在諸如硅(Si)，砷化鎵(GaAs)和最近的氮化鎵(GaN)等半導(dǎo)體材料的推動(dòng)下，數(shù)字化水平不斷提高，AESA技術(shù)繼續(xù)快速發(fā)展。與早期的半導(dǎo)體晶體管相比，半導(dǎo)體材料的進(jìn)步帶來(lái)了更高的電壓處理能力，更高的導(dǎo)熱率和效率。 

因此，這些技術(shù)可顯著改善射頻性能——更高的輸出功率，更高的工作頻率，更寬的帶寬和出眾的可靠性。天線(xiàn)技術(shù)也正在朝著數(shù)字化的方向發(fā)展，消除了老式的模擬元件，并實(shí)現(xiàn)了更高的效率和更大的工作動(dòng)態(tài)范圍。

總的來(lái)說(shuō)，這些新型材料和技術(shù)的發(fā)展，使得天線(xiàn)架構(gòu)和波束形成中微型化和集成度的不斷提高，這為顛覆性的優(yōu)勢(shì)和雷達(dá)應(yīng)用創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。下圖展示了天線(xiàn)架構(gòu)和波束形成的趨勢(shì)，它們反映了雷達(dá)的過(guò)去和現(xiàn)在。與過(guò)去專(zhuān)注于解決設(shè)備過(guò)時(shí)的問(wèn)題相比，現(xiàn)代雷達(dá)體系結(jié)構(gòu)專(zhuān)為技術(shù)嵌入，性能增長(zhǎng)和長(zhǎng)期可持續(xù)性應(yīng)用而設(shè)計(jì)。

近年來(lái)，依靠雷達(dá)來(lái)應(yīng)對(duì)各種各樣的威脅，從小型、行動(dòng)緩慢的無(wú)人機(jī)到超小型、快速且靈敏的導(dǎo)彈。同時(shí)使用一臺(tái)雷達(dá)檢測(cè)常規(guī)目標(biāo)之上的這些威脅，對(duì)雷達(dá)設(shè)計(jì)提出了相互矛盾的要求。

例如，對(duì)于在高速，高機(jī)動(dòng)和彈出目標(biāo)中檢測(cè)短反應(yīng)時(shí)間的要求與在苛刻的混亂環(huán)境中檢測(cè)慢速目標(biāo)的觀察時(shí)間長(zhǎng)的要求相沖突。這導(dǎo)致了在規(guī)劃和利用雷達(dá)時(shí)間能量預(yù)算方面的沖突，迄今為止，已經(jīng)通過(guò)引入不同的雷達(dá)模式來(lái)解決這一問(wèn)題。

因此，引入了雙軸多波束形成(Dual-axis multi-beam)的新穎解決方案，以增加觀察時(shí)間而又不影響反應(yīng)時(shí)間，并允許一部雷達(dá)同時(shí)完成各種功能和任務(wù)——多功能雷達(dá)。雙軸多波束包括多個(gè)同時(shí)接收的方位和俯仰波束。

下圖是具有多個(gè)同時(shí)接收波束的寬發(fā)射波束。由于加寬導(dǎo)致減小的發(fā)射波束增益可由目標(biāo)持續(xù)時(shí)間增加引起的高處理增益所補(bǔ)充。從本質(zhì)上講，雙軸多波束成形是20世紀(jì)70年代引入的一種現(xiàn)代形式的疊加波束雷達(dá)，它通過(guò)創(chuàng)新性地利用AESA技術(shù)改善了雷達(dá)設(shè)計(jì)的權(quán)衡因素。

單個(gè)顏色表示同時(shí)具有接收波束的發(fā)射波束

多普勒域還利用增加觀察時(shí)間來(lái)提高非對(duì)稱(chēng)威脅的可檢測(cè)性，特別是低、慢和小型(LSS)目標(biāo)(如無(wú)人機(jī))的出現(xiàn)。在LSS空間中，感興趣的目標(biāo)必須與鳥(niǎo)類(lèi)，道路和行人交通相抗衡。多波束的觀察時(shí)間越長(zhǎng)，返回的質(zhì)量越高。

由最新的數(shù)字信號(hào)處理器支持的有限沖激響應(yīng)不是使用經(jīng)典的快速傅立葉變換對(duì)這些返回值進(jìn)行多普勒處理，而是提供了獨(dú)立的濾波器控制功能來(lái)增強(qiáng)可檢測(cè)性并提取獨(dú)特的功能以幫助目標(biāo)分類(lèi)。

這些不斷發(fā)展的技術(shù)和新興概念的融合帶來(lái)了兩個(gè)關(guān)鍵的雷達(dá)發(fā)展，即圖所示的G550緊縮型機(jī)載預(yù)警(CAEW)雷達(dá)和圖所示的多功能雷達(dá)(MMR)。

雖然20世紀(jì)90年代的MFR天線(xiàn)裝有數(shù)十個(gè)TRM，但CAEW的MFR和MMR天線(xiàn)各自裝有數(shù)百個(gè)TRM。與E-2C 鷹眼的情況不同，天線(xiàn)陣列被吸收到灣流G550飛機(jī)機(jī)架上，沒(méi)有活動(dòng)或旋轉(zhuǎn)部件。如果沒(méi)有創(chuàng)新的天線(xiàn)架構(gòu)，以及硬件小型化和高度的射頻數(shù)字集成，就不可能在公務(wù)機(jī)上安裝MFR。

一個(gè)MMR可滿(mǎn)足多種感知需求——監(jiān)視，預(yù)警和防空作用——壓縮“觀察-定位-決策-行動(dòng)”(OODA)循環(huán)。與采購(gòu)單個(gè)傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)每個(gè)功能相比，運(yùn)行單個(gè)系統(tǒng)是一種經(jīng)濟(jì)高效的解決方案。

它還減少了選址和人員配備的需求，在新加坡土地面積有限和出生率下降的背景下，這尤其令人信服。DSTA將MMR概念化，與志趣相投的雷達(dá)供應(yīng)商合作開(kāi)發(fā)，并且是第一個(gè)提供此功能的公司。

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