据麦姆斯咨询报道，雷神公司（Raytheon）近日公布了新款紧凑型氮化镓（GaN）有源电子扫描阵列（AESA）雷达，据称该雷达的成本仅为目前市场中火控雷达成本的一半。
成本更低、尺寸更小的AESA雷达是雷神“耐消耗（attritable）”无人机（UAV）和轻型攻击机等几种飞机类型的关键使能技术。近年来，这两种机型均成为低成本空战的解决方案。
雷神的紧凑型AESA雷达非常适合“耐消耗”无人机（来源：雷神公司）
雷神情报和空间部门的战略追求与业务创新主管Dick Sandfier表示，雷神尚未命名的紧凑型AESA雷达重约59公斤，仅为目前在售雷达重量的三分之一。该雷达尺寸约为71 cm x 37 cm，采用空气制冷。
“我们坚信，为满足尺寸、重量、功率以及制冷等方面受限的需求，确实需要一款小尺寸、紧凑型的AESA雷达。”Sandfier说道，“我们相信，这是一个相当大的市场。”
雷神表示，更小尺寸的AESA雷达将非常适合包括先进的喷气式教练机在内的小型喷气机，如波音的T-7A红鹰和韩国航空航天工业公司（Korea Aerospace Industries）的T-50金鹰，这两款机型均曾由其制造商作为轻型攻击机推出上市。Sandfier补充道，这款雷达在诺斯罗普·格鲁曼公司（Northrop Grumman）的F-5“虎”式战斗机上扮演敌方训练角色将会大有用处。
紧凑型AESA雷达将成为新兴“耐消耗”无人机市场中的重要角色：大幅降低新型飞机成本，即使在战斗中损失，损失也相对可控并可迅速替换。Sandfier表示，美国空军研究实验室（AFRL）的Skyborg系列无人机就是潜在适用机型。
Sandfier认为，美国陆军的未来攻击侦察机（取代退役的贝尔公司OH-58 Kiowa侦察机）和未来远程攻击机（取代西科斯基飞行器公司UH-60黑鹰通用直升机）也是候选适用机型。
使用氮化镓晶体管，提高工作温度
Sandfier声称，紧凑型AESA雷达应该比美国空军（USAF）F-16机队中诺斯罗普·格鲁曼公司（Northrop Grumman）的SABR APG-83 AESA雷达拥有更好的性能。目前没有这两款雷达的详细对比数据。
雷神这款紧凑型AESA雷达使用了氮化镓晶体管，能够在比传统砷化镓器件更高的温度下工作。这就使AESA雷达无线电发射器的射频功率显著提升。
“氮化镓使得AESA雷达发射的射频功率达到以前技术的5倍。”雷神公司表示，“对于雷达来说，这就意味着可达到更小的尺寸、更强的搜索能力以及更低的功耗。”
紧凑型AESA雷达是风冷式。但Sandfier表示，风冷式并非我们理想的制冷方式，我们绝对能够研发出适用于任何应用的液体制冷技术。液体制冷可以进一步提升雷达的功率，从而增加雷达的主动探测距离。
无源雷达，促使战空间数据共享成为可能
由于这款AESA雷达以电子方式来控制单个无线电天线，而非使用机械式移动天线，因此该系统可以同时在不同的方向、以不同的频率发射信号。该特点使得这款AESA雷达能够同时快速地探测多架飞机。
Sandfier补充道，雷神的紧凑型AESA雷达拥有960个单元阵列，同时其阵列设计还能扩大至2400个单元。阵列拥有更多的单元，就可能实现在更多方向上的同时探测，以及获得清晰度更高的周围空域图像。
AESA雷达也可以无源操控，以监听敌方雷达发射。这使得防御飞机能够在被敌方发现之前探测到其有源雷达。有源雷达探测需要足够的信号强度，以便使雷达波能够到达目标并反馈给飞机的天线。但无源探测则需要更小的功率，因为其无线电波的传输距离仅为有源雷达的一半，即发送信号的敌方飞机到接收信号的防御飞机。
无源AESA雷达的使用是第五代飞机的基石，第五代飞机将隐身特性与无源传感器相结合，从而实现躲避敌方。洛克希德·马丁公司（Lockheed Martin）的F-35飞机可通过其多功能先进数据链（Multifunction Advanced Data Link）与其他F-35飞机共享被动收集的目标信息，从而扩大了这种优势。当这些数据融合时，就能更准确地描绘出作战空间情况。
美国空军希望通过其先进作战管理系统（ABMS）进一步实现这一作战空间数据共享的概念。该概念设想，这一正在开发的网络将允许多种不同类型的飞机共享数据，从而实现作战飞行员快速判断形势，并抢先向敌方发起攻击。
到目前为止，实验网络已实现了在洛克希德·马丁公司的F-35、F-22 Raptor以及克瑞拓斯（Kratos Defense）的XQ-58A Valkyrie无人机之间共享数据的能力，XQ-58A Valkyrie无人机是美国空军研究实验室Skyborg系列飞机项目的候选机型。Sandfier表示，雷神的紧凑型AESA雷达可以在ABMS中发挥重要作用，以更广泛地了解作战空间正在发生的情况。
降低成本，“无人机自由”正在路上
Sandfier表示，雷神公司的紧凑型AESA雷达组装采用外包。这样应该可以有效地节省成本。
考虑到美国空军对“耐消耗”飞机的低成本目标（成本控制在200万至2000万美元），因此，经济的部件非常重要。雷达通常是飞机中仅次于喷气式发动机的最昂贵的部件之一。能够负担得起将大量AESA传感器部署到网络化的耐消耗无人机机队中，将会极大地提升空军的感知能力。
对于可能被改装成轻型战斗机的先进喷气式教练机，如T-7A和T-50，成本也是首要考虑的因素。对于对价格敏感的空军来说，低成本AESA雷达可能会使这些飞机更具吸引力，否则他们将不得不采购如F-16或Saab Gripen等更先进的轻型战斗机。
目前，雷神公司暂未准备好部署其紧凑型AESA雷达。这款雷达可能要到今年10月之后才会被正式命名。该系统的初步飞行测试计划于2022年在雷神的多程序测试平台上进行，该平台是波音727客机的改装版。
延伸阅读：
《雷达技术及市场趋势-2019版》
《硅基氮化镓（GaN-on-Si）专利全景分析-2020版》
《功率氮化镓（GaN）专利全景分析-2019版》
《射频（RF）氮化镓技术及厂商专利全景分析-2020版》
