预警机的发展与展望[四] GO!
相控阵雷达预警机的发展
80年代以来有源相控阵雷达技术走向成熟。这种雷达以其扫描波束的高灵活性、系统的高可靠性和高效率等优点称著。因此雷达专家们预测这种雷达将成为新一代(或称第三代)预警机系统的多功能探测设备。但在机载条件下采用这种雷达在系统工程上还有不少难点待解决。
所以进入90年代，虽然出现过很多方案和设想，但真正作出预警机有源相控阵雷达系统，经过检飞考核的，还只有两个型号。这两个型号的功能还不强，应该说它们是处在发展的初级阶段。
第1个型号是由以色列航空工业公司(IAI)研制的。由该公司下属的埃尔塔(ELTA)电子公司研制有源相控阵雷达。以航公司在80年代中期就开始向外宣传它的“第三代预警机”方案。称之为“法尔康预警机”(PHALCON-AEW)。它是相控L波段共形阵预警机(PHased Array L-band CONformal AEW)的缩写。
法尔康预警机的方案是：采用波音707机作载机。在其机身两侧前后各加一长方形平面相控阵天线，天线口径前侧为10米宽×2米高，后侧为6．7米宽×2米高。在平面天线外加一玻璃钢整流罩，使天线阵与机身基本上“共形”(意即外形相符)。机头天线为圆形平面阵，直径2．9米，装在一个圆球形天线罩内。机尾下部亦加装一个小天线阵。设想用喇叭阵，外面有扁平天线罩。
法尔康预警机的发射接收系统采用固体化发射／接收模块(简称T／R模块)。每一模块内包含晶体管驱动级和功率输出级、环行器、接收高频放大器、幅度加权级(即衰减器)与移相器，是一个混合集成电路，输出平均功率4瓦。8个T／R模块组合成1个T／R单元，有共用的机盒和冷却散热管道。有源相控阵天线本来要求阵面上每个(或一组)天线振子都连接一个T／R模块。
在法尔康系统中则为了降低雷达的成本、重量和耗电，全机184个T／R单元中仅80个固定连接在天线阵的中部各振子组(2个为1组)上；其余T／R模块则经高频功率开关与各阵面轮流连接。所以雷达通常还是用360度圆周扫描方式进行搜索。雷达对5平方米2目标机的最大探测距离是360千米。
相控阵雷达波束的灵活性优点表现在：
1．发现可疑信号后波束可立即相控回扫过去进行认证，确定是噪声还是目标信号。如是前者即放弃之，继续向前扫描搜索，如是后者则可起始目标航迹。这种回扫认证在0．1秒内可完成，而机械旋转扫描的雷达则要等到一个扫描周期(通常是10秒)之后才能再次观察此信号；
２．在正常全方位搜索的同时，可对重点目标进行“全跟踪”，即对这些目标提高探测数据率到4～5秒／次，并增大雷达波束对目标的照射时间。这样可对机动目标保持跟踪，并提高测量精度；
３．对重点区域可进行慢扫描以增大探测距离。
如在机侧左右70o范围内以15秒／次的周期搜索，可增大探测距离约30％。法尔康预警机的任务电子系统中除雷达和显控台外，还包括电子侦察分系统、通信侦察分系统、通信分系统与导航分系统等。这些分系统都可采用80年代的新技术成果来提升性能。
但是最终法尔康系统方案未能实现。1989年起以航公司获得智利的合同，开始研制一种简化的预警机系统。这一系统代号为“神鹰”(Condor)。1993年初完成系统综合，开始检飞，1993年又飞往法国，参加巴黎国际航展，1995年初交付智利空军。
神鹰预警机与法尔康方案的不同点在于：
①只在机身前部两侧和机头安装雷达天线阵面。扫描范围260o，机尾向有100o是盲区；
②3个雷达天线平面阵都是由垂直的行波天线平列组成。每l列行波天线与1个T／R模块连接。机侧天线有96列，机头天线有64列，分别连接12个和8个T／R单元。全机共有T／R单元32个(或T／R模块256个)。天线阵的波束扫描，方位上由T／R模块的相位控制；仰角上由雷达载频变化来控制。因此，相位控制点数与T／R单元数比法尔康方案要少近一个数量级；
③方位上用单脉冲技术测角，仰角上不作角测量。该系统属二坐标雷达。
据测试，神鹰预警机对5米2目标机的探测作用距离约为法尔康方案的64％。由于任务电子设备总重较小(约10吨)。神鹰预警机可续航11．9小时。
第2个型号是瑞典爱立信(Ericsson)公司承包研制的“埃里眼”(Erieye)预警机。该机的特点是将一平衡木形的天线与天线罩装在小型民航机(或称通勤机)米德罗Ⅲ(Metr。Ⅲ)的机背上这种背鳍式天线是一个创新。
瑞典国防部根据其国家的防御作战思想，认为它们的预警机主要是用于在国境线内巡逻，提前发现境外有入侵意图的敌机，及时报知防空指挥系统，由后者指挥和控制防空兵力。对预警机的载机要求是小型机，其目的一方面是为了节省购置费和维护使用费，另一方面在国内巡逻不要求远离基地，允许减少续航时间。并且在战时小型机能在公路上起降，可提高生存能力。
小型载机和远距离监视这两个有矛盾的要求，在背鳍式有源相控阵天线方案中得到了较好解决。背鳍式天线罩长9.7米，高0.8米，前端有一个冷却系统的冲压空气入口，内部有一个8米长×0．6米高的S波段相控阵天线。每面有178(水平向)×12(垂直向)个天线振子。两个面之间安装192个固体化的发射／接收模块，每一模块与8个天线振子连接，其平均发射功率为15W。模块内部含电子开关可受控与左面或右面天线阵相连。因此每一面相控阵在有源时平均发射总功率约3kW。
这一发射功率及天线面积如与E一3A相应参数比较，可推算出此雷达探测距离约为E一3A的70％。但整个“平衡木”(天线罩与罩内设备)的重量仅800千克。
载机内除雷达信号处理器与数据处理器外只装一个显控台。由一名雷达操纵员将雷达探测到目标的数据通过无线数据链传送到地面防空指挥所。挂在机腹下的辅助电源吊舱(APUT-62T)输出功率为60kVA，供雷达等用。
除“平衡木”外，任务电子设备总重700千克。因此，起飞总重仅7．85t的MetroⅢ小型机可以承载预警任务电子系统和一个雷达操纵员，在7，000～7，500米高度上经济航速270～300千米／小时，能在离基地185千米外，值勤4～6小时。
瑞典国防器材管理局于1982年开始向美国仙童(Fairchild)航空公司提出改装该公司MetroⅢ型机的设想。
MetroⅢ机本身长18．09米，翼展17．37米。在机背上加装长条“平衡木”后，飞行阻力增加很小。为克服其对尾部气流扰动与对侧向操纵性的负影响机尾垂直舵面加大，并增加两个小垂直安定面。
1987年样机交付瑞典，由爱立信公司加装它研制的雷达PS-890(新编号为FSR-890)，并承包系统总体。1988年曾将样机在英国国际航空展览中展出。1991～1992年系统检飞考核，表明在飞行高度7，000米时，典型的作用距离为：对大型机300千米，对小型战斗机200千米，对巡航导弹l00千米，达到了瑞典空军的要求。
1992年底瑞典国防器材局向爱立信公司订购6架埃里眼预警机，但载机改为瑞典萨伯(Saab)公司生产的Saab-340型机。Saab-340较MetroⅢ大。机身长19．73米，翼展21．44米，起飞总重12．93吨。因此可装4个雷达显控台与相应操作员。
由Saab-340改装的埃里眼预警机飞行高度7，500～8，000米，巡航速度450～470千米／小时，可在离基地185千米处，值勤7～ 9小时。并且增加显控席位和通信设备后，它基本具备了控制、引导己方飞机的功能。
因此瑞典现在对埃里眼预警机设想有两种配套方案：
①是空中监视，地面控制(Airborne Surveillance，Ground Control---ASGC)
②是空中监视，空中控制(Airborne Surveillance，Airborne Control——ASAC)。
但应指出，埃里眼雷达阵面波束(波束方位宽1°，仰角宽10°)在方位上相控扫描 ±60°，只能对机身两侧各搜索120°，机首与机尾方向各有60°盲区。波束在仰角上不相控扫描。雷达对目标不测定其仰角或高度，属二坐标体制。可见此雷达的搜索、控制功能是有局限性的。
爱立信公司在1996～1998年向瑞典空军交付6架预警机。此外它又与荷兰福克(Fokker)飞机公司协议，准备在FOKKER 50民航机上安装埃里眼背鳍天线雷达，定名为王鸟(King Bird)MK2E。
Fokker 50机比Saab 340更大。该机长25．25米，翼展29米，起飞重量21吨。机舱内可载更多任务电子设备(如电子侦察分系统)和操作人员。飞行高度7，600米，巡航速度480千米／小时，可在离基地556千米处，值勤8小时。
1996年，爱立信公司又和美国洛克希德—马丁公司协议，将C-130运输机作为载机加装埃里眼雷达的新预警机系统。