Re: [提問] 我國2級艦案宜採AESA或PESA及關於2者性能

[letterE (雷特伊)]

※ 引述《PTTHappy (no)》之銘言：
: 有十個問題。我有先查了網上觀點，只是看完以後不是很懂因此也無法確認這十個問題的
: 答案，尚請大家對此十個問題都惠予指點。所以po文附上相關網上觀點來請問本板網友。
: https://m.gamer.com.tw/home/creationDetail.php?sn=1486216
: 先講題外（戰機）話，由這篇文章，知道AESA較不耗電但造價貴，PESA極耗電但造價便宜
: 。
: 一、
: 疑惑：但是戰機上該裝哪種？這作者既說裝PESA會把戰機上電能快速耗光，又說裝AESA太
: 貴除了美國以外很多國家裝不起，所以若以我國而言，是該在戰機上裝哪種ESA？
: https://kknews.cc/news/nk8oymq.html 相控陣雷達的特性（為何常見配置多個陣面）
: 波束掃描範圍有限，最大掃描角為90°~120°。當需要進行全方位監視時，需配置3~4個天
: 線陣面。

F-16AM/BM (國內F-16升級的F-16V)和新採購的F-16V採用的是APG83 AESA雷達

: 二、
: 請問：將雷達旋轉的話可以360度範圍都掃描到。只是缺點是不是「雷達」旋轉的時間差會
: 漏失其餘範圍監測？固定四面陣比較重比較貴，但就擔保確實360度範圍都永遠被監測到？
: 當然，這不是說電子掃描雷達就不能採用機械轉動的方式來增大掃描範圍，事實上採用
: 機械轉動電子掃描雷達基座的方式可以進一步增大雷達波所能覆蓋的範圍，比如英國45型
: 等防空驅逐艦裝備雙面或單面電子掃描陣列雷達（而不是如美國神盾艦上的四面陣），
: 這就使它們不得不採用旋轉陣面的方式來覆蓋360度圓周，是「電子掃描」+「機械轉動」
: 結合的典型實例。

對。順便一提45型的兩顆雷達都是旋轉AESA

更新:如asmp提到的，45型的遠程防空預警雷達是旋轉PESA S-1850M 版SMART-L
是這顆的後繼SMART-L-MM才改成旋轉AESA

: 三、
: 請教：世上有些不具名文章說「『旋轉的雷達』就不會是ESA」的說法有誤？或是說（資
: 料沒寫明），是PESA能被輔以機械加以轉動，但是AESA結構上無法被機械轉動？但依照下
: 方某資料，其實不一定，是看有無予以設計罷了？
: PESA：英文Passive翻譯為「被動」，意思是指天線表面的陣列單元只有改變「訊號相位」
: 的能力而沒有發射信號的能力，訊號的產生還是依靠天線後方的訊號產生器，經訊號放大
: 器，再利用電磁導波（導波管）或空間饋電方式傳送到陣列單元上面，接收時則反向而行
: 。由於每個陣列單元自身不能作爲訊號源主動發射電磁波，所以被稱作被動相位陣列。

PESA跟AESA都可以轉
國造的例子
會轉的PESA 蜂眼，海蜂眼
會轉的AESA 海鷹眼
不會轉的PESA 弓三的機動雷達

: 四、
: 請教：所以PESA仍然具有主動搜索能力？因為差點以為是只能被動等敵人發射雷達波後才
: 能察覺（聯想到潛艇的主動聲納、被動聲納）。換言之，就PESA雷達而言，只是雷達元件
: 上比較複雜還需要天線後方的訊號產生器、訊號放大器、導波管來發射電磁波主動偵蒐？

是。
主被動只是針訊號產生和收發元件是否合一。被動分開主動合一。
順便一提，PESA跟AESA都是相位合成的方式產生波束，所以都可以控制波束方位
但AESA可以更精細的控制

再順便一提

ESA不只PESA跟AESA，還有更老的頻掃雷達，基隆級的SPS-48就是


: 五、
: 請教：以及，（在小功率級別的ESA而言）PESA因為要搭配建置訊號產生器、訊號放大器、
: 導波管，所以整套設備體積與重量會大於AESA？（至於大功率級別則可能逆轉？）
: AESA：英文Active翻譯為「主動」，意思是指天線表面的每一個陣列單元都完整地包含訊
: 號產生、發射與接收的能力，也就是將訊號產生器、放大器等等全部縮小放在每一個陣列
: 單元以內，天線不需要依靠訊號產生器以及導波管饋送訊號。
: 由於主動陣列相比於被動陣列省略導波管造成的能量耗損，因此探測距離得以大幅延長，
: 而被動相位陣列雷達的探測距離卻由於耗損而稍遜於同功率的傳統機械雷達。
: https://kknews.cc/zh-tw/military/x52y5z9.html 這篇文章提到AESA性能都比PESA好，
:                                               AESA缺點是無關性能的造價更貴。
: 有源陣多採用固態功率放大器件，無源陣則多採用電真空器件的發射機。固態器件相比電
: 真空器件，重量輕，體積小，可靠性和可維護性高，但是電真空器件目前在較高頻率上，
: 能實現更大的功率。


理論上AESA可以比較輕


: 六、
: 請教：所以我國2000噸級巡護艦就可承載重量角度，比較適合配AESA？（或不一定--搭配
: 第十題）

應用面，所以不一定，因為要考慮
1.手上有沒有AESA可以用，包含自產和外購可能
2.預算
3.開出來的作戰需求

: https://read01.com/zh-tw/0eD6P0x.html 這篇文章提到AESA性能也是有輸PESA的點：
: AESA可以用幾個T/R模組合成一個「虛擬小雷達」，比方說2000個模組分成50個虛擬雷達
: ，就可以單獨追蹤50個目標。弔詭的是這個神奇的功能在現代用處不大。怎麼說呢？下面
: 再一個小單元講「掃瞄同時追蹤」來解釋。
: AESA可以把波束集中去探測遠處，比方說同樣1MW，AESA波束可以縮到5°，PESA只能縮到
: 30°，理所當然AESA探測距離更遠了。代價就是視野窄小，波束以外什麼都一抹黑，上下
: 左右掃瞄一圈下來也是要花個幾秒鐘的，於是AESA集中波束只是特殊情況而非常態。
: 此外，AESA在「掃瞄」時（也就是把波束像探照燈一樣甩來甩去），一旦偏離中線，有效
: 距離就開始下降、波束就開始散開，一般而言掃到60°以外波束就不堪用了。這也是PESA
: 的Iris-B號稱強於AESA的地方，人家有旋轉台，有效掃瞄空域大於固定的AESA。
: 這樣一說，你就可以明白為什麼美國空軍預警機、海軍神盾艦都是用PESA了：
: 1.不缺電不缺空間，可以做到更大功率，和更寬廣視野，這兩點正是預警機和防空戰艦
: 的最重要性能，AESA如果要寬廣視野就沒有探測距離優勢，功率提升又受限，在這方面就
: 不如PESA了；
: 2.本來就不可能隱藏行蹤，AESA的低被探測性沒有太大意義；
: 3.機體/艦體夠大，不需要委曲把所有天線整合進AESA里，多半情形下，「整合」都意味著
: 性能要作某種程度的折衷取捨，戰機上每一克重量每一瓦電力都很寶貴，犧牲點效能來節
: 約重量與耗電是值得的，在預警機和神盾艦上則不那麼要緊；
: 4.預警機和神盾艦雷達功率強大、電腦處理能力強大，不易被干擾，AESA的抗干擾性能價
: 值沒那麼高；
: 5.電腦處理和人工判斷容量巨大、接戰數龐大（引導防空飛彈或戰機群），可以處理
: 廣空域大量目標的同時追蹤，但戰機無法對敵太多目標，所以跟好幾個目標就夠了。
: 七、
: 請教：5.讀不懂，就5.所述的現象，使用PESA為何比AESA好？
因為你引用的這個範圍是在比較機載旋轉PESA (360度)和機載固定式AESA (有指向範圍)
這段也不是在說PESA比較好，而是有人戰機上面的猴子反正不能同時接戰太多目標，不需要看360度

但此文這樣拿來比多少有亂比的嫌疑

: 八、
: 但仔細想想，上述各段落只是說PESA性能「就某些應用意義上」「不輸」（也就是打平）
: AESA，但也不意謂PESA就贏過AESA吧？譬如說，AESA也效法加上旋轉台擴大掃描範圍咧？
前面解釋過了


:
: ...........
: 九、
: 請教：據說提康是搭配PESA，這會不會是因為可能涉及考量艦上其他裝備以後，
: 沒有太多空間可乘載高功率的AESA的緣故，「如果一開始艦型更佳而能允許的話」，
: 提康的雷達配置若能是AESA，對該艦作戰需求所需的雷達性能而言會更好吧？
很簡單，因為1980年代只有PESA
美國一直到伯克級最新的FlightIII批次才開始用AESA的SPY-6

: 十、
: 請教：所以就減輕雷達重量角度（需犧牲性能角度）言，我國2000噸級防空反潛綜合巡護
: 艦宜優先考慮PESA？以及搭配若要減少ESA雷達面數又要顧及搜索範圍，就採用旋轉裝置？
: 若二級艦防空能力設定為點防空（所以不處理來自遠程威脅），採用PESA就還不算大礙？
: ps.但裝PESA（因為要搭配OO器、XX器）確實頗耗電，這就只好忍耐並好好因應了。
: 感謝網友們就上述十點予以或簡或詳皆可的解答。

應用問題如前面所述

AESA不是絕對必要，但有的話也OK。

然後PESA也可以搞區域防空，正如堤康和早期伯克級，所以不是這樣看
是要根基於海軍開出的作戰需求，預算，可取得性，維護成本等等求取平衡

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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 203.79.181.20 (臺灣)
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※ 編輯: letterE (203.79.181.20 臺灣), 09/24/2022 10:36:36
推 kira925     : 推
→ kuma660224  : 觀念正確
→ kuma660224  : 重點還是先求有  不管PESA/AESA都能滿足戰力
→ kuma660224  : 不要又搞到眼高手低 回頭叫Knox再戰十年
→ kuma660224  : 就像走到美食街 說三道四 這不好那不夠
→ kuma660224  : 最後空手回家還是吃泡麵...
推 PTTHappy    : 感謝 我懂了 這半年來類似如此在本版學到不少武器知
→ yenjtr      : 其實PESA有部份在甲板上重量會比AESA來的稍微有優
→ yenjtr      : 勢
→ yenjtr      : 但是AESA比PESA有優勢的地方可以稀釋掉這點
→ PTTHappy    : 識~且不再被似是而非農場文帶偏(若沒真懂易被混淆)
→ Rinehot     : 不管是海蜂眼、海鷹眼還是什麼海龍眼、海蛇眼，反
→ Rinehot     : 正能達成導引MK41上的海劍二接戰多個目標，就強過
→ Rinehot     : 除了紀德之外其他所有一級艦…
推 chyx741021  : 推～
→ kuma660224  : 美國車載MPQ64F1哨兵雷達也還是PESA
→ kuma660224  : 較重是悍馬載不動  但解法也簡單
→ kuma660224  : 載不動就跟火炮一樣用拖車拖著啊
→ kuma660224  : 台灣陸蜂眼則是直接換卡車載台 也行
→ kuma660224  : 反正性能滿足需求就好
推 kira925     : 有多少錢做多少事 載台留有餘裕未來還能再升級
→ kira925     : 好高騖遠就真去美食街喊要吃米其林 最後回家吃泡麵
→ kuma660224  : 若用更新的AESA技術可能能縮小減重
→ kuma660224  : 但也沒必要就為這點差異 花更多錢
推 yenjtr      : 但是小船如果有甲板上重量考量也可以把這個優點放進
→ yenjtr      : 去評估
推 asmp        : 英國45級的S1850M應該還是PESA，一直到最近SMART-L
→ asmp        : 才有使用氮化鎵收發模組的AESA改良版。
→ kuma660224  : 南韓尹永夏級570噸 跟沱江噸位相似
→ kuma660224  : 也用單面被動相陣旋轉PESA
→ kuma660224  : 二三級小船通常要求便宜
推 nanozako    : 重點是震海到底哪裡不合海軍的意思一直未公開
→ nanozako    : 畢竟迅聯專案已於2020年十月完成海上驗證
→ nanozako    : 中科院艦載PESA+戰系+垂發應該是成功研發
→ nanozako    : 但海軍堅持震海計畫有部分(未公開)科研項目待精進
→ nanozako    : 那些項目精進了兩年沒結果，最終震海被換成輕巡
→ nanozako    : 如果真的只是需要"精進"，那海軍還不如先造一艘
→ nanozako    : 沒有"精進"的原型艦出來測試，像當年的沱江
→ nanozako    : 當然海軍也可能是玩文字遊戲，不是精進而是出大包
→ nanozako    : 督到連硬要生出原型艦都不可能的大問題
→ Rinehot     : 不知道，我是一直覺得海軍就是想買AN/SPY-7，才會卡
→ Rinehot     : 這麼久…但是也沒證據就是了。
推 kira925     : 大家都在猜 立法院也不跟海軍演直接炮海軍
→ kira925     : 但海軍就在那邊皮...
推 james386190 : 推
※ 編輯: letterE (203.79.181.20 臺灣), 09/24/2022 11:30:46
推 chyx741021  : 國防部也有建議海軍震海艦減裝，也是沒聽
推 rommel1     : 海軍不是中途說要主動相列?
→ Rinehot     : 立院那個是叫海軍放大噸位，其實不論是放大噸位或是
→ Rinehot     : 縮減功能，就是快點弄就對了…
→ kira925     : 立院態度就:你就不要皮 放大噸位 海軍:NO
→ kira925     : 國防部:你不要皮 弄簡單點 海軍:NO
推 rommel1     : 海軍開的規格根本就是柏克的規格,硬套在4530上
→ Rinehot     : 海軍要AN/SPY-7就直說無妨，但是你時限前拿不到就是
→ Rinehot     : 乖乖降級或是加大噸位就對了，而且將來還是會搞紀德
→ Rinehot     : 的接替者，到時候再搞AN/SPY-7有何不可？
→ kuma660224  : 一步到位直接攻頂  VS 兩隻腳走路螺旋升級
→ kuma660224  : 高砂海軍以前外購或技轉都是一步到位
→ kuma660224  : 反而對岸水師習慣先求有再求好
→ kuma660224  : 但敵軍不會等你什麼時候到位
→ kuma660224  : 只是覺得 笑死  還在用knox 堅持4530個屁
推 chyx741021  : 現在改從二級艦開始練功也是比較務實的路線，只是
→ chyx741021  : 先前浪費了這麼多年才認份實在是…
推 ejsizmmy    : 所以從2018 2019那時我就說了，務實螺旋升級，留空
→ ejsizmmy    : 間是更可靠方案
→ ejsizmmy    : 越高的科技門檻越需要這種方式
推 sheng76314  : 我覺得有人在拖 板友覺得是兩派內鬥造成
推 fuhrershih  : 這不是海軍內部是不是有兩派鬥爭的問題，而是讓人
→ fuhrershih  : 不得不推斷有人趁機阻礙海軍建軍進度的疑慮，畢竟一
→ fuhrershih  : 個案子跑了那麼多年，搞一堆理由延遲進度推展，最
→ fuhrershih  : 後被外部壓力壓著頭宣告放棄原案，另外以比較能夠
→ fuhrershih  : 快速建案的方式繼續進行，這中間沒有鬼誰會信？
推 rommel1     : 軍中什麼都是機密，誰在堅持4530至今不明
→ kuma660224  : 立委也問不出來啊  到底規格怎麼訂的
→ michael777  : 刁個小錯，ESA的ES就限定是電掃了，頻掃當然不算ESA
推 asmp        : https://reurl.cc/QblXAO
→ kuma660224  : ESA是包含頻率掃描的
→ asmp        : 這邊是前輩對於相位掃描和頻率掃描的說明。
→ kuma660224  : 發射機週期變頻來改變天線的波束相位
→ kuma660224  : 使波束在垂直軸規律往復掃瞄有變方向
→ kuma660224  : 但無法像日相位掃描的移相器控制波束
→ kuma660224  : 現代常講的電掃都只提相位掃描的
→ kuma660224  : 但頻率掃描也是電子控制 是屬於電掃
推 asmp        : 沒錯，相掃和頻掃都是電子掃描，只是頻掃應該只剩舊
→ asmp        : 貨，不會再推出新產品。
→ asmp        : 中科院在掌握陶鐵磁相移器的製作方法後，也不會再走
→ asmp        : 頻掃的回頭路。
推 wahaha99    : 在SDR如此發達的今天,不能靠軟體做嗎?
→ wahaha99    : 這年頭的SDR、DAC都跟鬼一樣
→ kuma660224  : 什麼叫靠軟體 那也得先有電掃硬體啊
→ kuma660224  : 軟體只是讓硬體相位天線功能更有彈性
→ kuma660224  : 頻掃已沒有未來 所以新品不做了
→ kuma660224  : 被動電掃也是漸漸沒未來（GaN普及後）
→ kuma660224  : 不過被動的產品能力還是夠強大 現役還會用很久
→ kuma660224  : 像S400的被動大陣在很多國家也才剛服役
→ kuma660224  : 甚至下代S500應該也還是PESA
→ kuma660224  : 相陣天線夠大 能力就強大 不管主動被動
→ kuma660224  : 不在乎體積重量的話 可較便宜弄到大陣
→ kuma660224  : 只是戰機領域註定AESA碾壓一切
→ kuma660224  : 因為飛機上 每公斤每立方米都很重要
推 fatcat0423  : SDR也是要有aesa的硬體才好發揮 不過這不代表現在
→ fatcat0423  : 的peas就落後 頂多說沒有潛力而已