中国有源相控阵雷达实际水平如何？并非世界第一，和美差距多大？

在2023年上半年的时候，中国曾举办了一届举世瞩目的世界雷达博览会，由中国雷达行业协会牵头，众多中国重要企业参加，向全世界展示了我们的各类先进雷达。

【堪称“雷达盛宴”】

其中中国的有源相控阵雷达备受关注，真实水平虽不是世界第一，却也同样令人惊叹，那么和美国还有多少差距呢？

先进有源相控阵雷达

所谓有源相控阵雷达（APAR），本质上是一种可自行产生接收电磁波的相控阵雷达，利用数以千计的小型雷达接收/发射模块，每个模块都可以独立控制，令雷达波束有快速、灵活和精确指向等优点。

这种技术从20世纪中叶开始发展，随着半导体技术的进步，特别是高功率微波晶体管的出现，有源相控阵雷达在现代防空、导弹制导系统及航天技术中变得不可或缺。

与之前的机械扫描天线或被动相控阵雷达相比，有源相控阵雷达具有多个优势。

首先是指向的灵活性和快速性，传统雷达需要物理旋转天线来扫描空间，而APAR可以在微秒级别内改变波束指向，实现几乎瞬间的目标跟踪和数据更新。

这意味着，即使是高速移动的目标，也能被持续、准确地追踪。

其次，有源相控阵雷达可以同时执行多项任务，通过不同的波束指向和波形设计，APAR能够同时进行空中搜索、目标跟踪、导弹制导等，优化资源利用，提高作战效率。

在现代多威胁环境下，这一特性让军队能够更好地应对同时来自多方向的威胁。

再者，有源相控阵雷达具有出色的信号处理能力，每个发射/接收模块都可以进行独立的信号处理，这极大增强了雷达对复杂电子战环境的适应能力。

通过动态调整波形和频率，有源相控阵雷达能够有效地规避敌方电子干扰，并对抗隐身技术，提高对低可探测目标的识别能力。

此外，有源相控阵雷达的模块化设计确保了较高的可维护性和可靠性。

单个模块的损坏不会直接致使整个雷达系统失效，这种设计大大减少了战斗中因受损导致系统完全失去功能的风险，确保了连续作战能力。

最后，相控阵雷达的波束形成能力还提高了辐射效率和功率管理。

这意味着，即便在较低的功率消耗下，有源相控阵雷达也能实现较远的探测范围和更好的分辨率。

在此次世界雷达博览会上，中国展出的YLC-2E型雷达就由多个有源相控阵模块组成，具备发现F22、F35等隐身飞机的潜力。

而在我国现役的各类预警机中，已经普遍装备上了有源相控阵雷达，其中空警-200安装的是平衡木式有源相控阵雷达，空警-500安装的是“身背”圆盘式有源相控阵雷达。

不仅如此，在有源相控阵雷达领域，一些民营企业也拥有了相关资质并且着手研发技术，大大激发了中国雷达的研发的活力。

和美国差距

尽管中国在有源相控阵雷达领域取得了不小的成就，但和美国比起来还有一段路要走，其中FPGA芯片和ADC元件是重点领域。

ADC元件的作用在于将雷达由天线接收回来的模拟信号，转换成数字信号。

雷达系统首先发射出射频（RF）信号，并通过反射回波来探测目标。

【雷达系统的工作原理】

当雷达天线接收到这些模拟RF回波信号时，它们必须转换成数字形式才能进行进一步的处理和分析。

而ADC就是实现这一转换的关键组件，它负责从连续变化的模拟信号中采样，生成描述信号振幅的数字代码。

这个过程要求ADC必须拥有足够的速度和分辨率，以确保转换后的数字信号能准确代表原始模拟信号，从而允许后续处理芯片对信号进行高度精确的处理。

【从编码到解码】

FPGA芯片则负责执行雷达系统中的多种信号处理任务，FPGA是一种高度可配置的处理器，可以执行特定的逻辑功能。

在有源相控阵雷达中，FPGA通常用来实现数字波束形成、信号过滤、数据处理、波形生成、目标检测和跟踪算法等功能。

由于FPGA能够并行处理大量数据，它是处理来自APAR系统众多发射/接收模块信号的最佳选择。

比如在数字波束形成中，FPGA会对来自不同接收模块的信号进行时间延迟和加权相加处理，以形成定向的波束，并且可以同时形成多个波束来跟踪不同方向上的多个目标。

FPGA芯片和ADC元件可以说是有源相控阵雷达中的核心技术，但是目前大部分技术被美国掌控。

比如说，美国就拥有全球95％左右ADC元件市场，这意味着中国想要购买相关设备还得去找美国人，这也是美国“有恃无恐”的资本之一。

当然，中国一直以来坚持独立自主的发展技术，并没有找美国直接进口。

并且随着中国雷达技术的不断发展，正在成为美国在这方面的唯一竞争者。

很可惜的是，由于美国长期扎根相关领域，中国想要完全在有源相控阵雷达核心技术领域超过美国，可能还要慢慢来。

也就是说，中美目前在相关领域的差距还有些大，但中国在雷达技术领域做出的诸多技术上的尝试，总体方向和发展目标是好的。

比如，中国装备在歼10战机上的AESA雷达属于一款重量轻、低成本的紧凑型机载有源相控阵雷达探测距离已经超过了装备同类雷达的F16战机。

【机头雷达】

这意味着，中国在有源相控阵雷达某些领域的技术已经超过了美国！

参考资料：

【1】高燕 有源相控阵雷达发展概况及应用 通讯世界

【2】中国军网：《专家解读|空警-500有哪些科技含量》