中国电子科技集团公司首席科学家、第十四研究所首席专家林幼权 “主持完成了我国第一部机载有源相控阵火控雷达的研制与试飞,雷达系统设计水平国际领先,成为中国军事技术“超英赶美”的又一佐证。与世界上最先进的装备美国F-22飞机的AN/APG-77雷达相当”。那么有源相控阵雷达是怎么回事,AN/APG-77又先进在哪里呢?

有源相控阵(AESA,有源电扫描阵列)雷达是目前先进战机的标准配置,不仅逐步占领了战斗机市场,也已进入机载预警雷达、面对空导弹火控雷达和立体搜索雷达领域。要想讲清楚AESA技术的来龙去脉,首先得从电扫描阵列或相控阵(ESA)的发展历程说起。

其实相控阵雷达也不是什么新概念,早在二战后期德国就部署过世界上第一种“现代化”军用量产型相控阵雷达“猛犸象”。通过改变经由天线阵列阵元的信号的相对相位或延时来实现波束控制,而不再需要通过机械的方法控制庞大笨重的天线扫描大范围空域。

20世纪70年代,ESA技术取得了长足进步,具备了同时跟踪大批量高速运动目标的能力,开始广泛应用于导弹制导和弹道/巡航导弹防御。例如美国的FPS-115“铺路爪”雷达和苏联的NIRI 5N15“第聂伯河”/“鸡舍”系列PESA雷达,用于执行关键战略弹道导弹捕获和跟踪任务。美国陆军的C波段MPQ-53“爱国者”交战雷达、美国海军的SPY-1“宙斯盾”S波段无源相控阵雷达和苏联的X波段5N63/30N6(用于S-300PT/SA-10)和9S32(用于S-300V/SA-12)交战雷达也是PESA雷达,用于摧毁飞机、巡航导弹、远程导弹和战术弹道导弹。这些型号被称为第一代ESA雷达,采用无源透射铁氧体移相器和行波管发射机提高整个系统的峰值功率,至今仍在服役和生产。

第二代ESA雷达于20世纪80年代面世,主要针对机载应用。例如美国B-1B“枪骑兵”的X波段APQ-164雷达和B-2A“幽灵”的Ku波段APQ-181低截获概率雷达,适于隐身探测,具备导航、瞄准和自动地形跟随能力。苏联的首部X波段机载PESA雷达是为米格-31开发的BRLS-8B“盾牌”(Zaslon,北约称“闪舞”),是第一种装备前线战斗机的批生产型ESA雷达,最显著的特征是L波段IFF询问机的PESA阵列被嵌入X波段雷达阵列之中,最出名的段子是可以烤熟兔子。以上这些第二代ESA雷达采用天线馈电网络,这也是堆栈行结构的典型特征。

作为卫星副总设计师,林幼权负责完成了雷达的研制与交付。该雷达的主要性能达到了国外当今同类系统的先进水平,所取得的成果也为我国下一代高分辨率星载合成孔径雷达的研制奠定了坚实的技术基础。

该雷达自使用以来,对全球重点军事目标进行成像侦察,为判断有关国家的军事动向提供了重要的依据。同时雷达获得的图像也提供给国家减灾委等机关,用于灾害监测、环境监测、农作物监视、海洋观测等工作,特别在水灾面积评估、农作物分类等方面,已发挥了重要的作用。它的研制成功大大提高了我国卫星对地观测系统的发展水平,在我国军事、国民经济建设方面得到了广泛的应用,产生了重大的社会效益。该项目获2010年度中国电子科技集团特等奖,国防科技进步奖一等奖。

为了加快提高自己的技术水平,扩大知识范围,更好地胜任雷达系统设计工作。在紧张工作的同时,他师从我国著名雷达专家张光义院士,并于2001年获得信息与信号处理专业工程博士学位。在《电子学报》等核心刊物及国内、国际会议上发表了二十多篇文章。通过传、帮、带、学,结合课题和产品研制,培养了新生力量,在机载火控雷达技术、星载成像雷达技术等方面带出了一支在国内具有技术优势和高素质的科研队伍。