Существующие радиолокационные системы определяют самолёты, корабли или другие материальные объекты, а также их скорость и направление их движения за счёт посылки высокочастотных электромагнитных импульсов. Посланный высокочастотный импульс встречается с объектом и отражается от него. Отражённый сигнал улавливается антенной радиолокатора и обрабатывается, в результате чего получаются данные об угле, направлении и скорости объекта.
Исторически сложилось так, что начиная с первой сети радиолокационных станций Chain Home, развёрнутой в Великобритании во время Второй мировой войны, радиолокационные системы используются в военных целях для раннего обнаружения целей на земле и в воздухе. Они позволяют определить недружественные действия противника и своевременно предпринять ответные действия.
Ранние поколения самолётов не были оснащены радиолокаторами и пилотам приходилось полагаться на визуальное определение самолётов противника. После Второй мировой войны пилоты реактивных самолётов первого поколения по-прежнему использовали пулемёты и пушки как основное оружие, что ограничивало расстояние ведения боя возможностью визуального наблюдения.
Первый бортовой радиолокатор, установленный на самолёте, позволял находить самолёты за пределами видимых границ и предназначался только для перехватчиков. Часто эти системы требовали отдельного оператора. На последних моделях реактивных самолётов первого поколения на первых моделях самолётов второго поколения радиолокатор начал использоваться для направления ракет с инфракрасным наведением непосредственно на цель. Ракеты с инфракрасным наведением имели ограниченный радиус действия и были рассчитаны на очень короткие дистанции. В начале пятидесятых радиолокационные системы начали предоставлять возможность наведения ракет по радиолучу, но такое решение показало себя, как ненадёжное. После того, как цель захватывалась бортовым радиолокатором, такие ракеты должны были самостоятельно отслеживать и перехватывать самолёты.
После того как радиолокаторы самолётов третьего и четвёртого поколений стали более сложными, они позволили увеличить максимальное рабочее расстояние определения воздушных и наземных целей, обеспечили возможность лазерного наведения на воздушные цели и начали работать во всепогодном режиме. Не смотря на то, что такие радиолокаторы стали более совершенными, они по-прежнему требовали механических частей для направления антенны в нужном направлении, что делало их неустойчивым к механическим повреждениям.
Радиолуч таких радиолокаторов напоминает световой луч от ручного фонарика. Когда необходимо подсветить какой-то участок, фонарик направляется рукой вверх или вниз. Если необходимо осветить сразу большую область или осветить ее побыстрее, то необходимо использовать несколько лучей от фонариков, т.е. разработать и использовать более эффективные системы, такие как пассивную фазированную антенную решётку или активную фазированную антенную решётку.
Прежде чем привести различия между пассивной фазированной антенной решеткой ПФАР (PESA — Passive Electronically Scanned Array) и активной антенной решёткой АФАР (AESA -Active Electronically Scanned Array), необходимо понять, что между ними есть общего.
И современная ПФАР и современная АФАР — это обычные импульсные радиолокаторы. Импульсный радиолокатор — это система, которая передаёт короткие мощные радиоимпульсы и между переданными импульсами «слушает» ответ, который является отражённой от объекта радиоволной. Используя допплеровский эффект, на основе ответа можно определить скорость объекта и расстояние его от радара. И ПФАР и АФАР могут быстро сдвинуть собственную рабочую частоту, что исключить появление взаимных радиопомех или исключить определение своего положения по радиосигналу. Такая гибкость в управлении частотами позволяет избежать интерференции с соседними радиолокаторами или явлениями природы. Обе могут работать как в узкополосном режиме, так и широкополосном и могут использоваться как одно из средств радиоэлектронной борьбы для пассивного сканирования.
Итак, в чем же заключаются отличия между ПФАР и АФАР?
Пассивная антенная фазированная решётка:
- передаваемая мощность вырабатывается единственным усилителем где-то в системе, а затем распределяется по элементам решётки
- у ПФАР может быть только один основной луч и один источник мощности передатчика
- все элементы решётки объединены в единый приёмник. Каждый элемент проводит луч через фазовращатели
- поскольку используется один луч, то такие системы более подвержены влиянию помех
- ПФАР имеет более простую конструкцию
Активная антенная фазированная решётка:
- приёмная функция реализуется множеством элементарных усилителей, но они могут достаточно просто объединены в единый приёмник и работать как ПФАР
- всистемах АФАР используются индивидуальные усилители мощности в передатчике, фазовращатели и приёмники для каждого элемента
- радиолокатор с АФАР более помехоустойчив и может использовать как один основной луч, так и несколько одновременно.
Соответственно, можно сказать, что пассивная антенная фазированная решётка являлась первым шагом на пути реализации активной антенной фазированной решётки.
Источники:
- https://duotechservices.com/difference-between-pesa-radar-and-aesa-radar