解放軍共形陣天線水平如何？探測隱形五代機有很大優勢

戰鬥機天線，就是戰鬥機上用來輻射和接收無線電波的裝置，其原理就是發射天線將振蕩器（發射機）送來的交流電磁能變為向一定空間傳播的電磁波（無線電波）能量。接收天線從周圍空間獲取電磁波能量，並將它傳送給接收設備。一般地說，天線尺寸對波長的比值越大，獲得的能量也越大。

共形陣天線是戰鬥機機載相控陣雷達發展的一個方向，能夠提高雷達的探測性能，特別是提高中距雷達制導空空導彈攻擊隱身飛機方面效果好，是各國研究的一個重點，中國也已經研製成功採用圓柱陣的相控陣雷達，用來探測各種飛行目標，是一種比較先進的共形陣天線，能夠應用到戰鬥機上，提升戰鬥機的探測距離。比如，殲－20安裝了國產EOTS-86機載內埋式光電搜索瞄準系統，對美軍B2發現距離150km，對F22發現距離110km，性能出眾，探測距離遠，令外媒非常關注。

這裡，我們就要學習研究一下相控陣雷達天線了。這種天線一般採用線陣或者平面陣，優點是結構比較簡單，技術處理比較容易，各方面理論比較成熟，因此費用、成本等較低，是目前相控陣雷達廣泛使用的天線形式。不過平面相控陣天線也有自己一些先天的不足之處，限制它進一步的發展。

圖註：殲-10B是中國在殲-10戰鬥機基礎上改進而來的一款新型戰鬥機，刀形天線搶眼

比如，平面相控陣天線掃描角度就受到限制，原理是平面相控陣天線隨著波束掃描角的增大，會造成有效孔徑投影區的下降， 從而導致波束的展寬和天線增益的下降，這樣就會嚴重影響雷達的探測性能。天線增益是指在輸入功率相等的條件下，實際天線與理想的輻射單元在空間同一點處所產生的信號的功率密度之比。它定量地描述一個天線把輸入功率集中輻射的程度。增益顯然與天線方向圖有密切的關係，方向圖主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。天線增益是用來衡量天線朝一個特定方向收發信號的能力，它是選擇基站天線最重要的參數之一。

圖註：殲20全身布滿天線 信息化能力超F-22A「猛禽」戰鬥機

一般來說，增益的提高主要依靠減小垂直面向輻射的波瓣寬度，而在水平面上保持全向的輻射性能。天線增益對移動通信系統的運行質量極為重要，因為它決定蜂窩邊緣的信號電平。增加增益就可以在一確定方向上增大網路的覆蓋範圍，或者在確定範圍內增大增益餘量。任何蜂窩系統都是一個雙向過程，增加天線的增益能同時減少雙向系統增益預算餘量。另外，表示天線增益的參數有dBd和dBi。DBi是相對於點源天線的增益，在各方向的輻射是均勻的；dBd相對於對稱陣子天線的增益dBi=dBd+2.15。相同的條件下，增益越高，電波傳播的距離越遠。一般地，GSM定向基站的天線增益為18dBi，全向的為11dBi。

一般而言平面相控陣天線的極限掃描角度在正負60度左右，這樣的話如果想實現全向 探測至少有3塊天線，考慮到載體的運動和搖晃，必須保證每個陣面的工作區域有一定的重疊，那麼需要的陣面就要增加到4個以上，所以我們看到宙斯盾艦艇一般 擁有4個天線就來源於此，這樣做的後果就是雷達天線較多，增加作戰系統的價格和使用費用，同時對電力供應也有較大的壓力。

圖註：殲-20兩架量產型同時現身

據美國空軍戰鬥機指揮官威廉·弗雷澤稱，中國隱形戰機殲-20的出現促使美國加緊研發一些關鍵軍事武器，其中包括新一代導彈。眾所周知，2011年1月11日，中國首款第五代戰機殲-20在成都實現首飛。這款戰機在信息化能力上領先F-22戰機，它全身布滿相控陣天線，具備全息感知能力。在這種能力的支持下，依靠飛發一體化控制技術，殲-20戰機可實現多機自動組網、任務自動分配和自主格鬥功能。

中國研製的CSRB1圓柱陣相控陣雷達

中國從1980年代開始琛共形陣天線技術，可以說起步比較早，有很強的戰略眼光。1990年代中國共形陣天線陣元就取得了突破，此後在共形相控陣天線領域更是突飛猛進。CS/RB1雷達就採用了圓柱共形相控陣設計，具備 360度探測能力，工作在L波段，適合要低防空、快速投送以及反火力作戰，可用於探測敵方迫擊炮彈並定位其發射陣地，作為攔截和反擊火力武器系統的警戒與跟蹤雷達，也可用於校正己方迫擊炮的射擊。

CSRB1推出時的金屬材料展板，非常漂亮

珠海航展上公開展出的CS/RB1雷達，採用了圓柱共形相控陣設計，具備360度探測能力，工作波段先進，適合要地防空、快速投送中探測所需。最主要的是，我們可以從圖片中獲得信息：它可適應各種運輸機、直升機空投的要求，機動性強，操作、部署簡便，適合快速投送；在要地防空系統中擔負各類低空目標的探測任務。CS/RB1雷達的出現標誌著我國的共形相控陣雷達技術已經從實驗室走向部隊，而且，有消息稱，CS/RB1雷達還將走向國際市場。

共形天線已經走入實用

另外，共形陣中不同位置陣元有各自的電環境，因此在天線工作的時候，如何解決有源輸入阻抗匹配是需要解決的關鍵問題，對飛機和導彈這樣的載體來說身振動和動態變形對於天線陣面還要較大的影響，需要在實用中加以解決。所以，現在共形陣處在初級的階段，實用多是一些圓柱形這樣比較簡單共形天線，一些所謂的共形天線飛機如以色列的』海雕』預警機實際上是把平板型天線安裝在機身上面，從而得到較大的側面天線陣，提高雷達的探測距離。

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