分身有术
相控阵雷达是否强大,跟“阵元”是否先进和阵元数量的多少有很大的关系。阵元的数量可以是几百个,也可以是上万个,像美国的“铺路爪”陆基相控阵预警雷达,就有15360个能发射电磁波的阵元和2000个不发射电磁波的阵元。15360个阵元分成96组,与其他不发射电磁波的辐射器搭配起来,本质上相当于96部雷达的组合体。
上图为美国的“铺路爪”长程预警雷达,主要用于监视弹道导弹,它可以探测导弹的弹道、发射点,计算出弹著点的位置。同时,它还可以用于监视和探测太空中的卫星。
上图为美国海基X波段雷达,被称为“海上巨眼”。它以螺旋桨推进,可远海的大型风浪中维持运作,是美国国家导弹防御系统(NMD)的重要一环。
正是因为有非常多的阵元,所以,军舰面对敌方导弹的饱和攻击时,可以把所有阵元分成若干组,每一组分别跟踪和对付一个目标。我们经常听到某种战机或者军舰能同时对付多少个多少个目标,其实,这其中的大部分功劳主要是属于战机或者军舰上的相控阵雷达。
如上图的F-35战机,它配备的AN/APG-81相控阵雷达,既可以跟踪空中的目标,还能监视地面上坦克和车辆,以及海面上的船只。下图为美国海军的F-35B在航母上垂直起降的照片。
快速切换
上图为蜻蜓的复眼,蜻蜓的眼睛又大又鼓,占据着头部的绝大部分,它是世界上眼睛最多的昆虫之一,由上万只“小眼”组成,蜻蜓的视力很棒,还能向上、向下、向前、向后看而不必转头。
相控阵雷达跟蜻蜓的复眼有相似之处,每一个阵元相当于蜻蜓的每一只小眼。在很多人的眼里,雷达就是会发射和接收电磁波的铁家伙,但是其实,人类的眼睛又何尝不是这样?人的眼睛依靠接收可见光这种电磁波从而看见东西,而雷达,本质上就是“人着眼”,它是战机、军舰和卫星的眼睛,没有雷达,拳头再硬也无用武之地。
传统雷达像人类的眼睛,估计还是独眼龙那种,想看到左边,就得把头扭向左边;而相控阵雷达,相当于蜻蜓的复眼,看左边和右边都不用扭头。这样的好处是,相控阵雷达探测和跟踪目标的速度极快,如果要调整100度的方向,普通雷达因为要转动,大约需要1秒,而相控阵雷达所需时间不到1毫秒。
它是雷达界的全能冠军
在过去,军舰上安装有不同种类的雷达,体积庞大、重不说,另一个麻烦是干扰,常常是,一种雷达工作时,另一种雷达就会受到干扰,严重的甚至不能同时工作。
由于相控阵雷达由电脑控制,所以它的方位指向和波段切换速度极快,能够同时完成对空、对地、对海不同目标的探测,如此的话,它可以把原来需要多种不同种类雷达才能完成的任务一下子接过来,实现火控雷达、搜索雷达、预警雷达等合而为一。另外,相控阵雷达还可以进行战机间通信,如果集中波速,可以对敌实施电磁干扰战。
相控阵雷达可以在1秒内关机,1秒内开机,好处是,当军舰遇到依靠雷达信号进行引导的“反雷达导弹”时,可以迅速地把朝向来袭导弹方向的雷达关机,同时,其他方向的雷达保持开启。
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