看似落後，實則先進：為何美國預警機雷達仍以機械方式掃描為主？

2022年11月26日16:04:23 熱門 1227

美國是世界上擁有預警機最多的國家，共有E-3預警機36架，E-2預警機約139架，共達175架，是中俄的兩倍以上，但與主力戰機戰艦雷達相控陣化截然不同的是，美國預警機雷達仍以機械掃描為主，E8C的AN/APY-3雖然是相控陣雷達，但卻主要用於對地探測，算不上真正的預警機。儘管美國與澳大利亞「共同開發」了的E737相控陣雷達預警機，但美軍卻並未裝備。

E737預警機

但掃描方式落後並不意味著美國預警機的性能低，實際情況卻恰恰相反。

E3預警機由波音707民用客機改裝而成，其AN/APY-1脈衝多普勒預警雷達工作在S波段，採用的是平板縫隙陣天線。波導縫隙陣就是在負責微波傳輸的波導材料表面開槽，形成很多縫隙，讓電磁波通過這些縫隙輻射出去，因波導縫隙看起來就像是開在平板上的一樣，這種天線被稱為平板縫隙陣天線。AN/APY-1雷達可同時跟蹤大約600個目標，並引導戰鬥機對其中的100個目標進行攔截。但這只是AN/APY-1雷達早期型號的數據，它後來進行了多次升級，處理能力早已令非昔比。保守估計現在能引導攔截200個目標，跟蹤的目標數量也至少翻倍，幾乎達到了平板縫隙陣天線的物理極限。因此，E3預警機的綜合性能與我國空警2000相比只高不低，儘管後者用的是有源相控陣預警雷達。

E3預警機的雷達有直徑9.4米、厚1.8米的旋轉天線罩

再看E2預警機，其最新型號E2D已升級為APY-9預警雷達，這是一種工作於分米波段的八木相控陣雷達，採用機械掃描與電子掃描相結合的探測方式。八木天線的全名是八木宇田天線，名稱源自兩個發明者的姓氏，發明於上世紀20年代。八木天線由多個金屬支柱組成，具有寬而高的輪廓，易於實現高增益和窄波束，特別適合用作內部空間小，工作波長寬的E2艦載預警機雷達。而APY-9通過合理調整八木天線的尺寸和輻射單元的間距，形成了八木相控陣天線。相控陣天線波束指向靈活，解決了八木天線波束調整困難的缺點。

E2D預警機 APY-9雷達兩排18個單元的八木天線緊湊地布置在其碟形天線罩

AN/APY-9雷達在方位120°的重點扇區和俯仰方向為電子掃描方式，在全部的360°方位則進行機械掃描。AN/APY-9所融合的有源相控陣雷達採用了碳化硅收發組件，其比上一代的APS145雷達在探測距離上大60%，對RCS為3~5平方米的目標探測距離可達500km。另外，E2D還採用了數字化接收機和數字波束形成，數字化程度僅次於空警500，而在元器件方面則領先空警500一代之多。最後E-2D還集成了紅外搜索與無源探測系統，顯著提高了對隱形目標的發現能力。

在採用碳化硅組件的E2D面前，空警500並無優勢

綜上所述，E2D在元器件水平、處理能力和探測手段上，已經超過了空警500，數字化程度也非常接近，只在掃描體制上稍有落後，說綜合性能與空警500相當並不誇張。

有了以上的分析，就更容易理解美國預警機仍以機械掃描為主的五個原因：

一，相比戰鬥機，預警機的有源相控陣雷達探測距離增加有限。戰鬥機雷達的探測方位角只有60度，而預警機的雷達特別是有源相控陣雷達探測方位角是360度，預警機的任務是探測跟蹤和指揮引導，而非鎖定。因此預警機的有源相控陣雷達完全不可能像戰鬥機那樣增加一倍，能多個20-30%就很不錯了。如E3預警機的探測距離是400到450公里，而有源陣預警雷達的視距是500到550公里。

二，有源相控陣預警雷達對隱形目標的探測性能沒有質的提高。本來有源相控陣預警雷達視距提高就有限，對隱形目標的有效探測距離尤其是穩定跟蹤距離卻沒有等比例的提高，因為類似F35的隱形目標不同於小目標，而是一個反射能量可以發生巨大變化的目標，發現了遠不等於跟蹤。這樣一來，傳統機械掃描預警雷達與有源相控陣預警雷達對隱身目標探測效果的區別就微乎其微了。