有問有答

江蘇南京 徐子彥問：

有源式相控陣?yán)走_和無源式相控陣?yán)走_的區(qū)別是什么？

答：相控陣?yán)走_的“有源”、“無源”之分在于天線本身是否包含可以獨立運作的發(fā)射和接收輻射模塊（簡稱T/R模塊）。無源式相控陣?yán)走_只有一個中央發(fā)射機和接收機，發(fā)射機產(chǎn)生的高頻能量經(jīng)過饋線網(wǎng)絡(luò)分配給天線陣列，天線陣列本身沒有發(fā)射源，僅起一個“電磁透鏡”的作用。有源式雷達的天線則有成百上千甚至數(shù)萬個獨立的T/R模塊，每個模塊都能獨立發(fā)射和接收電磁波。有源式相控陣的興起得益于上世紀(jì)70年代開始的電子元器件產(chǎn)業(yè)革命，有賴于固態(tài)器件和大規(guī)模集成電路的應(yīng)用。

較晚出現(xiàn)的有源式相控陣?yán)走_具體有哪些優(yōu)勢？

答：從性能上看，有源式相控陣在目標(biāo)探測、信號損耗和可靠性方面較無源式相控陣有明顯的優(yōu)勢。有源式天線可單獨控制每個T/R模塊，整個天線可以按需要分成若干組，每一組都是一個較小的“虛擬子雷達”，可以向不同方向發(fā)射不同編碼的波束，使用起來靈活多變。有源式相控陣?yán)走_的天線與信號處理器之間的環(huán)節(jié)少，尤其是不用來回走過復(fù)雜的饋線，信號在發(fā)射和接收過程中的損耗要比無源式降低3dB。無源式天線僅有一個發(fā)射機，一旦損壞，整臺雷達都將失效。而有源式天線上的幾千個T/R模塊之間相互獨立，在10%的模塊失效的情況下，雷達仍能正常工作，探測距離僅損失2.4%。在維修保養(yǎng)上，有源式天線也較為方便。另外，有源相控陣?yán)走_往往比無源式有更大的探測距離，法國“陣風(fēng)”戰(zhàn)斗機在用新型有源式相控陣?yán)走_替換掉原有的無源式相控陣?yán)走_后，探測距離增加了40%。還有，新式有源相控陣?yán)走_在干擾與反干擾以及海量數(shù)據(jù)的快速傳輸方面已有大量實際應(yīng)用，正在向多用途方面發(fā)展。2007年，洛克希德·馬丁公司讓一架F-22戰(zhàn)斗機上的相控陣?yán)走_以類似WiFi熱點的方式工作，達到了548Mb/s的上傳速度和1Gb/s的下載速度。這樣的速度已明顯優(yōu)于美軍現(xiàn)役的Link 16數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)。

能否從外觀上區(qū)分這兩種雷達？

答：從外形上看，無源式相控陣?yán)走_的天線背面有復(fù)雜的波導(dǎo)和饋線，而有源式相控陣?yán)走_的天線背面較為簡潔，但是前表面則比無源式顯得復(fù)雜一些。F-15C上的APG-63（V）1雷達天線正面有密密麻麻的“磚塊”（第一代AESA體型較大的T/R模塊）。較新的T/R模塊則封裝在更小的芯片內(nèi)，重量和尺寸都不到上一代模塊的1/4，如F/A-18E/F上的APG-79雷達天線前表面密布的“瓦片”。更新式的T/R模塊使有源式天線的前表面越來越平整，2007年的4側(cè)無引腳扁平封裝技術(shù)使模塊體積變?yōu)椤巴咂钡?/5，重量變?yōu)?/20。2008年的三維面板技術(shù)讓模塊體積又減小2/3，從外形上來區(qū)分兩種天線變得越來越困難。

天津網(wǎng)友問：

為什么很多國外的低成本航空公司（比如亞航）可以執(zhí)飛從北京、上海到亞洲其他國家的航線，而我們自己的低成本航空公司卻很少？

答：過去十幾年，低成本航空是全球民航業(yè)發(fā)展最快的細分市場，尤其是在亞洲。以運力來計算，低成本航空占的市場份額全球達到了30%，而在2001年這一市場份額僅為8%，可見10年間，低成本航空的增長勢頭之迅猛。但是目前中國的中國低成本航空市場份額還非常低，不到10%。這其中與一些特殊的市場因素有關(guān)，也同我們所處的發(fā)展階段相關(guān)。中國國航董事長王昌順在闡述國航暫時不考慮涉足低成本航空的原因時說：因為目前國內(nèi)引進飛機的價格、飛機起降費、航油價格等成本都降不了，低成本航空運營環(huán)境并不理想。關(guān)于這個問題，《航空知識》會在近期推出一篇相關(guān)文章，希望您關(guān)注。endprint