Активная фазированная антенная решётка (АФАР), разновидность фазированой антенной решётки (ФАР).
В А.ф.а.р., каждый элемент решётки или группа элементов имеют свой собственный миниатюрный микроволновый передатчик, обходясь без одной большой трубки передатчика, применяемой в радарах с пассивной фазированной решёткой. В А.ф.а.р., каждый элемент состоит из модуля, который содержит щель антенны, фазовращатель, передатчик, и часто также приёмник.
В обычной пассивной решётке один передатчик мощностью несколько киловатт питает несколько сотен элементов, каждый из которых излучает только десятки ватт мощности. Современный микроволновый транзисторный усилитель может, однако, также произвести десятки ватт, и в радаре с А.ф.а.р. несколько сотен модулей, каждый мощностью в десятки ватт, создают в целом мощный главный луч радара в несколько киловатт.
В то время как результат идентичен, А.ф.а.р. намного более надежны, поскольку отказ одного приёмо-передающего элемента решётки искажает диаграмму направленности антенны, что несколько ухудшает характеристики локатора, но в целом он остаётся работоспособным. Катастрофического отказа лампы передатчика, которая является проблемой обычных радаров, просто не может произойти. Дополнительная выгода — экономия веса без большой лампы высокой мощности, связанной с ней системой охлаждения и большого блока питания высокого напряжения.
Другой особенностью, которая может использоваться только в А.ф.а.р., является способность управлять усилением индивидуальных приёмно-передающих модулей. Если это может быть сделано, диапазон углов, через которые луч может быть отклонен, существенно увеличивается, и таким образом многие из ограничений геометрии решеток, которые имеют обычные фазированные решётки могут быть обойдены. Такие решётки называют решётками суперувеличения. Из изданной литературы неясно, используют ли какая-либо существующая или проектируемая антенная решётка эту технику.
Технология А.ф.а.р. имеет две ключевые проблемы.
Первая проблема — рассеивание мощности. Из-за недостатков микроволновых транзисторных усилителей (MMIC), эффективность передатчика модуля — типично меньше чем 45 %. В результате, AФAР выделяет большое количество теплоты, которая должна быть рассеяна, чтобы предохранить чипы передатчика от расплавления и превращения в жидкий арсенид галлия — надежность GaAs MMIC-чипов улучшается при низкой рабочей температуре. Традиционное охлаждение воздухом, используемое в обычных ЭВМ и авионике, плохо подходит при высокой плотности упаковки элементов AФAР, в результате чего современные А.ф.а.р. охлаждаются жидкостью (американские проекты используют polyalphaolefin (PAO) хладагент, подобный синтетической гидравлической жидкости). Типичная жидкая система охлаждения использует насосы, вводящие хладагент через каналы в антенне, и выводящие затем его к теплообменнику — им может быть как воздушный охладитель (радиатор) так и теплообменник в топливном баке — со второй жидкостью, охлаждающей петлю теплообмена, чтобы увести высокую температуру от топливного бака.
По сравнению с обычным радаром истребителя с воздушным охлаждением, А.ф.а.р. является более надёжным, однако будет потреблять бо́льшое количество электроэнергии и требовать более интенсивного охлаждения. Но А.ф.а.р. может обеспечить намного большую передающую мощность, что необходимо для большей дальности обнаружения цели (увеличение передающей мощности однако имеет недостаток — увеличения следа, по которому радиоразведка противника или RWR могут обнаружить радар).
Другая проблема — стоимость массового производства модулей. Для радара истребителя, требующего типично от 1000 до 1800 модулей, стоимость AФAР становится неприемлемой, если модули стоят больше чем сто долларов каждый. Ранние модули стоили приблизительно 2 тыс. долл., что не допускало массового использования А.ф.а.р. Однако стоимость таких модулей и MMIC-чипов постоянно уменьшается, поскольку себестоимость их разработки и производства постоянно снижается.
Несмотря на недостатки, А.ф.а.р. превосходят обычные радарные антенны почти во всех отношениях, обеспечивая более высокую следящую способность и надёжность, пусть и при некотором увеличении в сложности и, возможно, стоимости.
Приёмо-передающий модуль — это основа пространственного канала обработки сигнала в А.ф.а.р.
В его состав входит активный элемент — усилитель, который делает это устройство электродинамически невзаимным. Поэтому для обеспечения возможности работы устройства как на приём, так и на передачу в нём разделяют передающий и приёмный каналы. Разделение осуществляется либо коммутатором, либо циркулятором.
В состав приёмного канала входят следующие устройства:
Устройство защиты приёмника — обычно либо разрядник, либо другое пороговое устройство, предотвращающее перегрузку приёмного канала.
Малошумящий усилитель — два, или более каскадов активного усиления сигнала.
Фазовращатель — устройство фазовой задержки сигнала в канале для задания фазового распределения по всему раскрыву решётки.
Аттенюатор — устройство задания (понижения, ослабления) амплитуды сигнала для задания амплитудного распределения по раскрыву А.ф.а.р.
Состав передающего канала схож с составом приёмного канала. Отличие заключается в отсутствии устройства защиты и меньших требованиях к усилителю по шумам. Тем не менее, передающий усилитель должен обладать большей выходной мощностью, чем приёмный.
КПД модуля:
Производимые БРЛС с А.ф.а.р.
Жук-А(Э) (МиГ-35)
Н050 (на стадии разработки) (ПАК ФА)
AN/APG-63(V)2/3 (F-15 C/E)
AN/APG-79 (F/A-18E/F)
AN/APG-80 (F-16 Block 60)
AN/APG-77 (F-22)
AN/APG-81 (F-35)
AN/APQ-181 (B-2 Spirit)
Northrop Grumman SABR (General Dynamics F-16 Fighting Falcon)
EL/M-2052 (F-15, МиГ-29, Mirage 2000)
AMSAR (Eurofighter Typhoon, Rafale)
CAESAR (Eurofighter Typhoon)
J/APG-1 (Mitsubishi F-2)