首頁>Club>
12
回覆列表
  • 1 # 使用者4181749711

    簡單點說就是利用大量個別控制的小型天線元件排列成天線陣面,每個天線單元都由獨立的開關控制,透過控制各天線元件發射的時間差,就能合成不同相位(指向)的主波束。大家知道雷達波段根據波長分成好多種,從高頻,超高頻,等等。相控陣雷達就是透過電腦控制通向各個小的天線單元電流的相位,用來改變雷達波束的方向用來掃描。小的天線單元越多,雷達波束在空間的掃描方向就越多,利用相位控制的陣列天線,就是相控陣雷達。相控陣雷達分有源和無源兩種。有源就是主動發射雷達波。無源就是接收雷達波不主動發射雷達波。相控陣雷達解決了傳統的機械式雷達反應速度慢,目標更新速率低,多目標追蹤能力差,解析度低等等問題。

  • 2 # 隊長丶別開槍

    相位控制與陣列雷達又叫電子掃描雷達 分為無源和有源兩種 區別於傳統機械掃描雷達 它是將雷達陣列放在一個平面上 透過電掃描相位移動的方式搜尋跟蹤目標 有抗干擾能力強 多目標跟蹤搜尋 反應速度快等特點,缺點:成本高 技術複雜,現在的一些發達國家和地區大國都在自己的戰鬥機 驅逐艦 地面雷達站上換裝有源相控陣雷達 來提高自身的戰鬥力和防禦能力!

  • 3 # 飛天神隼

    相控陣雷達,又稱作相位陣列雷達,是一種以改變雷達波相位來改變

    波束

    方向的雷達,因為是以電子方式控制波束而非傳統的機械轉動天線面方式,故又稱電子掃描雷達。相控陣雷達採用

    陣列天線

    實現波束在空間電掃描的雷達。高速飛機、導彈和

    人造地球衛星

    的出現,要求雷達具有更高的探測能力、更大的覆蓋空域、更高的資料率和適應多目標環境。機械掃描雷達慣性大,目標容量有限,無法滿足這樣的要求。相控陣雷達的波束在幾個微秒時間內便可在全空域內跳躍,波束形狀靈活多變,並可由計算機直接對訊號進行處理和對雷達進行控制,與傳統的機械掃描雷達相比發生了根本性的變化。

  • 4 # Ziv御史TT官方撰文

    相位控制電子陣列雷達。現今已第三代,機械掃描式,相控陣電子啊掃描式,保形智慧蒙皮式。有源比無源相控先進。

    優點

    指向靈活、功能多、目標容量大、適應強、抗干撓效能好。

    缺點

    造價昂貴 掃描範圍有限

    中國從八十年代引進、九十年研製成熟,現已廣泛用於飛機、艦船等之中。

    謝閱。

  • 5 # 一杯清茶182860292

    相控陣雷達顧名思義就是靠控制相位改變雷達的搜尋角度和方位,分為無源和有源,相控陣雷達搜尋範圍大相位變化迅速,可以快速無盲區的掃描,適合搜尋和跟蹤多目標,比機械掃描的多普勒雷達先進很多,相控陣雷達一般裝備在四代機和三代機的最新改進型。

  • 6 # 虹攝庫爾斯克

    這一切就要求雷達的有效作用距離要從原先的幾百千米提高到幾千千米甚至上萬千米,並且能夠對多批高速運動物體進行精密跟蹤,為此就要大大提高雷達的資料重新整理率,解決邊搜尋、邊跟蹤以及合理使用雷達訊號能量的問題。

    為了能夠具備幾千千米的作用距離,雷達的天線孔徑尺寸必須異常巨大,而這又為驅動雷達天線進行機械掃描造成了極大的困難,即使能夠採用某些手段將巨大的雷達天線以較高的速率驅動起來,也會在探測遠距離目標時,由於從發射訊號到接收回波訊號存在時間差,在此時間差內,很容易導致接收天線波束的最大值已經不再指向目標回波方向,無法可靠的接收到目標回波訊號。而採用相控陣天線之後,這些問題就可以迎刃而解!

    相控陣雷達與其他型別的雷達相比,主要特點或者差異就源於相控陣天線。相控陣天線由多個天線單元組成,透過改變每一天線單元通道傳輸訊號的相位和幅度,改變相控陣列天線口徑照射函式,從而實現天線波束對空域的快速掃描和波形變化。

    因此,相控陣雷達具有天線波束快速掃描、波束形狀靈活可變、訊號功率可以在空間合成、易於形成多個波束等特點,使得相控陣雷達可以具備多種功能,比如可以穩定跟蹤多批高速運動目標的能力;可以在單部發射機功率受限的情況下,也能透過多路放大器空間功率合成獲得符合要求的特大發射功率,從而擴充套件雷達的威力範圍,為提高雷達觀測精度和探測隱身目標提供了技術潛力。

    這些技術特點使得相控陣雷達比傳統的機械掃描雷達具有了更大的優勢,成為現代軍事電子裝備中的重要組成部分,並且得到各個主要軍事強國的青睞,已經被大量應用在海、空、天等主要作戰或者情報資訊平臺上。

  • 7 # 恰恰無心用

    你的眼睛向左轉時,右側是你的盲區,當眼球向右轉時,左側是盲區……如果同時有好多眼球排成陣列,有向左看的有向右看的,有向上向下的等等,只要你的大腦能同時處理得過來這麼多資訊,你就不再有盲區。

  • 8 # 諶人

    將一個個“天眼”列陣在平(弧)面上,用電流相位變化安排它們向“上下左右中”五方向發射雷達波掃描,這種雷達稱為相控陣雷達。每個“天眼”都能單獨接收目標回波的,稱有源相控陣;只有少量“天眼”能接收目標回波的(另安排有專門接收裝置),稱無緣相控陣。顯然,有源相控陣更耳聰目明,更易於發現和跟蹤多個目標。

  • 9 # AppMart

    相控陣天線以前是高大上的尖端產品,探測距離遠的天線一個陣列好幾百萬乃至幾千萬。最近有中國廠家相控陣天線成本做到了幾千元,未來大批次生產甚至能夠降低到幾十元!這個樣子的話連普通汽車都可以安裝一個相控陣,同時跟蹤汽車周圍幾十個目標,自動駕駛那都不是事兒!

  • 10 # 每日點兵

    相控陣雷達 ( PA R) 是一種以改變雷達波相位來改變波束方向的雷達 ,因為天線為相控陣形式而得名 。 相控陣天線是由許多輻射單元排陣所構成的定向天線 ,各單元的幅度激勵和相位關係可控。天線的相位控制可採用相位法 、延時法、頻率法或電子饋電開關等方法。 在一維直線上排列若干輻射單元形成的陣列稱為線性陣列 (簡稱線陣) ,在二維平面上排列若干輻射單元稱為平面陣。 輻射單元也可以排列在曲線或曲面上 ,這種天線稱為共形陣天線 。 共形陣天線可以突破一般線陣和平面陣列掃描範圍的限制 ,實現一部天線更大的空域電掃。 典型的相控陣雷達利用數字控制移相器改變天線陣元相位分佈來實現波束的快速掃描而非傳統的機械轉動天線面方式 ,故又稱電子掃描陣列( ESA) 雷達 。

    相控陣雷達的T/R元件

    相控陣雷達分無源和有源兩種基本型別 (有的地方分為無源、半有源和有源三種) 。 無源相控陣採用中央功率產生器 ,利用無源網路如波導來分配發射功率或利用透鏡系統透過自由空間將功率分發至相位可控的輻射單元 (與機械掃描雷達區別僅在於陣列的每一個輻射單元上接入一個移相器) 。有源相控陣通常是指每一陣元均接有一完整的、增益與相位可調的 、高度小型化的發射機/ 接收機前端 (即 T/ R 元件) 。

  • 11 # 申由甲田曰囗

    簡單點說就是測彈道的,敵方發射導彈或炮彈,在極短(幾秒內)時間內測出軌跡及發射地座標,己方的反制導彈或火炮在雷達的指引下快速反擊(飛機裝相控陣雷達原理一樣),消滅來襲的導彈或敵方炮兵陣地……不知我理解的對不對……

  • 12 # 華哥關心你

    就是可以能同時進行多方向掃描和同時跟蹤多目標並引導多枚導彈分別攻擊的雷達。

    是由多個可自由轉動的小雷達組成。

  • 13 # 炁公子

    雷達研製水平是衡量一個國家軍事電子工業的標尺,其中相控陣雷達是軍用雷達中的皇冠,其設計水平和製造水平最為尖端。

    雷達中的神器—相控陣雷達,它能夠強大到探測出像F35,殲20,蘇57這類先進的第五代隱形戰鬥機。

    相控陣雷達

    相控陣雷達最基本的工作原理

    眾所周知蜻蜓的每隻眼睛由許許多多個小眼組成,每個小眼都能成完整的像,這就使得蜻蜓的眼睛所看到的的範圍比人眼大的多。相控陣雷達的天線陣面也有許多個輻射單元和接收單元(稱為陣元)組成,單元數目和雷達的功能相關,可以從幾百個到幾萬個。這些單元有規則地排列在平面上,構成列陣天線。

    相控陣雷達

    利用電磁波相干原理,透過計算機控制饋往各輻射單元電流的相位,就可以改變波束的方向進行掃描,故稱為電掃描。輻射單元把接收到的回波訊號送入主機,完成雷達對目標的搜尋、跟蹤和測量。每個天線單元除了有天線振子之外,還有移相器等必須的器件。不同的振子透過移相器可以被饋入不同的相位的電流,從而在空間輻射出不同方向性的波束。天線的單元數目越多,則波束在空間可能的方位就越多。這種雷達的工作基礎是相位可控的陣列天線,“相控陣”由此得名。

    雷達就像是我們的眼睛,首先目的相同,就是為了看見目標,發現目標。只不過眼睛靠的是可見光,相控陣雷達靠的是無線電波。

    其次為了看見更多的目標,都是需要轉頭的,這就解釋了為什麼很多傳統的雷達,都是始終在不停的旋轉。

    然後想要更清楚的觀察目標的話,就需要收窄視角,我們的眼睛可以藉助望遠鏡,而雷達可以增大天線面積,天線越大,波束越窄,判斷的精度也就越高。但是問題也就產生了,就是大的天線它轉不快,掃一圈回來,目標可能就飛走了,這就很尷尬。

    相控陣雷達原理

    怎麼辦?相控陣雷達就是來解決這個問題的。

    相控陣雷達靠電磁波的干涉現象,在相控陣雷達的天線平面上規則的排列著很多微小的單元,它們有點像是昆蟲的複眼,每一個都可以單獨的發射和接收電磁波。當這些獨立的單元發出的正弦波同時向外傳播時,它們之間就會發生建設性干涉和破壞性干涉使之加強或者減弱,就像是兩個完全同步的水波一樣當碰在一起之後,垂直於它們中心連線方向上的波紋得到強化,而其它方向上的波紋則逐漸消失了,這是兩個波完全同步的波紋現象。

    要是兩個波紋不完全同步,要是第二個比第一個稍微慢了一點點呢?這個稱之為相位移動——相移。以此類推下去,第3個又比第2個再慢一點點,第4個又慢一點點,第5第6第n個都是這個規律,會發生什麼樣的情況呢?

    相控陣雷達原理

    實際上我們就可以用計算機來控制每一個單元所發出來的電磁波的相位差,實現在它們相互干涉之後,朝著我們想要去的方向傳播了。這便是相控陣雷達的工作原理了。完全不同於傳統雷達的機械掃描,它靠的是相位移動的電掃描,速度差別是以數量級來計算的,而且更加靈活,能夠跟蹤更多的目標,擁有更強大的抗干擾性,以及更能夠發現難以發現的隱形目標。

    相控陣雷達的優勢:可以探測到隱形飛機

    隱形飛機是怎麼被相控陣雷達探測到的呢?

    隱形飛機說是隱形其實並不完全意味著看不到,只是跟普通飛機比起來,雷達截面更小而已。它們通常靠兩個方面來實現:

    一個就是調整外觀偏轉雷達波,使其不會按照原路反射回去,其銳利的邊緣和多稜角的結構,都有明顯的好處,從而不被探測到。

    第二個就是使用特殊的塗層,將照射到身上的雷達波吸收掉,至於到底是怎樣的塗層,設計到機密,我們也就只能猜一猜了。據說裡面是包含了碳纖維,甚至是碳奈米管的增強塑膠以及細顆粒的鐵粉,用來將吸收的電磁波轉化為熱能。但是這些塗層的缺點是它們並不能吸收全部的雷達波。因為塗層的厚度正比於它吸收波長的能力,塗層越厚越能吸收波長更長的電磁波,塗層越薄就吸收不了長波,而戰鬥機的塗層能夠有多厚呢?

    因此雷達的機會就來了,發射低頻長波就能夠在遠距離上探測到隱形飛機了。為什麼相控陣雷達在這方面更強呢?

    因為想要發生低頻長波必須要天線夠大,你看這不正好是相控陣雷達的天然優勢嗎?所以雷達和隱形就像是矛和盾的故事一樣,大家都在彼此的升級也在彼此的制衡。

    相控陣雷達的優點和缺點

    相控陣雷達是一種新型的有源電掃陣列多功能雷達。它不但具有傳統雷達的功能,而且具有其它射頻功能。有源電掃陣列的最重要的特點是能直接向空中輻射和接收射頻能量。它與機械掃描天線系統相比,有許多顯著的優點。

    相控陣雷達優點

    相控陣雷達之所以具有強大的生命力,因為它優勝於一般機械掃描雷達。它具有以下優點:

    1)能對付多目標。相控陣雷達利用電子掃描的靈活性、快速性和按時分割原理或多波束,可實現邊搜尋邊跟蹤工作方式,與電子計算機相配合,能同時搜尋、探測和跟蹤不同方向和不同高度的多批目標,並能同時制導多枚導彈攻擊多個空中目標。因此,適用於多目標、多方向、多層次空襲的作戰環境。

    2)功能多,機動性強。相控陣雷達能夠同時形成多個獨立控制的波束,分別用以執行搜尋、探測、識別、跟蹤、照射目標和跟蹤、制導導彈等多種功能。一部相控陣雷達能起到多部專用雷達的作用,如“愛國者”的一部多功能相控陣雷達可以完成相當於“霍克”和“奈基”-2型9部雷達的功能,而且還遠比它們能夠同時對付的目標多。因此,可大大減少武器系統的裝置,從而提高系統的機動能力。

    (3)反應時間短、資料率高。相控陣雷達可不需要天線驅動系統,波束指向靈活,能實現無慣性快速掃描,從而縮短了對目標訊號檢測、錄取、資訊傳遞等所需的時間,具有較高的資料率。相控陣天線通常採用數字化工作方式,使雷達與數字計算機結合起來,能大大提高自動化程度,簡化了雷達操作,縮短了目標搜尋、跟蹤和發控準備時間,便於快速、準確地實施畦達程式和資料處理。因而可提高跟蹤空中高速機動目標的能力。

    (4)抗干擾能力強。相控陣雷達可以利用分佈在天線孔徑上的多個輻射單元綜合成非常高的功率,並能合理地管理能量和控制主瓣增益,可以根據不同方向上的需要分配不同的發射能量,易於實現自適應旁瓣抑制和自適應抗各種干擾,有利於發現遠離目標和小雷達反射面目標(如隱形飛機),還可提高抗反輻射導彈的能力。

    (5)可靠性高。相控陣雷達的陣列組較多,且並聯使用,即使有少量元件失效,仍能正常工作,突然完全失效的可能性最小。此外,隨著固態器件的發展,格控陣雷達的固態器件越來越多,甚至已生產出全固態兒控陣雷達,如美國的。“愛國者”雷達,其天線的平均故障間隔時間高達15萬小時,即使有10%單元損壞也不會影響雷達的正常工作。

    多功能相控陣雷達已廣泛用於地面遠端預警系統、機載和艦載防空系統、機載和艦載系統、炮位測量、靶場測量等。

    當然,相控陣雷達不是十全十美的,也有其缺點。主要是造價貴,典型的相控陣雷達比一般雷達的造價要高出若干倍。此外,相控陣雷達對於短程彈道導彈的襲擊可以說是無能為力,這也是美國為什麼擔心大陸方面在福建沿海部署東風導彈的原因。

  • 14 # C時光安然

    相控陣雷達,(英文:Phased Array Radar,PAR)即相位控制電子掃描陣列雷達,是上世紀50年代出現的一種新體制雷達技術。

    我們一般都瞭解雷達的原理是透過發射--接受無線電波,利用無線電的相位差來感知目標的距離、方位、速度等引數。傳統的雷達只有一個發射/接收器,依靠轉動發射/接收天線進行掃描,比如美軍“E--3A”預警機上轉動的大圓盤。而是相控陣雷達是透過計算機控制移相器實現饋往各輻射單元電流的相位,從而控制雷達波束的方向,“相控陣”這個“相”就是相位,“相位可以控制的天線陣”,相控陣雷達因此得名(有人稱相控陣雷達為“雷達合作社”,十分形象)。也就是說相控陣雷達不再是透過轉動天線來得到無線電相位差,而是把雷達天線分成大大小小不同的陣列單元,就像是蜻蜓的複眼一樣,少則幾百,多則幾萬,每個單元都可以獨立發射訊號,透過改變訊號波的發射頻率或是相位,將合成的訊號波發射方向加以改變,就能探測到不同方向的目標了。

    這一特性,使得相控陣雷達具有傳統機械掃描雷達不可比擬的優良效能:一是真正具有了多目標處理能力。傳統的機械掃描雷達依靠移動天線、增加訊號處理通道、增強後臺處理控制能力等途徑,也可以同時處理多個目標,比如美軍F14測試過同時攻擊6個目標,F15在實戰中同時擊落過兩架敵機,蘇30MKK和我國的J8F可以同時打擊2個目標,等等,只不過這個“多”是從雷達掃描訊號裡分出來的,所以精度比較低,處理的目標數量也只有幾個,多目標模式的能力比較差,我稱之為“模擬多目標處理”或者“偽多目標處理”。而相控陣雷達那些發射/接收單元可以分工負責,產生多個波束,有的搜尋、有的跟蹤、有的引導,一般情況下能同時處理幾十個甚至數百個目標,比如美軍“宙斯盾”SPY—1A雷達,其天線陣面上有4480個發射/接收元件,可以同時對154個目標進行探測、識別和跟蹤。二是

    戰場適應性強。一方面相控陣雷達改變相位和頻率的速度快捷,抗干擾能力和隱蔽搜尋的能力很強。數量眾多、可以獨立工作的發射/接收單元,使得相控陣雷達即使有部分發射/接收單元損壞,也不影響整體工作效能。而傳統的雷達只有一個發射/接收天線……

    相控陣雷達又分為無源相控陣和有源相控陣,二者的主要區別在發射/接收單元的工作方式上。無源相控陣只有1箇中央發射機和接收機,發射機的無線電訊號分配給各個發射單元發射,由接收機接收再進行處理,比傳統的雷達好,但有限。有源相控陣雷達的各個發射/接收單元都有單獨的訊號發射/處理能力,比無源好得多,目前通常說的相控陣雷達指的就是有源相控陣雷達。

    世界上第一種相控陣雷達是美軍上世紀50年代中期研製的艦載相控陣雷達,

    當時只造了兩部,安裝在“企業”號航母上。20世紀60年代,適應反導的要求,美國和前蘇聯相繼研製和裝備了多部相控陣雷達,如美國的AN/FPS-46、AN/FPS-85、前蘇聯的“雞籠”和“狗窩”等,這些陸基大型雷達發射/接收單元超過10000個,對大型目標的探測距離達到數千公里。第一個裝備相控陣雷達的戰鬥機是前蘇聯1969年裝備的米格25戰機,安裝了“龍捲風”無源相控陣雷達,峰值功率達到創記錄的600KW,對空探測距離達到100公里以上,而1979年裝備的米格31無源相控陣雷達探測距離超過300公里,因為功率大,所以有傳說這兩種飛機的雷達可以烤熟雞或兔子。日本的F-2戰機是世界上第一種配備有源相控陣雷達的戰鬥機,由800多個發射/接收單元組成。世界上最早成熟運用相控陣技術的艦載雷達是美軍“宙斯盾”SPY—1A雷達,從70年代開始廣泛運用於“北約”成員國家的軍艦上。我國相控陣雷達技術自80年代開始飛

    速發展,目前在陸基預警、海、空等領域廣泛應用,其中“055”驅逐艦上的“346B”雙波段相控陣雷達達到世界領先水平。

    相控陣雷達優點多多效能好好,但是缺點也同樣突出,最突出的就是耗電量大和散熱要求高。美國宙斯盾驅逐艦上安裝的SPY-1相控陣雷達,平均功率約116kW,開機小時就是116KWH的電,而這艘軍艦上只有2500kW動力分配給發電機發電,也就是說一部SPY-1相控陣雷達(峰值功率116kW,實際消耗超過200kW)就佔據了總髮電功率將近1/10!美國的“鋪路爪”雷達的峰值功率為582kW,工作一小時需要消耗將近600度電,工作一天需要消耗1.4萬度電。我國的第一代預警雷達---7010雷達的發射機總峰值功率為10000千瓦,平均功率達200千瓦。耗電量大還不是最要緊的,相控陣雷達的散熱問題比耗電量還要大。雷達發射

    的無線電波中有一部分要轉化成熱能(無用功),相控陣雷達的發射單元很多,在工作時產生的熱量比傳統雷達為要高的多,因此散熱是相控陣雷達首先要考慮的問題。我國海軍第一代“346”相控陣雷達系統,因為當時液冷技術不過關而採用的是氣冷卻技術,因此四塊天線罩的形狀是弧形而不是平板形狀。這兩個缺點導致相控陣雷達一般情況下不能連續開機,陸基和機載相控陣雷達還好一點,艦載相控陣雷達這點更突出,因此安裝相控陣雷達的艦艇上還配備有專門的警戒雷達,代替主雷達(相控陣)完成平常的目標搜尋任務,發現目標以後再開啟主雷達進行精確定位和制導。

    總的看,相控陣雷達並沒有改變雷達的基本原理,依然依靠發射/接收電磁波對目標進行搜尋、引導和定位。和傳統意義上的雷達不同的是,近些年出現的光學雷達比較另類,這種雷達發射和接收的不是電磁波,而是脈衝鐳射。不過儘管發射的不

    是電磁波,但依然被稱為雷達,目前在民用市場應用較廣。

    2010 年至 2019 年,全球相控陣雷達的總生產臺數佔雷達生產總數的比例為 14.16%,總銷售額佔比為 25.68%,而在軍用領域這一比例更高。目前世界上的遠端預警/制導雷達、陸基反導系統、部分軍艦、大部分第三代戰機、所有的第四代戰機採用的都是相控陣雷達,傳統的機械掃描雷達在軍事領域運用的越來越少。歐洲“颱風”戰鬥機配備的ECR-90“捕手”脈衝多普勒雷達,其效能已經被挖到了傳統雷達的極限,軍事界稱之為“機械掃描雷達的末代巔峰”,在列裝20多年後,“颱風”的最新改進型也改用了有源相控陣雷達。

    相控陣雷達下一步的發展趨勢,主要是有源化、小體積、低成本、射頻單元新材料技術和封裝技術,以及全新的計算機處理系統,等等,可以預見,隨著相控陣雷達成本的進一步降低和固有缺點的進一步解決,相控陣雷達必將全面替代機械掃描雷達。

    雷達天地,大有可為。

  • 15 # 海事先鋒

    相控陣雷達是利用電子元器件取代機械系統,實現雷達波束的掃描方向變化的雷達,一般包括橫向電掃、縱向電掃和全部電掃的相控陣雷達。

    美國的阿利伯克級驅逐艦裝備了無源相控陣雷達。

    相控陣雷達由於使用電子器件取代了機械機構,因此其掃描速度較快,而且定位較為精確,雷達孔徑如果很大而且增強功率的話,就會取得強大的抗干擾能力、遠端探測能力,因此相控陣雷達特別適合作為搜尋、火控一體化的雷達使用,往往一部雷達就具備了搜尋火控能力,取代了過去兩部雷達的職能。

    中國的052D型驅逐艦上裝備著比伯克級更先進的有源相控陣雷達。因此抗飽和打擊能力更強。

    相控陣雷達現在有很多是縱向電掃,水平機械方位掃描的雷達,這種雷達很常見,包括中國的381、382系列雷達和俄羅斯的頂板三座標系列雷達等。除了掃描方式的區分,相控陣雷達還可以根據電子器件的型別分成有源相控陣雷達和無源相控陣雷達兩種。其中無源相控陣雷達出現較早,他還沒有完全拜託普通雷達的影子,他把陣面上的電子掃描功率全部集中在一起發射,往往在雷達面上有一個聚能器,也就是TFF天線,這種雷達現在看來具有以下特點:反應速度不如有源相控陣雷達、搜尋和跟蹤的目標數量不如有源相控陣雷達、掃描範圍和速度不如有源相控陣雷達,但是在搜尋的精度和距離上稍有優勢,一般現在主要用於反導作戰的雷達。

    055型驅逐艦上裝備了目前世界上最早也是最先進的多波段雷達綜合射頻系統。

    而有源相控陣雷達則更加先進,他的每一個T/R單元都可以自己收發訊號,這樣就實現了強大的跟蹤和火控能力,一般可以跟蹤和火控的目標數量是無源相控陣雷達的好幾倍,而且反應速度還更快,現在普遍應用在對空作戰雷達中,這樣可以應對更多的飛機和導彈打擊。

    當然,現在根據波段不同,又可以分為C波段相控陣、S波段、X波段等不同的雷達,不同的波段代表不同的用途,此處不再贅述,而且根據技術的發展,還出現了雙波段雷達和多波段雷達,這樣的有源相控陣雷達代表了雷達發展的最高水平。

    回答者簡介:張浩,亞太智庫研究員,《艦載武器》雜誌評論員,在《兵器》、《艦載武器》等多家軍事期刊發表《現代山地戰怎麼打》、《共和國炮艇小傳》、《奪灘奇兵》等文章30餘篇,在海軍作戰理論和海上作戰武器裝備等領域有獨特見解,著有《預警機、電子戰機》一書,獲得軍迷群體一致好評。

  • 16 # 航小北的日常科普

    我對軍事理解不是很深,就給大家講解一下相控陣雷達跟傳統雷達的區別。

    傳統的雷達是什麼樣子的?只要看下面這個動圖就可以知道了,就是有一個東西在轉,這叫做機械掃描雷達——因為雷達的照射方向是一定的,所以為了讓雷達搜尋到更加廣闊的區域,就要讓雷達轉起來。

    而我們看到的雷達搜尋圖中,那個不斷掃描的線,就代表了正在旋轉的雷達,掃到某一個方向,這個方向上的物體才會顯現出來。

    但是這樣的機械雷達有很大的問題。第一個問題是,雷達的機械轉速沒有辦法很高,所以說掃描速度一般不快,如果一個物體在飛快地移動,那麼這種機械掃描雷達很可能跟不上這個物體地移動速度。第二個問題是,這種機械旋轉式的雷達沒有辦法用到很大的雷達上,所以說傳統的機械掃描式雷達沒有辦法做的很大。第三個問題是,這種旋轉雷達很佔體積,所以空間利用效率很低,比如說在飛機上使用就會比較浪費空間。

    所以說就誕生了被稱為“相控陣”的雷達系統,學名叫做“電子掃描陣列雷達”。這種雷達系統說起來也複雜,但是跟機械掃描雷達的最大不同,就是這種雷達沒有原先的那種機械旋轉結構了。那麼這種雷達是怎麼做到變換掃描方向的呢?很簡單,透過多個“小雷達”發出波長一樣,但是相位略有不同的波,從而讓這些電磁訊號彼此影響,最終形成某一個方向上的電磁波。

    比如說,下面這幅圖,就是從最下面的那個小雷達開始依次發出來電磁波,最後形成的效果就是整個雷達波是往某一個方向的。而這就是相控陣雷達的本質特徵。

    這種雷達幾乎彌補了傳統機械掃描雷達的全部缺點。

    第一個,相控陣雷達控制方便、掃描迅速。因為這種雷達的指向方向是透過控制小雷達的發射電磁波的順序實現的,所以說只是簡單的控制指令,可以做到指哪兒打哪兒。

    第二個,這種相控陣雷達因為機械結構是固定的,所以可以做的很大很大,而不要考慮旋轉起來的複雜機械問題。比如說下面的這幅圖就是非常有名的鋪路爪相控陣雷達,其體積可以透過對比其腳下的汽車對比看出來。

    第三個,同樣因為是固定的機械結構,所以這種雷達也可以做到很小。比如說下面這個圖就是飛機上搭載的相控陣雷達。

    當然,這種雷達也不是沒有缺點的。這種雷達造價昂貴、技術門檻高、功率消耗更大等等,但是相比其優越的效能,這些缺點幾乎可以忽略不計了。

  • 17 # 航空君

    相控陣雷達,其相關的技術概念出現於20世紀30年代後期,美國是最先開始在該領域展開相關研究的,也由於二戰和其自身的技術難度,相關的相控雷達技術直到20世紀50年代才出現,並發展出了較為實用但體積巨大隻適合艦載的相控陣雷達。

    到了20世紀60年代,由於相控陣雷達優異的探測效能,也被美蘇等國家紛紛研製發出了用於防空反導的巨型地面相控陣雷達,也從那開始相控陣雷達的發展進入快車道;然而直到20世紀末,有源相控陣雷達才發展出來,並在21世紀逐漸開始裝備在各種平臺上。

    相控陣雷達又稱作相位陣列雷達,是一種以改變雷達波相位來改變波束方向的雷達,因為是以電子方式控制波束而非傳統的機械轉動天線面方式,故又稱電子掃描雷達,該雷達技術含量之高,加工的難度也非常大,世界上只有少數幾個軍事實力和電子工業實力雄厚的國家才具備從設計到研發的裝備的,一條龍的能力,比較可喜的是,中國不僅具備這樣的能力,而且在某些相控陣雷達的效能上,還保持著世界領先的狀態。

    其相控陣雷達的原理有點像蜻蜓的複眼,其蜻蜓的每隻眼睛都由無數個複眼組成,每個小複眼都能完整成像,這讓蜻蜓比人能看到的範圍大了許多。同樣,相控陣雷達的天線陣面也是由無數個接收單元和輻射單元(也可稱為陣元)組成,雷達的功能控制單元數目,可以從幾百到幾萬個。這些單元在平面上規則排列,構成陣列天線。利用電磁波相干原理,透過電腦控制饋往各輻射單元的相位電流,就可以改變波束的方向進行掃描,稱之為電掃描。

    而且相控陣雷達上有相當密集的天線陣列,任何一個天線都可收發雷達波,而相鄰的數個天線即具有一個雷達的功能。在其工作掃描時,透過選定其中一個區塊(數個天線單元)或數個區塊對單一目標或區域進行掃描,可以讓整個雷達可同時對許多目標或區域進行連續掃描或追蹤,具有原先機械雷達幾個雷達加起來的功能。也由於一個雷達可同時針對不同方向進行掃描,再加之掃描方式為電子控制而不必由機械轉動,因此訊號更新頻率大大提高,機械掃描雷達因受限於機械轉動頻率因而訊號更新週期為秒或十秒級,電子掃描雷達則為毫秒或微秒級。也因此該雷達的整體電子效能上要比其機械轉動式雷達領先整整一代。

  • 18 # 梓蕤

    相控陣傳輸最初由諾貝爾獎獲得者卡爾·布勞恩於1905年展示,他展示了無線電波在一個方向上的加速傳輸。在二戰期間,諾貝爾獎獲得者路易斯·阿爾瓦雷茨在快速可操縱雷達系統中使用相控陣傳輸進行“接近地面控制”,幫助飛機著陸的系統。與此同時,德國的GEMA建造了Mammut 1。它後來被用於射電天文學,在劍橋大學開發了幾款大型相控陣之後,安東尼·休什和馬丁·里爾獲得了諾貝爾物理學獎。這種設計也用於雷達,並在干涉無線電天線中得到推廣。

    (1905年所展示的定向天線採用了相控陣原理,由3個單極天線組成一個等邊三角形。一根天線饋線中的四分之一波延遲導致陣列在波束中輻射。延遲可以手動切換到3個饋源中的任何一個,將天線波束旋轉120°。)

    在天線理論中,相控陣通常是指一個電子掃描陣列,一個由計算機控制的天線陣列,它產生一束無線電波,可以透過電子控制指向不同的方向,而無需移動天線。

    在簡單陣列天線中,來自發射機的射頻電流以正確的相位關係饋送到各個天線,使得來自各個天線的無線電波相加以增加期望方向上的輻射,而相消以抑制不期望方向上的輻射。在相控陣天線中,來自發射機的功率透過一種稱為移相器的裝置饋送到天線,移相器由計算機系統控制,可以透過電子方式改變相位,從而將無線電波的波束轉向不同的方向。由於相控陣必須由許多小型天線(有時數千個)組成,才能獲得高增益,因此相控陣主要適用於無線電頻譜的高頻端、UHF和微波波段,其中天線單元非常小。

    單個天線輻射的訊號之間的相對振幅以及建設性和破壞性干擾效應決定了陣列的有效輻射方向圖。相控陣可用於指向固定的輻射方向圖,或在方位角或仰角上快速掃描。1957年,加州休斯飛機公司的相控陣天線首次演示了方位角和仰角同時進行的電掃描。

    動態相控陣的每個陣列單元包含一個可調移相器,該移相器共同作用於相對於陣列面移動的波束。動態相控陣不需要物理運動來對準波束。光束以電子方式移動。這可以產生足夠快的天線運動,使用一個小的鉛筆波束同時跟蹤多個目標,同時只使用一個雷達集(搜尋時跟蹤)搜尋新目標。

    例如,具有2度波束且脈衝率為1 kHz的天線將需要大約8秒來覆蓋由8000個指向位置組成的整個半球。這種配置提供了12個機會來檢測100公里範圍內的1000米/秒的車輛,這能滿足軍事應用的需求。

    可以預測機械操縱天線的位置,這可以用來建立干擾雷達工作的電子對抗措施。相控陣操作帶來的靈活性允許波束對準隨機位置,從而消除了此漏洞。這對於軍事應用也是可取的。

    而半主動雷達尋的導引使用單脈衝雷達,依靠固定相控陣產生多個相鄰波束,測量角度誤差。這種外形適合於導彈導引頭的萬向節安裝。比如美軍的SPS-48雷達使用多個發射頻率,沿陣列左側有一條蛇形延遲線,以產生疊加波束的垂直扇形。當每個頻率沿著蛇形延遲線傳播時,會經歷不同的相移,從而形成不同的波束。濾波器組用於分離各個接收波束。天線以機械方式旋轉。

    (SPS-48雷達)

    相控陣也在較小程度上用於非定向陣列天線,其中饋電功率的相位和天線陣列的輻射方向圖是固定的。例如,由多個桅杆輻射器組成的AM廣播無線電天線饋電以產生特定的輻射方向圖也被稱為相控陣。

    (圖一為顯示相控陣工作原理的動畫。它由一個由發射機(TX)供電的天線單元陣列(A)組成。每個天線的饋電電流透過由計算機(C)控制的移相器(φ)。移動的紅線顯示了每個元素髮射的無線電波的波前。單個波前是球形的,但它們在天線前面結合(疊加)形成一個平面波,一束無線電波朝著特定的方向傳播。移相器延遲無線電波逐漸向上移動,這樣每個天線發射的波前都比下面的要晚。這使得產生的平面波指向與天線軸成θ角的方向。透過改變相移,計算機可以立即改變光束的角度θ。大多數相控陣天線都是二維天線陣列,而不是這裡所示的線性陣列,波束可以在二維方向上進行控制,讓無線電波的速度大大減慢了。)

    相控陣有多種形式。然而,四種最常見的是無源相控陣、有源電子掃描陣列、混合波束形成相控陣和數字波束形成陣列。

    無源相控陣或無源電子掃描陣列其天線元件連線到單個發射器和/或接收器,如圖以的動畫所示。PESA是最常見的相控陣型別。一般來說,無源相控陣使用一個接收器/激勵器來處理整個陣列。

    無源相控陣通常使用大型放大器,為天線產生所有的微波發射訊號。移相器通常由磁場、電壓梯度或等效技術控制的波導元件組成。無源相控陣使用的相移過程通常將接收波束和發射波束置於對角的象限中。相移符號必須在發射脈衝結束後和接收週期開始前反轉,以便將接收波束置於與發射波束相同的位置。這就需要相位脈衝來降低多普勒雷達和脈衝多普勒雷達的子雜波可見度效能。釔鐵石榴石移相器必須改變後,發射脈衝淬火和接收器處理前開始對齊發射和接收光束。這種脈衝會引入調頻噪聲,從而降低雜波效能。無源相控陣設計用於宙斯盾作戰系統的波達方向估計。

    有源相控陣或有源電子掃描陣列,其每個天線單元都有一個模擬發射器/接收器(T/R)模組,該模組產生電子引導天線波束所需的相移。有源陣列是一種更先進的第二代相控陣技術,用於軍事應用。與無源相控陣不同,它們可以同時向不同方向發射多個頻率的無線電波束。但是波束的數量同時受到波束形成器電子封裝的實際原因的限制,一個有源相控陣大約有三個同時波束。每個波束形成器都有一個與之相連的接收器/激勵器。

    (美國在阿拉斯加部署有源相控陣彈道導彈探測雷達。它於1979年完工,是首批有源相控陣雷達之一。)

    混合波束形成相控陣可以看作是AESA和數字波束形成相控陣的組合。它使用有源相控陣子陣列(例如,子陣列可以是64、128或256個單元,單元的數量取決於系統要求)。子陣列組合在一起形成完整的陣列。每個子陣列都有自己的數字接收器/激勵器。這種方法允許同時建立束簇。

    數字波束形成相控陣在陣列中的每個單元上都有一個數字接收器/激勵器。每個元件上的訊號由接收器/激勵器數字化。這意味著可以在現場可程式設計門陣列或陣列計算機中以數字方式形成天線波束。這種方法允許同時形成多個天線波束。

    相控陣的一種可能的存在方式稱為共形天線。其單個天線不是佈置在平面上,而是安裝在曲面上。移相器補償由於天線元件在表面上的不同位置而導致的波的不同路徑長度,從而允許陣列輻射平面波。共形天線用於飛機和導彈中,將天線整合到飛機的曲面中以減小氣動阻力。

    (當相鄰天線之間的相位差在−120和120度之間掃掠時,顯示由15個天線單元組成的相隔四分之一波長的相控陣輻射方向圖的動畫。暗區是光束或主瓣,而圍繞它展開的光線是副瓣。)

    相控陣技術也應用於民用領域。在廣播過程中,許多調幅廣播電臺都使用相控陣來增強訊號強度,從而提高覆蓋範圍,同時儘量減少對其他非廣播地區的訊號干擾。由於白天和夜間電離層傳播在中波頻率上的差異,調幅廣播電臺通常在日出和日落時透過切換提供給各個天線單元(桅杆輻射器)的相位和功率水平來改變白天(地波)和夜間(天波)的輻射模式。對於短波廣播,許多電臺使用水平偶極子陣列。一種常見的排列方式是在4×4陣列中使用16個偶極子。通常這是在一個鐵絲網反射器前面。相位調整通常是可切換的,以允許在方位角和有時在仰角進行波束控制。

    無線電發燒友可使用較普通的相控陣長線天線系統,從很遠的距離接收長波、中波和短波無線電廣播。

    在更高頻上,相控陣廣泛用於調頻廣播。這大大增加了天線傳輸的效果,放大了發射到地平線的射頻能量,從而大大增加了電臺的廣播範圍。在這些情況下,到發射器的每個元件的距離是相同的,或者是一個(或其他整數)波長間隔。對陣列進行相位調整,使較低的單元稍微延遲(透過延長到它們的距離)會導致波束向下傾斜,如果天線在無線電塔上相當高,這是非常有用的。

    其他相位調整可以在不傾斜主瓣的情況下增加遠場中的向下輻射,產生零填充以補償極高的山頂位置,或者在近場中減少輻射,以防止這些工人或甚至附近的地面房主受到過度照射。後一種效果也是透過半波間距來實現的,即在具有全波間距的現有元件中間插入額外元件。這種相位調整可獲得與全波間隔大致相同的水平增加;也就是說,五單元全波間隔陣列等於九單元或十單元半波間隔陣列。

    許多海軍的軍艦也使用相控陣雷達系統。由於波束可以快速轉向,相控陣雷達允許軍艦使用一個雷達系統進行表面探測和跟蹤(尋找船隻)、空中探測和跟蹤(尋找飛機和導彈)以及導彈上行鏈路能力。在使用這些系統之前,飛行中的每一枚地對空導彈都需要一個專用的火控雷達,這意味著雷達制導武器只能同時打擊少量目標。在導彈飛行的中段階段,相控陣系統可以用來控制導彈。在飛行的終端部分,連續波火控指揮員向目標提供最終制導。由於天線方向圖是電子控制的,相控陣系統可以以足夠快的速度引導雷達波束,從而在同時控制多個飛行中導彈的同時,保持對多個目標的火控質量跟蹤。

    (安裝在德國海軍薩克森級護衛艦F220漢堡號上層建築上的有源相控陣雷達)

    AN/SPY-1相控陣雷達是部署在現代美國巡洋艦和驅逐艦上的宙斯盾作戰系統的一部分,能夠同時執行搜尋、跟蹤和導彈制導功能,具有超過100個目標的能力。同樣,在法國和新加坡服役的泰雷茲-赫拉克勒斯相控陣多功能雷達也有一個獨特的優勢,其跟蹤能力為200個目標,能夠在一次掃描中實現自動目標檢測、確認和跟蹤啟動,同時為從艦上發射的MBDA Aster導彈提供中段制導更新。德國海軍和荷蘭皇家海軍開發了有源相控陣雷達系統。MIM-104愛國者和其他地面防空系統使用相控陣雷達也有類似的好處。

    信使號飛船是一個前往水星的空間探測器任務。它是首次使用相控陣天線進行通訊的深空任務。輻射單元是圓極化的開縫波導。這種天線使用X波段,使用了26個輻射單元。

    自2003年4月23日以來,美國國家嚴重風暴實驗室一直在使用美國海軍提供的SPY-1A相控陣雷達,在俄克拉荷馬州諾曼的實驗室進行天氣研究。希望這項研究能使人們更好地瞭解雷暴和龍捲風,以增加對惡劣天氣的預警。該專案包括研究和開發,未來的技術轉讓和潛在的部署系統在整個美國。預計需要10到15年才能完成,初步建設約2500萬美元。而日本理工高等計算科學研究所的一個團隊已經開始了使用相控陣雷達進行即時天氣預報新演算法的實驗工作。

    (俄克拉荷馬州諾曼國家嚴重風暴實驗室的AN/SPY-1A雷達裝置。封閉的天線罩提供天氣保護。)

    在電磁波的可見或紅外光譜範圍內,可以構造光學相控陣。它們用於波長複用器和濾波器,用於通訊目的,鐳射束控制和全息照相。合成陣列外差探測是一種將整個相控陣複用到單元件光電探測器上的有效方法。光學相控陣發射器中的動態波束形成可用於電子光柵或向量掃描影象,而無需使用透鏡或無透鏡投影儀中的機械運動部件。光學相控陣接收器已被證明能夠透過選擇性地觀察不同的方向來充當無透鏡相機。

    相控陣裝置也被應用於衛星寬頻網際網路收發機。星鏈是一個低地球軌道衛星群計劃,從2020年開始建設。它旨在為消費者提供寬頻網際網路連線,系統的使用者終端將使用相控陣天線。到2014年,相控陣天線已經被整合到射頻識別系統中,使單個系統的覆蓋面積增加100%,達到76200平方米。因此星鏈計劃並不是異想天開,只要各國允許其在太空外建設和不計成本,該項計劃是可以實現的。

    2008年,東京大學Shinoda實驗室開發了一種稱為機載超聲觸覺顯示器的聲學換能器相控陣,用於誘導觸覺反饋。該系統被證明能夠使使用者互動操作虛擬全息物體。

    相控陣雷達最近被用於作為射電望遠鏡的焦點,以提供許多光束,使射電望遠鏡具有非常廣闊的視野。比如澳洲的ASKAP望遠鏡和荷蘭的Apertif升級為Westerbork合成射電望遠鏡。

    總之相控陣技術多被用於軍事雷達系統,用來引導無線電波束快速穿越天空,探測飛機和導彈。這些系統現已廣泛應用,並已推廣到民用領域。相控陣原理也應用於聲學,聲學換能器的相控陣應用於醫學超聲成像掃描器(相控陣超聲)、油氣勘探(反射地震學)和軍用聲納系統,真正實現了由軍用轉向民用的廣闊前景,先進技術有時並不只用於殺戮,運用好了也能造福人類。

  • 19 # 水煮汗青

    大家還記得小學語文學的《蝙蝠和雷達》嗎?說的是科學家從蝙蝠發出的超聲波辨別方向中得到啟發,最後研究出雷達。其實蝙蝠的超聲波研究和雷達的發明並沒有直接關係,但是要解釋相控陣雷達,我還是借用蝙蝠做個比喻:

    普通雷達就像是一隻蝙蝠對著天空發出超聲波,如果發現天上有物體就會反射回來;相控陣雷達就像是一隻擁有蜻蜓複眼般的蝙蝠,對天空進行網狀式掃描,所有複眼都能發射超聲波。

    只是蝙蝠發出來的是超聲波,而雷達發出來的是電磁波。電磁波與超聲波的區別就是,電磁波是一種物質,可以在空氣中傳播,也可以在真空環境中傳播;超聲波只是一種波動形式,需要藉助某種介質才可以形成,真空環境中不能形成超聲波。

    雷達的發明

    我們從小學課文上看到蝙蝠與雷達的故事,大家就會覺得雷達是從蝙蝠身上得到的啟發,實際上這則故事只是發現了超聲波,而雷達的發明是在這個故事發生後的100多年後。

    1793年,義大利科學家斯帕拉捷在晚上散步的時候,發現蝙蝠在夜空中飛來飛去非常靈活,也不會撞到樹上或者牆上。這個現象引起他的好奇,於是斯帕拉捷做了一個有趣的實驗:

    他抓了幾隻蝙蝠關在籠子裡,先是把蝙蝠眼睛蒙起來試飛,發現“瞎眼”的蝙蝠飛起來一樣靈敏。他再把蝙蝠的鼻子堵起來,結果蝙蝠也沒有受到任何影響。接著斯帕拉捷把蝙蝠的耳朵堵住,這次蝙蝠就像是沒頭的蒼蠅,在夜空中胡亂飛行,一會撞到樹上,一會又撞到牆上。

    斯帕拉捷的實驗證明了蝙蝠靠聽覺進行方向和障礙物的辨別,但是對於超聲波的研究和應用,一直到19世紀末,20世紀初才得到廣泛應用,超聲波被應用於醫療、工業、農業等領域,而且超聲波還可以用來清洗,我們去眼鏡店洗眼鏡用的就是超聲波。

    雷達發射的是電磁波,這種物質於1887年被德國科學家赫茲證實,而且當時他也發現電磁波在傳播的過程中,遇到金屬物質會被反射回來,就像光照到鏡子一樣,但是當時的科學家並沒有想到利用這個原理進行空中偵察。

    1897年夏天,俄國科學家波波夫在海上進行通訊試驗,他發現兩艘船在通訊過程中,如果有第三艘船從中間駛過,通訊就會被中斷。當時波波夫將這一現象寫在工作日記中,並得出結論:障礙物會對電磁波的傳播產生影響。遺憾的是,波波夫也沒有利用電磁波這一特性進行更深層的研究。

    一直到1934年,英國皇家無線電研究所所長沃特森·瓦特發現了電磁波反射的特性,當時英國正準備大力發展防空力量,為此英國空軍甚至找了一批聽覺靈敏的肓人利用耳朵搜尋敵機。瓦特認為,可以利用電磁波反射的原理進行空中偵察,只要發現敵機,電磁波就會反射回來,這樣比人耳搜尋要準確得多,範圍也更廣。

    於是,瓦特的建議得到認可,英國空軍也因此獲得了一筆新裝備研發的撥款。1935年,瓦特和英國電機工程師研製出第一臺探測飛機的雷達。

    所以從雷達發明的歷史可以看出,雷達與蝙蝠之間的聯絡真的不大,超聲波的反射、光的反射、電磁波的反射,都是經過單獨的試驗被發現,三者之前沒有必然的聯絡!

    什麼是相控陣雷達

    從第一臺雷達發明以後,就被廣泛應用於軍事領域,這種雷達屬於機械式的,只能以固定的轉動方式對固定範圍進行掃描,如果遇到高速飛行器,比如高速戰鬥機或者導彈,這種雷達的反應速度就跟不上了,於是相控陣雷達了隨之產生。

    相控陣雷達又叫電子掃描陣列雷達,是透過改變天線表面陣列所發出波束的合成方式,來改變波束掃描方向的雷達。相控陣雷達比傳統雷達掃描的效率和速度更快,對目標訊號測量的精確度也更高,舉個形象比喻就是,傳統雷達就像是一顆LED燈射向天空,相控陣雷達就像是一整塊裝滿LED燈的面板同時射向天空。

    相控陣雷達分為有源和無源,無源相控陣雷達只有一箇中央發射機和接收機,發射出來的高頻能量由機算機分配給天線陣列中的各個輻射器,優點是成本低,技術要求低,缺點就是發射和接收環節要是出了問題,整個雷達都不能使用。

    有源相控陣雷達則是每個輻射器都安裝了發射和接收的元件,整個雷達可以擁有成千上萬個這樣的輻射器,就算其中有些輻射器壞了,也不會影響其他輻射器的正常執行,因為每個單元都是獨立的。優點是可以進行三座標掃描(水平方向和垂直方向),缺點是造價高,技術要求高。

    相控陣雷達的有源與無源,其實就像是音箱的有源與無源。有源音箱裡面安裝了功放機,只要有聲音輸入就可以進行放大發音;無源音箱除了喇叭、分頻器,裡面就是空的,需要經過功放機對每個音箱進行訊號放大。

    無源音箱的功放機壞了,所有音箱都不會響,有源音箱的功放機壞了, 只有相應的那對不會響,其他音箱不影響。

    結語

    相控陣雷達比普通雷達需要更高的技術要求,首先需要有強大的電子技術作為基礎,其次就是要具備強大的計算機系統,因為相控陣雷達會同時收到很多資訊,計算機需要對這些資訊進行分辨識別和處理,這就需要有足夠強大的系統和精密的演算法程式。

    由於相控陣雷達需要整個工業體系的支援,因此並不是所有國家都有能力研製,目前這個領域還是美國領先,而中國隨著近幾十年的發展,在相控陣雷達方面也做得相當不錯,與美國之間的差距也在逐漸縮小。

  • 20 # 每日精彩科技

    雷達是軍事領域非常重要的探測裝置,經過多年的發展,雷達廣泛應用於探測行業裡,在軍事領域,最常用的就是“相控雷達”。這種先進的裝備能夠大大提高部隊的防空探測能力,是軍隊現代化的重要里程碑!

    1、什麼是相控陣?

    相控陣天線由許多輻射元件組成,可以靈活地控制各元件的功率相位,改變光柵的表面。相位光柵的概念很清楚,也很簡單,但它與許多其他技術有關,以前研究過,發展較慢。我們現在正生活在一個快速而徹底的變革時期。

    2、相控陣採用的高技術:

    計算機技術、固態技術、訊號處理技術、光電子技術、新材料技術、以及器件、結構、工藝的發展。

    3、相控陣雷達的特點:

    波束捷變、多目標跟蹤、遠作用距離、高資料率、自適應抗幹、擾快速識別目標、高可靠性、天線共形、

    4、相控陣雷達的組成:

    相控陣雷達的組成方案很多,根據是否有源可分為兩類:

    1.有源相控陣列雷達每個天線陣元用一個接收機和發射功率放大器。

    2.無源相控陣列雷達

    共用一個和幾個接收機和發射功,其餘與有源相控陣列雷達相同。

    5、相控陣雷達的優缺點和發展趨勢:

    優點:

    波束方向靈活,可實現無慣性快速掃描,資料率高;日本部署的基於相控陣X波段的雷達雷達能夠同時產生多個獨立波束,以實現各種功能(如搜尋、識別、跟蹤、指向、探源等)。該物件具有極大的潛力,可同時監測和跟蹤空域內數百個目標。適應困難目標條件的能力強。具有良好的抗噪聲能力。全固態相控陣雷達即使少數部件不能正常工作,也具有很高的可靠性。

    缺點:

    在美國,相控陣雷達的缺點是裝置複雜,價格昂貴,波束掃描範圍受制於有源機載相控陣--21世紀的機載雷達革命。

    最大掃描角度為90~120°。如果需要全面觀察,必須安裝3-4個表面的天線陣列。

    但是,相控陣雷達比機械掃描雷達更靈活、更可靠、更不堅固,能迅速適應不斷變化的作戰條件。多功能相控陣雷達廣泛應用於地面遠端預警系統、機載防空系統、機載和甲板系統、火炮測量、多邊形測量等。

    相控陣雷達發展趨勢:

    自從相控陣雷達問世以來,雷達干擾已經脫離了60年代的模式。現代相控陣雷達由於不受波束方向和機械裝置的影響,具有靈活的波束控制能力,所以擺動速度非常快,傳統干擾器的效果有限。過去存在的輻射對抗措施的侷限性已經失去了意義。

    基本上,干擾敵方雷達就是觸發訊號的過程。如果你在敵人的雷達範圍內,就給他一個 "額外 "的訊號,讓他能把虛假的干擾訊號感知為真實的目標回波,從而產生干擾。因此,比如目前已知的美國EF-18G電子戰機的一種工作模式就是記錄對方的雷達訊號,並在一段時間內顯示出來,使對方無法正常工作。

    因此,現代電子戰的複雜性不在於其接收和傳送訊號的能力,而在於其處理訊號的能力。換句話說,現代雷達站的干擾,只要工作機制得當,其實幹擾地面或空中輻射的訊號並不是問題,發射角不是關鍵。重要的是能騙過對方訊號的濾波機制。這就需要在訊號處理技術上走在另一端。因此,要想在鬥爭中佔得先機,必須要有代際間的技術優勢。

  • 中秋節和大豐收的關聯?
  • 放屁會傳播病毒不?