而消失得無影無蹤,避免產生幹擾雜波。這樣就不用再轉動天線了,隻要給電腦主機下達一道指令,就可以讓電磁波照射到任何一個需要探測的區域,這就是神奇的相控陣技術。
與傳統雷達相比,相控陣雷達掃描方式非常靈活,在以微秒計算的時間內就可以準確無誤地掃描完一個周期。這樣所有空中目標都將近似處於一種被連續監視的狀態之中,所以相控陣雷達在理論上絕不存在雷達盲區。這就使它能騰出手來同時跟蹤監測空間中更多的目標(傳統雷達隻能跟蹤個位數的目標,而相控陣雷達則可以跟蹤200~400個目標)。天線無需轉動,這就讓它不用顧忌轉動慣性,可以擁有足夠大的體積來安裝大功率的發射器,使探測距離達到那足夠遠處(傳統雷達探測距離隻有200千米左右,而相控陣雷達可以達到500千米以上)。
相控陣雷達大量使用了集成電路,是高科技的結晶,而且製作天線的材料中還需要使用大量稀有金屬,所以它的製造和維護成本是相當高的。我國從20世紀60年代就已經開展相控陣技術的研究,雖然和其他國家的雷達性能上還有些差距,但也已經在逐漸縮小和先進水平的差距。
5.相控陣雷達的特點
說一千,道一萬,那麼相控陣雷達有哪些特殊的本領呢?
(1)能對付多個目標。相控陣雷達充分利用了科學家賦予它的電子掃描的靈活性、快速性和按時分割原理或多波束等特點,實現人們素來尋求的那種邊搜索邊跟蹤工作方式,它與電子計算機相配合,能同時搜索、探測和跟蹤不同方向和不同高度的多批目標,並能同時製導多枚導彈攻擊多個空中目標。因此,它適用於現在戰場上多目標、多方向、多層次空襲的作戰環境,而這些都是傳統雷達根本無法完成的任務。
(2)功能多,機動性強。相控陣雷達的天線陣上能夠同時形成多個獨立控製的波束,分別用以執行戰術上需要的搜索、探測、識別、跟蹤、照射目標和跟蹤、製導導彈等多種任務。一部相控陣雷達能起到多部普通專用雷達的全部作用,而且還遠比它們能夠同時對付的目標總數多得多。因此,這就可大大減少武器係統的龐大而又笨重的設備,從而顯著提高武器係統的作戰機動能力。
(3)反應時間短、處理數據本事高。相控陣雷達根本不需要任何天線驅動係統,波束指向又能靈活變動,最重要的是它能實現無慣性快速掃描,從而大大縮短了對目標信號檢測、錄取、信息傳遞等程序所需的反應時間,具有任何其它雷達都無可比擬的數據率。相控陣天線通常采用數字化工作方式,使雷達與數字計算機完美無瑕地結合起來,能大大提高自動化程度,簡化了雷達操作程序,縮短了目標搜索、跟蹤和發控準備等的反應時間,便於快速、準確地實施任務程序和數據處理。因而可以遊刃有餘地跟蹤空中高速機動目標的能力。而傳統雷達那種靠機械轉動的搜索方式,慣性極大,根本就不容易對它進行靈活調整。
(4)抗幹擾能力極強。相控陣雷達可以利用它獨有的分布在天線孔徑上的那些數目很多輻射單元綜合形成一個非常高的功率,並能合理地管理雷達能量和控製主瓣增益,可以根據不同方向上的各種特殊需要分配出不同的發射能量,易於實現自動適應並抵抗各種電子幹擾,有利於發現那些距離遙遠的空中目標和雷達反射麵極小的目標(如隱形飛機),還可提高抗反輻射導彈的能力。
(5)可靠性高。相控陣雷達的陣列組較多,且並聯使用,即使一個天線陣列上有少量組件意外失效,它仍然能正常工作,突然完全失效的可能性最小。
6.相控陣雷達的缺點
當然,相控陣雷達也不是十全十美的設備,它也不少自身的缺點。那就是它的設備十分複雜、造價昂貴,典型的相控陣雷達比一般雷達的造價要高出好多倍。此外,相控陣雷達波束掃描範圍也十分有限,最大掃描角為90o~120o。每當需要它進行全方位監視的時候,就需要配置3~4個天線陣麵。還有,它可以對500千米外的目標進行監測跟蹤,但是對於短程彈道導彈的襲擊卻無能為力,隻好坐以待斃。