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  • 1 # 軍車研究社

    相控陣雷達(Phased Array Radar)又叫相位控制電子掃描陣列雷達,是電子掃描陣列雷達(electronically scanned array——ESA)的一種,這種雷達透過改變雷達波的相位來改變波束掃描方向,而傳統的機械掃描雷達都需要馬達驅動天線快速轉動來改變掃描方向。當然有些電子掃描陣列雷達因為陣面數量少的原因也會採用機械轉動的方式來獲得更大的掃描範圍,例如中國054A護衛艦上的382型雷達和現代級驅逐艦上的俄製原版“頂板”雷達,而美國伯克級以及中國052C/D型驅逐艦的四面大型相控陣雷達都是固定安裝在艦體上,掃描範圍全方位覆蓋。

    美國宙斯盾系統的核心——SPY-1相控陣雷達

    有源相控陣雷達(Active Phased Array Radar——APAR)又是相控陣雷達的一種,也叫主動相控陣雷達;另一種是無源相控陣雷達(Passive Phased Array Radar——PPAR),也叫被動相控陣雷達。這裡要注意,除了相控陣雷達外,早前還出現過頻率控制電子掃描陣列雷達,只不過如今已經銷聲匿跡,完全被相控陣雷達取代,所以如今AESA(Active electronically scanned array——有源電子掃描陣列雷達)成了有源相控陣雷達的泛稱,而PESA(Passive electronically scanned array——無源電子掃描陣列雷達)成了無源相控陣雷達的泛稱。

    F-22使用的AN/APG-77和F-35使用的AN/APG-81 AESA雷達

    蘇-35戰機使用的雪豹-E PESA雷達

    如上圖,AESA雷達的天線陣列由上千個發射/接收模組組成,因此表面整齊密佈凸出的T/R元件,而PESA雷達只有一箇中央發射機和接收機,天線就像一塊平板,這是AESA和PESA雷達外觀上最大的區別。功能上,由於AESA雷達每個輻射器都配裝有一個發射/接收元件,每一個元件都能自己產生、接收電磁波,使得其反應速度、掃描範圍、多目標跟蹤、可靠性、抗干擾能力都比之前的雷達要好很多,而且一臺雷達能同時形成多個獨立波束,可同時實現搜尋、識別、跟蹤、制導、無源探測等多種功能。而PESA雷達只有一箇中央發射機和接收機,發射機產生的高頻能量經計算機自動分配給天線陣的各個輻射器,目標反射訊號經接收機統一放大,功率、效率、波束控制及可靠性等方面都不如AESA雷達。

  • 2 # 公僕主人

    首先要明白什麼是陣列天線。不同於拋物面反射天線(鍋蓋天線),陣列天線包含若干個陣元,每個陣元其實就是一個小天線,發射訊號時所有陣元同時輻射同頻率電磁波,電磁波本質上是正弦振盪電磁場,在陣列天線的照射方向,即天線波束方向,所有陣元發射電磁波的正弦相位完全相同,即所有陣元發射訊號的瞬時場強完全相同,因此在這個方向所有陣元發射訊號在空間中疊加的功率最強;而在其它方向由於所有陣元的相位不完全相同,不同陣元發射訊號的瞬時場強有正、有負隨機變化,在空間中會相互抵消,因而疊加的有效功率會大幅降低。

    相控陣天線就是透過調整每個陣元發射訊號的相位控制電磁波在特定空間方向上實現完全的同相位疊加,這是相控陣天線波束方向控制的基本原理。相控陣天線的波束照射方向完全是電控,而傳統天線依賴機械執行機構,波束照射方向調整角速度與角加速度受執行機構的質量與轉動慣性制約,不能任意控制波束照射方向跳變,只能在空間中連續掃描,對不同方向的多目標只能進行分時跟蹤測量,資料率比較低,相應的測量精度也相對較低;而相控陣天線沒有機械執行機構,波束照射方向可以受控任意跳變,這樣使得雷達可以對不同方向多目標進行連續高資料率的同時跟蹤測量,因而測量精度高。

    有源、無源的差異在於相控陣天線在發射訊號時是否有功率放大功能。無源相控陣雷達需要一個專門的大功率發射機,發射機輸出大功率訊號經功率分配網路送給天線的每個陣元,天線陣元只對訊號進行移相(相位調整)轉發。有源相控陣天線採用天線與發射機合一設計,不需要專門的大功率發射機,發射激勵訊號送給有源相控陣天線的每個陣元后,陣元對訊號既要移相也要進行功率放大!

    一般來說,有源相控陣功率效率高、可靠性高,少數陣元功率放大器件失效對整體效能影響有限,但成本也高、生產除錯工藝複雜、工作時天線需要效能較強的冷卻系統;無源相控陣成本低、生產除錯工藝相對簡單、工作時天線無需冷卻系統,但功率分配網路會損耗訊號功率、而且只要發射機出問題就不能正常工作。目前主流採用有源相控陣天線。

  • 3 # 甘棠酒香

    老式機械轉動的雷達就像人的眼睛,只能看清視角內的東西,要想看到全部只能不停轉動身子和頭部,視角外看不清,背後看不到,觀察到的東西不聯過。 而相控陣雷達就像昆蟲如蒼蠅青蜓的大眼睛由成千上萬個獨立的小眼晴組成,整體視角很大,看到的東西經大腦處理後物體是聯過的。無源是被動的,相當於物體自已發光被你看到了,不發光你看不到。有源是主動的,相當於你主動將光打出去照射物體,物體本身發不發光你都能看到。

  • 4 # ziloger

    相控陣就是有很多的發射單元,就像複眼一樣,每一個都是獨立的,可以不同的角度,不同的方向進行電子掃描,相比傳統的雷達有重量輕,快速準確,故障率低!有源相控陣就是有發射單元,先發射後接收反射波。無源相控陣就是沒有發射單元,直接收不發射

  • 5 # 諶人

    力求用白話說出大概的意思,請勿見笑!

    將若干“小天線”(輻射單元)排列在平面上,用計算機控制饋往各小天線電流的相位,就可以實現波束擺動掃描,這種雷達採用相位可控的陣列天線,稱為“相控陣”雷達。這是由“小天線”個體戶組成的“合作社”。

    每個“小天線”都可獨立發射、接收電磁波,稱為“有源相控陣”:只有部分“小天線”能接收電磁波(由接收機統一接收),稱為“無源相控陣”。

    顯然,有源相控陣雷達的“個體戶”們個個耳聰目明,更易於發現、跟蹤更多的目標。

  • 6 # 半本破書

    這個話題的回答有不小的難度,沒有一定的知識儲備還真的不能圓滿的回答,就是有一定的知識儲備也不能“胡說八道”這其中有關於國家機密的內容,希望回答此類問題的朋友遵守國家法律,對一些相關涉密的話題回答的時候勿需謹慎處理,在當今世界上任何一個國家及政體都無不例外的對其有嚴格的限制,越是發達國家對這樣的事件防犯越嚴密,對於普及科學常識無可厚非,但是如果涉及到國家密秘那可不是鬧著玩的,愛國是每一個公民的榮譽更是使命所在,沒有國家的安全一個小老百姓能安穩穩過日子嗎?

  • 7 # 光明科普

    相控陣雷達也稱作相位控制電子掃描陣列雷達。其基本原理是利用大量個別控制的小型天線單元排列成天線陣面,每個天線單元都由獨立的移相開關控制,透過控制各天線單元發射的相位,就能合成不同相位波束。

    歸結起來,相控陣雷達是用電的方式控制雷達波束的指向變化進行掃描的,這種方式被稱為電掃描。相控陣雷達天線由大量的輻射器(小天線)組成的陣列(正方形、三角形等),輻射器少則幾百,多則數千,甚至上萬,每個輻射器的後面都接有一個可控移相器,每個移相器都由電子計算機控制。當相控陣雷達搜尋遠距離目標時,雖然看不到天線轉動,但上萬個輻射器透過計算機控制集中向一個方向發射、偏轉,即使是上萬千米外的導彈和衛星也在它的監測範圍之內。

    相控陣分為“被動無源式”(PESA)與“主動有源式”(AESA),有源和無源相控陣雷達的天線陣相同,二者的主要區別在於發射/接收元素的多少。無源相控陣雷達僅有一箇中央發射機和一個接收機,發射機產生的高頻能量經計算機自動分配給天線陣的各個輻射器,目標反射訊號經接收機統一放大(這一點與普通雷達區別不大),而有源相控陣雷達的每個輻射器都配裝有一個發射/接收元件,每一個元件都能自己產生、接收電磁波,因此在頻寬、訊號處理和冗度設計上都比無源相控陣雷達具有較大的優勢。

    以上。

  • 8 # 虛線一路人

    有源相控陣雷達是相控陣雷達的一種。有源相控陣雷達的每個輻射器都配裝有一個發射/接收元件,每一個元件都能自己產生、接收電磁波,因此在頻寬、訊號處理和冗度設計上都比無源相控陣雷達具有較大的優勢。正因為如此,也使得有源相控陣雷達的造價昂貴,工程化難度加大。但有源相控陣雷達在功能上有獨特優點,有可能取代無源相控陣雷達。

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