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  • 1 # 鋼鐵保衛者

    我們先來看下相控陣雷達的定義:相控陣雷達即相位控制電子掃描陣列雷達,是由大量可以單獨收發雷達波的T/R元件排列成的天線陣面雷達。

    ▲典型的相控陣雷達

    相控陣雷達天線通常是一個面陣,面陣由很多行很多列排列起來的T/R元件組成(每一個T/R元件均可以獨立發射核接受雷達波,其實就是一部微型雷達)。

    相控陣雷達分為有源和無源兩種。二者的區別主要在於發射機和接收機的數量。

    無源相控陣雷達僅有一個總的發射機和一個接收機。發射機產生的雷達波按照計算機的計算自動分配給天線陣的各個T/R元件,然後在天線的前面組合或疊加,從而產生沿特定方向行進的平面波。透過計算機控制改變相移,從而改變波束的指向角度。 ▲無源相控陣雷達的工作原理

    ▲俄製36D6M1-1型無源相控陣雷達

    有源相控陣雷達的每一個T/R元件均可以獨立發射核接受雷達波,其實就是一部微型雷達。首先可靠性要比無源高很多,只要不是所有的發射機和接收機同時出問題,雷達就能正常工作,無源相控陣雷達一旦唯一的一套發射機和接收機出問題,整個雷達就癱瘓。由於有源陣每一個T/R元件都是一個小雷達,因而透過計算機控制,每一個T/R元件可以同時執行不同的工作,比如同時執行測距,測角,測速,測高,敵我識別,電子對抗和通訊等任務。執行效率遠遠高於無源相控陣雷達。

    ▲中國產JY-26型有源相控陣警戒雷達

    此外在功率,訊號處理,抗干擾方面都比無源相控陣雷達具有更大的優勢。不過缺點就是有源相控陣雷達技術更加複雜,造價昂貴。

    相對於有源相控陣雷達,無源相控陣雷達的技術難度要小得多。而且在精度和探測距離上要好於有源相控陣。

    相控陣雷達的優點

    第一個優點就是一部雷達便可實現搜尋、識別、跟蹤、制導等多種功能

    透過火控計算機,可以控制每個T/R元件按照預先設定好的相位進行移動,這樣就實現了控制天線波束按照設定的方式進行掃描。在天線陣面不動的條件下,天線波束能做到正負60度範圍內的掃描,而且掃描速度極快,高速模式可達微秒級,正常模式也在毫秒級,瞬間就能獲取目標的基本資訊。在工作模式上也更加靈活,對已經發現的目標,只需要測出速度值,雷達波束就不再需要連續照射,只需要間或照射並進行跟蹤修正就可以了,多出來的時間和資源可以用於探測其它目標,極大地提高了雷達的多目標探測,跟蹤和識別能力。一部相控陣雷達至少可以同時探測跟蹤300~400個空中目標。

    ▲相控陣雷達多目標能力非常強悍

    第二個優點是總功率大,探測距離遠

    單個T/R元件功率並不大,不過由於數量多,發射後的雷達波在空間合成波束,多個元件的合成功率就變得比較大。而且相控陣雷達的每個T/R元件很小,可以直接做在天線陣面上,雷達波的發射,接收都在天線上,傳輸損耗非常小。總的發射功率就非常大,探測距離比普通型別雷達超出不少。比如,中美俄的洲際導彈預警雷達都採用了相控陣體制,探測距離高達數千公里。

    ▲相控陣體制的洲際導彈預警雷達探測距離高達數千公里

    第三個優點就是相控陣雷達的整體可靠性非常高

    打個比方,普通的機械雷達相當於把所有雞蛋都放在了一個籃子裡(只有一部天線單元),一旦天線出現損壞,整部雷達就癱瘓。而相控陣雷達的T/R元件的數量高達成千上萬,相當於把雞蛋每一個都放在一個小籃子裡,即使少量T/R元件損壞,整個雷達功能不會受損,效能也損失很小,對作戰影響不大。而且,相控陣雷達的天線的平均故障間隔時間高達15萬小時。

    ▲紅圈處為相控陣雷達的T/R元件,看見數量非常多

    缺點方面

    相控陣雷達技術難度相對較高,結構十分複雜,耗電量大且造價昂貴。

    此外,相控陣雷達的波束掃描範圍有限,最大掃描角為90°~120°。一般使用時,需要配置3~4個天線陣面,或者在水平面採用機械掃描(即水平面進行360度轉動),才能實現全方面監控。

    最後,由於相控陣雷達的功率都非常大,除了對電力系統負荷更大之外,更加容易遭到反輻射導彈的攻擊!

    ▲英國“阿拉姆”空射反輻射導彈

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