第一篇:雷達技術(shù)
淺談雷達技術(shù)
摘要:雷達具有發(fā)現(xiàn)目標距離遠,測定目標坐標速度快,能全天候使用等特點。因此在警戒、引導、武器控制、偵察、航行保障、氣象觀察、敵我識別等方面獲得廣泛應用,成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的一種重要電子技術(shù)裝備。所以,雷達性能的好壞將不可避免的影響戰(zhàn)爭的勝負。
關(guān)鍵詞:雷達
戰(zhàn)爭
軍事應用
一、雷達的概念
“雷達”原意是無線電探測和測距。利用電磁波探測目標的電子設(shè)備。發(fā)射電磁波對目標進行照射并接收其回波,由此獲得目標至電磁波發(fā)射點的距離、距離變化率(徑向速度)、方位、高度等信息。
二、雷達的組成與功用
各種雷達的具體用途和結(jié)構(gòu)不盡相同,但基本形式是一致的,包括:發(fā)射機、發(fā)射天線、接收機、接收天線,處理部分以及顯示器。還有電源設(shè)備、數(shù)據(jù)錄取設(shè)備、抗干擾設(shè)備等輔助設(shè)備。
雷達所起的作用和眼睛和耳朵相似,當然,它不再是大自然的杰作,同時,它的信息載體是無線電波。事實上,不論是可見光或是無線電波,在本質(zhì)上是同一種東西,都是電磁波,在真空中傳播的速度都是光速C,差別在于它們各自的頻率和波長不同。其原理是雷達設(shè)備的發(fā)射機通過天線把電磁波能量射向空間某一方向,處在此方向上的物體反射碰到的電磁波;雷達天線接收此反射波,送至接收設(shè)備進行處理,提取有關(guān)該物體的某些信息(目標物體至雷達的距離,距離變化率或徑向速度、方位、高度等)。
測量距離實際是測量發(fā)射脈沖與回波脈沖之間的時間差,因電磁波以光速傳播,據(jù)此就能換算成目標的精確距離。測量目標方位是利用天線的尖銳方位波束測量。測量仰角靠窄的仰角波束測量。根據(jù)仰角和距離就能計算出目標高度。
測量速度是雷達根據(jù)自身和目標之間有相對運動產(chǎn)生的頻率多普勒效應原理。雷達接收到的目標回波頻率與雷達發(fā)射頻率不同,兩者的差值稱為多普勒頻率。從多普勒頻率中可提取的主要信息之一是雷達與目標之間的距離變化率。當目標與干擾雜波同時存在于雷達的同一空間分辨單元內(nèi)時,雷達利用它們之間多普勒頻率的不同能從干擾雜波中檢測和跟蹤目標。
三、雷達的軍事應用
激光掃描方法不僅是軍內(nèi)獲取三維地理信息的主要途徑,而且通過該途徑獲取的數(shù)據(jù)成果也被廣泛應用于資源勘探、城市規(guī)劃、農(nóng)業(yè)開發(fā)、水利工程、土地利用、環(huán)境監(jiān)測、交通通訊、防震減災及國家重點建設(shè)項目等方面,為國民經(jīng)濟、社會發(fā)展和科學研究提供了極為重要的原始資料,并取得了顯著的經(jīng)濟效益,展示出良好的應用前景。低機載LIDAR地面三維數(shù)據(jù)獲取方法與傳統(tǒng)的測量方法相比,具有生產(chǎn)數(shù)據(jù)外業(yè)成本低及后處理成本的優(yōu)點。目前,廣大用戶急需低成本、高密集、快速度、高精度的數(shù)字高程數(shù)據(jù)或數(shù)字表面數(shù)據(jù),機載LIDAR技術(shù)正好滿足這個需求,因而它成為各種測量應用中深受歡迎的一個高新技術(shù)。
快速獲取高精度的數(shù)字高程數(shù)據(jù)或數(shù)字表面數(shù)據(jù)是機載LIDAR技術(shù)在許多領(lǐng)域的廣泛應用的前提,因此,開展機載LIDAR數(shù)據(jù)精度的研究具有非常重要的理論價值和現(xiàn)實意義。在這一背景下,國內(nèi)外學者對提高機載LIDAR數(shù)據(jù)精度做了大量研究。
由于飛行作業(yè)是激光雷達航測成圖的第一道工序,它為后續(xù)內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理提供直接起算數(shù)據(jù)。按照測量誤差原理和制定“規(guī)范”的基本原則,都要求前一工序的成果所包含的誤差,對后一工序的影響應為最小。因此,通過研究機載激光雷達作業(yè)流程,優(yōu)化設(shè)計作業(yè)方案來提高數(shù)據(jù)質(zhì)量,是非常有意義的。器上顯示障礙信息。該系統(tǒng)已在兩種直升機上進行了試驗。
四、雷達的未來發(fā)展趨勢 這階段的目標是趕上和縮小與世界雷達技術(shù)的差距。1991年的海灣戰(zhàn)爭既反映了雷達在情報偵察、指揮控制、作戰(zhàn)管理效能評估等方面起到的不可替代的作用,同時也反映了雷達受到隱身技術(shù)、反輻射導彈、電子干擾、低空飛行器等方面的威脅,未來戰(zhàn)爭又將是一場多層次、全方位、大縱深、主體覆蓋集陸、海、空、天、電為一體的高技術(shù)對抗,因此對雷達就提出了更新的要求。
①加速發(fā)展正在研究的雷達三超技術(shù)(超低副瓣、超寬帶、超高分辨)和“四抗”技術(shù)(抗干擾、抗反雷達導彈、抗隱身、抗低空入侵),現(xiàn)在在研的超寬帶和超低角跟蹤技術(shù)已用于工程。
②雷達波段向兩端擴展,即從米波延長到短波,從微米波擴展到毫米波、紅外、可見光波段。
③雷達設(shè)計廣泛采用計算機技術(shù),使雷達能進行自適應處理控制,雷達內(nèi)部以及與其它電子設(shè)備能進行數(shù)字數(shù)據(jù)傳送。
④發(fā)展低截獲概率雷達,實行分布式雷達新體制和雷達升空升天技術(shù)的研究。
五、結(jié)束語
經(jīng)過五十年的艱苦奮斗,雷達行業(yè)已成為我國國防現(xiàn)代化建設(shè)和參與國民經(jīng)濟主戰(zhàn)場的一支實力雄厚的產(chǎn)業(yè)大軍,形成了中央與地方相結(jié)合、沿海與內(nèi)地相結(jié)合、軍用與民用結(jié)合、專業(yè)和門類比較齊全的工業(yè)體系。一批產(chǎn)品的性能指標已跨入先進行列。同時,培養(yǎng)和造就了一支素質(zhì)高、能打硬仗的技術(shù)隊伍。更可喜的是涌現(xiàn)了一大批年輕有為的雷達科技人員,培養(yǎng)和造就了一批高素質(zhì)的跨世紀科技人才,從而使我國雷達工業(yè)以嶄新的姿態(tài)邁入21世紀。
但我們還應清醒地看到,我國的雷達技術(shù)與裝備水平距發(fā)達國家還有一定的差距,在某些領(lǐng)域還相當落后,落后就要挨打,這就要求我們的雷達科研人員牢記自己所肩負的神圣使命,刻苦攻關(guān),發(fā)奮努力,研制出具有世界一流水平的雷達裝備,為我國國防現(xiàn)代化事業(yè)作出應有的貢獻。
參考文獻
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《激光技術(shù)》
第二篇:雷達技術(shù)論文
相控陣雷達技術(shù)
相控陣雷達有相當密集的天線陣列,在傳統(tǒng)雷達天線面的面積上可安裝上千個相控陣天線,任何一個天線都可收發(fā)雷達波,而相鄰的數(shù)個天線即具有一個雷達的功能。掃描時,選定其中一個區(qū)塊(數(shù)個天線單元)或數(shù)個區(qū)塊對單一目標或區(qū)域進行掃描,因此整個雷達可同時對許多目標或區(qū)域進行掃描或追蹤,具有多個雷達的功能。由于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(zhuǎn)動,因此資料更新率大大提高,機械掃描雷達因受限于機械轉(zhuǎn)動頻率因而資料更新周期為秒或十秒級,電子掃描雷達則為毫秒或微秒級。因而它更適于對付高機動目標。此外由于可發(fā)射窄波束,因而也可充當電子戰(zhàn)天線使用,如電磁干擾甚至是構(gòu)想中發(fā)射反相位雷達波來抵消探測電波等。關(guān)鍵字 相控陣雷達
原理
特點
應用
分類
應用
歷史
發(fā)展
正文
1.相控陣雷達
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(tǒng)的機械轉(zhuǎn)動天線面方式,故又稱電子掃描雷達。
1.1相控陣雷達的原理
我們知道,蜻蜓的每只眼睛由許許多多個小眼組成,每個小眼都能成完整的像,這樣就使得蜻蜓所看到的范圍要比人眼大得多。與此類似,相控陣雷達的天線陣面也由許多個輻射單元和接收單元(稱為陣元)組成,單元數(shù)目和雷達的功能有關(guān),可以從幾百個到幾萬個。這些單元有規(guī)則地排列在平面上,構(gòu)成陣列天線。利用電磁波相干原理,通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信號送入主機,完成雷達對目標的搜索、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。不同的振子通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(shù)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(chǔ)是相位可控的陣列天線。相位控制可采用相位法、實時法、頻率法和電子饋電開關(guān)法。在一維上排列若干輻射單元即為線陣,在兩維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上或曲面上.這種天線稱為共形陣天線。共形陣天線可以克服線陣和平面陣掃描角小的缺點,能以一部天線實現(xiàn)全空域電掃。通常的共形陣線 應該具有以下的特點環(huán)形陣、圓面陣、圓錐面陣、圓柱面陣、半球面陣等。
1.2 相控陣雷達的特點
相控陣雷達之所以具有強大的生命力,因為它優(yōu)勝于一般機械掃描雷達。它具有以下特點:
(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(xiàn)邊搜索邊跟蹤工作方式,與電子計算機相配合,能同時搜索、探測和跟蹤不同方向和不同高度的多批目標,并能同時制導多枚導彈攻擊多個空中目標。因此,適用于多目標、多方向、多層次空襲的作戰(zhàn)環(huán)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(zhí)行搜索、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,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(tǒng)的設(shè)備,從而提高系統(tǒng)的機動能力。
(3)反應時間短、數(shù)據(jù)率高。相控陣雷達可不需要天線驅(qū)動系統(tǒng),波束指向靈活,能實現(xiàn)無慣性快速掃描,從而縮短了對目標信號檢測、錄取、信息傳遞等所需的時間,具有較高的數(shù)據(jù)率。相控陣天線通常采用數(shù)字化工作方式,使雷達與數(shù)字計算機結(jié)合起來,能大大提高自動化程度,簡化了雷達操作,縮短了目標搜索、跟蹤和發(fā)控準備時間,便于快速、準確地實施畦達程序和數(shù)據(jù)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布在天線孔徑上的多個輻射單元綜合成非常高的功率,并能合理地管理能量和控制主瓣增益,可以根據(jù)不同方向上的需要分配不同的發(fā)射能量,易于實現(xiàn)自適應旁瓣抑制和自適應抗各種干擾,有利于發(fā)現(xiàn)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,且并聯(lián)使用,即使有少量組件失效,仍能正常工作,突然完全失效的可能性最小。此外,隨著固態(tài)器件的發(fā)展,格控陣雷達的固態(tài)器件越來越多,甚至已生產(chǎn)出全固態(tài)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。[3][4]
1.2.1 相控陣雷達的優(yōu)點
(1)波束指向靈活,能實現(xiàn)無慣性快速掃描,數(shù)據(jù)率高;(2)一個雷達可同時形成多個獨立波束,分別實現(xiàn)搜索、識別、跟蹤、制導、無源探測等多種功能;(3)目標容量大,可在空域內(nèi)同時監(jiān)視、跟蹤數(shù)百個目標;(4)對復雜目標環(huán)境的適應能力強;(5)抗干擾性能好。全固態(tài)相控陣雷達的可靠性高
1.2.2 相控陣雷達的缺點
美中不足的是,相控陣雷達設(shè)備復雜、造價昂貴,且波束掃描范圍有限,最大掃描角為90°~120°。當需要進行全方位監(jiān)視時,需配置3~4個天線陣面。
2.相控陣雷達的應用
相控陣雷達與機械掃描雷達相比,掃描更靈活、性能更可靠、抗干擾能力更強,能快速適應戰(zhàn)場條件的變化。多功能相控陣雷達已廣泛用于地面遠程預警系統(tǒng)、機載和艦載防空系統(tǒng)、機載和艦載系統(tǒng)、炮位測量、靶場測量等。美國“愛國者”防空系統(tǒng)的AN/MPQ-53雷達、艦載“宙斯盾”指揮控制系統(tǒng)中的雷達、B-1B轟炸機上的APQ-164雷達、俄羅斯C-300防空武器系統(tǒng)的多功能雷達等都是典型的相控陣雷達。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,固體有源相控陣雷達得到了廣泛應用,是新一代的戰(zhàn)術(shù)防空、監(jiān)視、火控雷達。
當相控陣雷達警戒、搜索遠距離目標時,雖然看不到天線轉(zhuǎn)動,但上萬個輻射器通過電子計算機控制集中向一個方向發(fā)射、偏轉(zhuǎn),即使是上萬公里外來襲的洲際導彈和幾萬公里遠的衛(wèi)星,也逃不過它的“眼睛”。如果是對付較近的目標,這些輻射器又可以分工負責,有的搜索、有的跟蹤、有的引導,同時工作。每個“移相器”可根據(jù)自己擔負的任務,使電磁瓣在不同的方向上偏轉(zhuǎn),相當于無數(shù)個天線在轉(zhuǎn)動,其速度之快非一般天線所能相比。正是由于這種雷達天線摒棄了一般雷達天線的工作原理,利用“移相器”來實現(xiàn)電磁瓣的轉(zhuǎn)動,人們給它起了個與眾不同的名字--相控陣雷達,代表著“相位可以控制的天線陣”的含義。
3.相控陣雷達的歷史及發(fā)展
3.1相控陣雷達的歷史
相控陣技術(shù),早在20世紀30年代后期就已經(jīng)出現(xiàn)。1937年,美國首先開始這項研究工作。但一直到20世紀50年代中期才研制出2部實用型艦載相控陣雷達。
20世紀60年代,美國和前蘇聯(lián)相繼研制和裝備了多部相控陣雷達,多用于彈道導彈防御系統(tǒng),如美國的AN/FPS-
46、AN/FPS-85、MAR、MSR,前蘇聯(lián)的“雞籠”和“狗窩”等。這些都屬于固定式大型相控陣雷達,其共同點:采用固定式平面陣天線,天線體積大、輻射功率高、作用距離遠。其中美國的AN/FPS-85和前蘇聯(lián)的“狗窩”最為典型。
20世紀70年代,相控陣雷達得到了迅速發(fā)展,除美蘇兩國外,又有很多國家研制和裝備了相控陣雷達,如英、法、日、意、德、瑞典等。其中最為典型的有:美國的AN/TPN-25、AN/TPQ-37和GE-592、英國的AR-3D、法國的AN/TPN-
25、日本的NPM-510和J/NPQ-P7、意大利的RAT-31S、德國的KR-75等。這一時期的相控陣雷達具有機動性高、天線小型化、天線掃描體制多樣化、應用范圍廣等特點。
20世紀80年代,相控陣雷達由于具有很多獨特的優(yōu)點,得到了更進一步的應用。在已裝備和正在研制的新一代中、遠程防空導彈武器系統(tǒng)中多采用多功能相控陣雷達,它已成為第三代中、遠程防空導彈武器系統(tǒng)的一個重要標志。從而,大大提高了防空導彈武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)性能。在21世紀,相控陣雷達隨著科技的不斷發(fā)展和現(xiàn)代戰(zhàn)爭兵器的特點,其制造和研究更上一層樓。
3.2 相控陣雷達技術(shù)的發(fā)展
3.2.1雷達體制從無源到有源
作為有源相控陣雷達的前身,無源相控陣雷達的發(fā)射機與天線分離配置,射頻能量從發(fā)射機通過復雜昂貴的波導管饋送至天線。但是,波導管穿過甲板、隔艙等艦體結(jié)構(gòu),自然會影響艦體的強度;而且這種配置的可靠性也較低,一旦發(fā)射機組或波導管出現(xiàn)故障或戰(zhàn)損,就會導致整個雷達系統(tǒng)的失效。同時,無源相控陣雷達由行波管之類的發(fā)射機來提供功率,要增大雷達發(fā)射功率不那樣容易。人們認識到了無源相控陣雷達的上述缺點,設(shè)法尋找新的雷達模式。
微波集成電路的快速發(fā)展帶來了機遇--人們可以在砷化鎵晶片上做出幾厘米大小、能發(fā)射/接收電磁波的小單元,用來取代龐大的行波管和天線。將一個個這種小單元(移相器)排成陣列,就成為發(fā)射機與天線合一的有源相控陣雷達。與無源相控陣雷達不同,有源相控陣雷達拋棄了集中式發(fā)射機,而是每一個天線單元都配備一個獨立的雷達發(fā)射機,只要增加天線的發(fā)射/接收單元數(shù),就可以增加發(fā)射功率。
有源相控陣雷達不使用穿過艦體的波導管,降低了系統(tǒng)的復雜性和體積,也相應減少了饋電系統(tǒng)造成的能量損耗;每個天線單元均具備獨立發(fā)射與接收電磁波的功能,少數(shù)天線單元的故障或受損不會導致整個系統(tǒng)的失效,故可靠性與抗戰(zhàn)損能力有了大幅度的提升;高峰值功率是通過諸多天線單元合成的方式來實現(xiàn)的,因此降低了對微波元件的峰值功率要求,有助于降低成本。同時,有源相控陣雷達在雷達波束的分配、管理與運用上也更加靈活,有利于提高雷達系統(tǒng)的反應速度與效率。
3.2.2 全面提升電子對抗能力
在電子對抗日趨激烈的未來海戰(zhàn)場環(huán)境中,為了有效地發(fā)揮雷達的信息作戰(zhàn)優(yōu)勢,強大的抗干擾、電子壓制能力不可或缺。面對海軍作戰(zhàn)區(qū)域由遠洋向近岸水域轉(zhuǎn)變的趨勢,水面艦艇所面臨的威脅與實戰(zhàn)環(huán)境也變得更加復雜。對艦載相控陣雷達來說,淺灘、急流、礁石、島嶼、海岸線陸地、叢林等復雜地形所造成的雜波和多重反射,對海空目標的偵測造成了很大干擾,急需提高雷達的抗干擾能力。而有效對抗反輻射導彈的威脅,也成為確保艦載相控陣雷達生存和有效運用的必要前提。采用雷達低截獲概率技術(shù)
3.2.3增強彈道導彈偵測能力
海基導彈防御系統(tǒng)比陸基系統(tǒng)有更高的靈活性和遠程機動部署能力,因此,偵測彈道導彈并引導防空導彈實施攔截,已成為艦載相控陣雷達的重要使命。美國改進AN/SPY-1系列相控陣雷達,以滿足海基反導的需求;英國的“桑普森”相控陣雷達具備了相當?shù)膫蓽y彈道導彈的潛力,已獲得美國彈道導彈防御局的資助;荷蘭的“阿帕”雷達也具備一定的探測彈道導彈能力,有可能成為歐盟發(fā)展海基戰(zhàn)區(qū)導彈防御的基礎(chǔ)。
除此而外,艦載相控陣雷達還力求與艦載指控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)鏈、編隊網(wǎng)絡(luò)整合并高速交換數(shù)據(jù),爭取能通過雷達反射特性快速辨識目標艦(機)。長遠目標是整合各種艦載雷達的功能,以期用1部多功能相控陣雷達滿足從遠程導彈攔截到近距防御的多種需求,如遠距離探測、跟蹤、目標鎖定以及各類艦載武器的導引、作戰(zhàn)指揮,從根本上簡化艦艇的雷達配置。
3.3 中國裝備
經(jīng)過十年時間,周萬幸造就了“海之星”,不僅讓中國成為了第三個擁有自主創(chuàng)新艦載多功能雷達的國家,還被美國中情局評價稱,該雷達是中國真正自主創(chuàng)新研制的相控陣雷達。它的研制成功標志著中國第一部艦載多功能相控陣雷達的研制已達國際領(lǐng)先水平。
新型導彈驅(qū)逐艦“武漢”號、“海口”號的高技術(shù)裝備廣受關(guān)注。“海口”號上的相控陣雷達是目前最先進的雷達之一,不但能掃描探測目標,還能對發(fā)出的導彈進行跟蹤,對空探測距離、引導能力和同時處理的目標數(shù)量,在世界范圍內(nèi)都處于領(lǐng)先地位。“武漢”號上的超視距雷達可對敵艦艇實施超視距攻擊,并且可以同時攻擊多批次水面目標。另外,兩艘驅(qū)逐艦上都安裝的三坐標對空警戒雷達能探測方位、距離、高度。美國環(huán)球戰(zhàn)略網(wǎng)2009年10月8號刊登了名為《中國航母預警機》的文章。文章推測中國正將一種類似于曾裝備的較大型“空警-200”型預警機的相控陣雷達設(shè)備配備在重達21噸、雙引擎的“運-7”(Y-7)運輸機上。運-7飛機為中國仿制俄羅斯安-24型運輸機。中國的“運-7”預警機將承擔類似于美國23噸重的E-2型航母艦載預警機作戰(zhàn)職責。
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【6】東方軍事網(wǎng):尹卓委員:我護航軍艦的相控陣雷達世界領(lǐng)先,2009年3月3日 http://mil.eastday.com/m/20090303/u1a4214401.htm 【7】邵余紅 圓柱狀戰(zhàn)術(shù)有源相控陣雷達1997 【8】趙杰 EL/M-2080反彈道導彈預警和火控雷達系統(tǒng)1997 【9】國外空地/地空導彈手冊1985 【10】陳樹崢 新技術(shù)在戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)相控陣雷達中的應用1989
第三篇:雷達原理與對抗技術(shù) 復習資料
一、1震蕩電壓和定時器的觸發(fā)脈沖均由同一基準信、如果雷達系統(tǒng)的發(fā)射信號,本振電壓,相參號提供,那么所有這些信號之間均保持相位相參性。通常把這種系統(tǒng)稱為全相參系統(tǒng)。2其他相關(guān)信息。、雷達是利用電磁波來測定并發(fā)現(xiàn)其他位置及3作用距離取決于、雷達的距離分辨力取決于 信噪比,雷達平均發(fā)射功率與脈沖寬度,雷達的占空比有關(guān)。4改變雷達波相位來改變波束方向的雷達、相控陣雷達又稱作相位陣列雷達,是,一種以 故有稱為電子掃描雷達。5頻率為、某雷達的發(fā)射頻率為2000HZ,發(fā)射脈沖寬度為10GHZ,發(fā)射脈沖重復2us,發(fā)射峰值功率為650KW,則該雷達的PRT=0.5ms,發(fā)射機平均功率=2600W。6用。、描述收發(fā)開關(guān)在發(fā)射狀態(tài)和接收狀態(tài)下的作 發(fā)射狀態(tài)時發(fā)射功率很大,很容易將接收機燒毀。在發(fā)射狀態(tài)時,收發(fā)開關(guān)削弱功率保護接收機。在接收狀態(tài)時,收發(fā)開關(guān)恢復正常狀態(tài),使回波信號及時進入接收機。7根據(jù)雷達發(fā)射信號的不同,、目標距離測量就是要精確測定收發(fā)延遲時間。測定延遲時間通常采用脈沖法,頻率法,相位法。8提高雷達距離的分辨力。采用、脈沖壓縮雷達兼顧了擴大雷達的作用距離跟調(diào)制寬脈沖發(fā)射,以提高發(fā)射機平均功率,保證足夠的最大作用距離,用脈沖壓縮法獲得窄脈沖,提高距離分辨力。9有應用,有哪兩種實現(xiàn)方法。、波束形成方法在雷達、聲吶及通信系統(tǒng)中均數(shù)字波速形成(DBF)、自適應數(shù)字波速形成(ADBF)1011、合成孔徑雷達是對抗、聲學、電子對抗從頻域上可分為高分辨率成像三段。射頻對抗,光電的雷達。12源干擾、復合干擾、干擾按照能量的來源分類為。P12 有源干擾、無13蓋性干擾、、按照干擾信號的作用原理分類。欺騙性干擾。P12 干擾分為遮14資源主要分為、根據(jù)干擾信號的產(chǎn)生原理,引導式、轉(zhuǎn)發(fā)式、合成式雷達干擾的基本。P14 15(、雷達對抗的主要技術(shù)特點是什么。1)寬頻帶、大視場、復雜電磁信號環(huán)境;P4(2)瞬時信號檢測、測量和快速、非匹配信號處理。16索頻率窗、毗鄰頻率窗、一類測頻技術(shù)是直接在頻域進行的。P19 包括搜17調(diào)變換到相位、時間、空間等其他物理域,再、變換法測頻技術(shù)如何實現(xiàn)。將信號頻率單通過對變換域信號的測量得到原信號頻率。P19 18和、比想法測頻技術(shù)的信號處理有19AD極性量化法差接收機中,常以、鏡像信道干擾會引起頻率測量錯誤,量化法。P25 鏡像抑制比d在超外ms來衡量系統(tǒng)對鏡像信道干擾的抑制能力。P22 13關(guān)器并用,其中采用、實際使用的比想法測頻技術(shù)往往采用多路相最短遲延時間T的相關(guān)器保證無模糊測頻范圍,采用最長遲延時間nk-1T的相關(guān)器保證頻率測量的精度。P26 14為哪兩種定位方式。、定位技術(shù)分類按照參與定位的接收站數(shù)量分15多站定位與單站定位為、測向交匯定位法、測向多站定位按照定位采用的測量信息,/時差定位法、測時差主要分 定位法。P79、P52 10以特定的地理環(huán)境或接收站的運動為輔助定位、單站定位只用一個接收站的定位。一般需要條件。主要有飛越目標定位法、方位/仰角定位法、測向/方向變化率定位法、測向/相位差變化率定位法。P75、P52 16基帶濾波測頻、模擬信道化測頻技術(shù)分為。P29 直接濾波測頻和17線的波束寬度、搜索法測向的角度分辨力主要取決于,而波束寬度又主要取決于測向天天線口徑d。18對幅度大小、振幅法測向是依據(jù)確定信號的到達方向。測向天線接收信號的相主要的側(cè)向方法有最大信號法,比較信號法,等信號法。P52 19函數(shù)的時間變化率,、窄帶信號,其頻率的物理定義為其相位調(diào)制相位調(diào)制函數(shù)的二階導數(shù)稱為調(diào)制斜率。P17-18 20為、頻率非搜索或瞬時寬開的測頻如果頻率測量范圍等于瞬時帶寬,系統(tǒng)。則系統(tǒng)稱P18 21因此它適合于、時差法測向,由于時間差與信號頻率無關(guān),寬帶測向。P52 22就能夠達到偵查測向靈敏度,、如果在雷達天線任意旁瓣指向偵察機方向時則稱為雷達偵察的旁瓣偵收。P56 23如信號的振幅、頻率(或相位)、信號的穩(wěn)定度的定義。指信號的各項參數(shù),、脈沖寬度及脈沖重復頻率等是否隨時間作不應有的變化。24波器組、PD或雷達主要濾波方法是采用窄帶跟蹤濾波器,把所關(guān)心的運動目鄰接的窄帶濾標過濾出來。
二、1察的技術(shù)特點。、簡述現(xiàn)代雷達對抗信號環(huán)境的特點和雷達偵P9,P11(1)輻射源數(shù)量多,分布密度大,脈沖重頻高,信號交疊嚴重。(2)信號調(diào)制復雜,參數(shù)變化范圍大,且多變、快變。(3)低截獲概率雷達信號以及誘餌雷達和虛假雷達信號日益增多。技術(shù)特點:
1、作用距離遠,安全隱蔽性好,獲取信息多而準
2、簡述tTOA測量。P92 3技術(shù)特點。、簡述雷達對抗的基本條件、基本方法及主要P3 基本條件:雷達發(fā)射電磁波;偵察機接收到足夠強的雷達信號;雷達信號的調(diào)制方式和參數(shù)位于偵察機處理能力之內(nèi);偵察機能夠適應其當前所在的電磁信號環(huán)境。基本方法:破壞雷達探測目標的電磁波傳播空間特性;產(chǎn)生干擾信號進入雷達接收機,破壞其檢測目標和測量目標信息;減小目標的雷達截面積。技術(shù)特點:寬頻帶、大視場、復雜電磁信號環(huán) 境;瞬時信號檢測、測量和快速、非匹配信號處理。4優(yōu)點:、簡述脈沖壓縮雷達的優(yōu)缺點。
1、通過匹配壓縮處理獲得高的距離分辨率。
2、脈沖寬度與有效頻譜寬度這兩個參數(shù)可以獨立選取,增加了雷達波形設(shè)計的靈活性。
3、寬帶信號有利于提高系統(tǒng)的抗干擾能力。缺點:
1、存在距離和速度耦合,影響測量。
2、存在距離旁瓣,通過加權(quán)處理抑制旁瓣。
3、收發(fā)系統(tǒng)比較復雜,在信號產(chǎn)生和處理過程中的任何失真,都將增大旁瓣高度。5信號分選和識別;引導干擾方向;引導武器系、簡述測向定位的作用。P51 統(tǒng)攻擊;提供告警信息;提供輻射源,方向和位置情報。
三、12、RCS3、UWB;雷達反射截面積;超寬帶 4、5、DBF;數(shù)字波束形成
6、PDWELINT;脈沖描述字;電子情報偵查
7、STFT;短時傅里葉變換、ESM;電子支援偵查
四、120MW、某雷達用的發(fā)射機,要求輸出脈沖功率為體微波源),現(xiàn)已知主振放大式發(fā)射機的主振器(固的輸入功率為20mW,則此微波放大鏈的功率增益為多少才能滿足要求? G=10lg(20*10^6)/(20*10^(-3))=90db 2[2GHz,4GHz]、一比向法測頻接路相關(guān)器,n=4,最短延遲線時間為收機,測,一輸入信號頻率為0.5ns頻2.761GHz,采用范圍為,3下表給出各相關(guān)器無模糊的相位估計值。分別采用最長延時線相關(guān)器輸出和所有相關(guān)器輸出求得到的頻率估計值。P27 k f?RF???kk?1?f?n?1?????i0f?RFi?1 2πnT2πT?nk?1??f03示樣脈沖、壓縮測頻接收機,t測頻范圍為f1~f2 =1~2GHz,號經(jīng)過接收機的延時時間是多少。SA=Tc=1us,那么頻率為1.45GHzP50 的信τ =(f-f1)×TC/△fC =0.45us △fc=f2-f1 12GHz]、某超外差搜索接收機測頻范圍為中放帶寬,中頻頻率2MHz,試求:30MHz,頻率搜索周期[1GHz,1ms,(1)本真的頻率變換范圍和調(diào)諧函數(shù)f(2)若有頻率為1125MHz的連續(xù)波信號到達,L(t)求視頻輸出波形。(1)測頻范圍:[1000+30MHz,2000+30MHz] 2)在搜索過程中,輸出信號有無時間:中頻 fL(t)=1000+30+(2000-1000)t/10-3=1030+106(t 頻率兩邊 ffL(t1)-1125=29(t2)-1125=31 t1=0.124 Lt2=0.126(還有畫圖)
第四篇:淺談雷達技術(shù)的發(fā)展概況及應用
淺談雷達技術(shù)的發(fā)展概況及應用
文學院 潘薈程
雷達一詞廣義上來講是指無線電工程的一部分,它研究如何發(fā)現(xiàn)并決定各種目標的位置(包括決定本身位置在內(nèi))。
在本世紀30年代,無線電技術(shù)出現(xiàn)了重大的突破,那就是雷達的發(fā)明。雷達又稱作無線電測位,是利用無線電波的反射,來測量遠處靜止或移動目標的距離和方位,并辨認出被測目標的性質(zhì)和形狀。
早在1887年,赫茲進行驗證電磁波存在的實驗時就曾發(fā)現(xiàn):發(fā)射的電磁波會被一大塊金屬片反射回來,正如光會被鏡面反射一樣。1897年夏天,在波羅的海的海面上,俄國科學家波波夫在“非洲號”巡洋艦和“歐洲號”練習船上直接進行5千米的通信試驗時,發(fā)現(xiàn)每當聯(lián)絡(luò)艦“伊林中尉號”在兩艦之間通過時,通信就中斷,波波夫在工作日記上記載了障礙物對電磁波傳播的影響,并在試驗記錄中提出了利用電磁波進行導航的可能性。這可以說是雷達思想的萌芽。1921年業(yè)余無線電愛好者發(fā)現(xiàn)了短波可以進行洲際通信后,科學家們發(fā)現(xiàn)了電離層。短波通信風行全球。1934年,一批英國科學家在R.W.瓦特領(lǐng)導下對地球大氣層進行研究。有一天,瓦特被一個偶然觀察到的現(xiàn)象吸引住了。它發(fā)現(xiàn)熒光屏上出現(xiàn)了一連串明亮的光點,但從亮度和距離分析,這些光點完全不同于被電離層反射回來的無線電回波信號。經(jīng)過反復實驗,他終于弄清,這些明亮的光點顯示的正是被實驗室附近一座大樓所反射的無線電回波信號。瓦特馬上想到,在熒光屏上既然可以清楚地顯示出被建筑物反射的無線電信號,那么活動的目標例如空中的飛機,不是也可以在熒光屏上得到反映嗎? 根據(jù)上述的設(shè)想,瓦特和一批英國電機工程師終于在1935年研制成功第一部能用來探測飛機的雷達。后來,探測的目標又迅速擴展到船舶、海岸、島嶼、山峰、礁石、冰山,以及一切能夠反射電磁波的物體。
當時研制雷達純粹是為了軍事需要,因此是在保密狀態(tài)下進行的。實際上,幾乎在同一時期,各國的科學家們都在保密的條件下獨立地開展這方面的工作,都有杰出的代表人物。R.W瓦特只能說是在這方面已為大家知曉的代表人物而已。
到1939年為止,一些國家秘密發(fā)展起來的雷達技術(shù)已達到了完全實用的地步。就在這一年,爆發(fā)了第二次世界大戰(zhàn),這項新發(fā)明在二戰(zhàn)中顯示出了它的巨大威力。雷達技術(shù)首先在美國應用成功。二戰(zhàn)中,俄、法、德、意、日等國都獨立發(fā)展了雷達技術(shù),但除美國、英國外,雷達頻率都不超過600MHz。由于雷達的很大作用,產(chǎn)生了針對雷達的電子對抗,研制了大量的對雷達的電子偵察和干擾設(shè)備,并成立了反雷達特種兵部隊。二戰(zhàn)后,特別是五、六十年代,由于航空航天技術(shù)的飛速發(fā)展,用雷達探測飛機、導彈、衛(wèi)星、以及反洲際彈道導彈的需要,對雷達提出了遠距離、高精度、高分辨率及多目標測量的要求,雷達進入了蓬勃發(fā)展的階段,解決了一系列關(guān)鍵性問題:脈沖壓縮技術(shù)、單脈沖雷達技術(shù)、微波高功率管、脈沖多普勒雷達、微波接收機低噪聲放大器(低噪聲行波管、量子、參量、隧首二極管放大器等)、相控陣雷達。七十至九十年代,由于發(fā)展反彈道導彈、空間衛(wèi)星探測與監(jiān)視、軍用對地偵察、民用環(huán)境和資源勘探等的需要,推動了雷達的發(fā)展。出現(xiàn)了合成孔徑雷達(SAR),高頻超視距雷達(OTHR),雙/多基地雷達,超寬帶雷達(UWB),逆合成孔徑雷達(ISAR),干涉儀合成孔徑雷達(InSAR),綜合脈沖與孔徑雷達等新技術(shù)新體制。
在現(xiàn)代社會中,雷達機被廣泛地應用和平的和軍事的目的。在和平用途中,應用雷達機來作無線電導航具有很大的實際意義。首先,在航空方面,它用來對飛機作遠程和近程領(lǐng)航、指揮和監(jiān)督飛機在空中的飛行、引導飛機著陸(包括盲目著陸),最后,還用來指揮飛機在機場上的運動。在航海方面,雷達機被廣泛地用來對船艦作遠程和近程領(lǐng)航、防止船艦和冰山以及其他障礙物碰撞、指揮船艦在港口內(nèi)的運動等等。用無線電定位的方法可以進行地形測量,氣象臺中可以用它來預測氣候(根據(jù)氣流和暴風雨前沿運動的數(shù)據(jù)),天文學中可以用它來研究宇宙的空間。
目前投入使用的對空情報雷達的共同特點是探測距離遠,分辨率高,反有源干擾 和無源干擾能力比較強,能對抗反輻射導彈的攻擊,工作可靠,情報容量比較大,可在 2000年后繼續(xù)服役。隨著各種空襲兵器和反雷達技術(shù)的迅猛發(fā)展,雷達與反雷達的相對平衡狀態(tài)也隨之被打 破,使雷達的有效工作和生存面臨嚴重挑戰(zhàn)。目前國外正在加緊開發(fā)雷達高新技術(shù),研制性 能更為先進的新一代對空情報雷達。預計,這些新型雷達將在2000年前后陸續(xù)投入實戰(zhàn)使 用。其中比較有代表性的型號有:美國的ARSR-4和ASTAR雷達系列,法國的TRS-2140(Flair)以及西班牙的“倫賽”三坐標監(jiān)視雷達。這些雷達的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)特點主要有:
①綜合采用一系列新技術(shù)、新體制,如全相參、全固態(tài)、超低副瓣天線、數(shù)字波束形 成、捷變頻、脈壓及大時寬—帶寬等先進技術(shù)。
②發(fā)射機將增加一系列輸出功率管理系統(tǒng),以便自適應于各種作戰(zhàn)環(huán)境。
③可靠性指標將進一步提高,如美國在研的W-2100雷達的致命故障間隔時間將大于 5000h。另外雷達的自檢功能將滲透到各個分系統(tǒng),故障檢知率可超過98%,從而可使雷達 的可用性大幅度提高。
④將具備探測諸如隱身飛機這樣的小雷達散射截面目標的能力。例如W-2100雷達,對 目標的有效探測距離可達170km以上。它還采用了一種新型濾波器,將最大時速為1389km的高速鳥群和昆蟲群濾波,從而把與這些鳥群和昆蟲群具有同樣雷達 截面積的“隱身”目標探測出來。
⑤電子防御措施比較齊全。新型三坐標雷達一般都從體制、參數(shù)選擇和附加措施三個方 面來提高電子防御能力。
新型防空情報雷達大-都兼有數(shù)種新技術(shù)體制的優(yōu)點,如層疊波 束、相控陣等。參數(shù)選擇有波形可變、脈寬可變、重頻可變、極化可變以及自適應發(fā)射頻率 選擇、瞬時寂靜、反輻射誘餌等。綜合運用上述措施,將會大大提高雷達的有效性和生存能 力。
雷達技術(shù)對國防科技和武器裝備發(fā)展的影響主要體現(xiàn)在下列三方面:1.是軍事上實時、主動、全天候獲取各類目標信息不可缺少的技術(shù)探測手段,是收集各種軍事情報的傳感器技術(shù)之一,是“千里眼”。在當今高技術(shù)條件下,對一個戰(zhàn)區(qū)乃至全球多方面的情報收集、處理、分發(fā)是指揮員做出正確決策和快速響應必不可少的前提,在防空及各軍兵種與各個級別上的戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)指揮控制與通信(C3I)系統(tǒng)中,雷達技術(shù)是主動獲取信息的重要手段,是其它探測手段不能替代的。2.雷達是先進作戰(zhàn)平臺的組成部分,其作用是人們研制各類武器系統(tǒng)最為關(guān)心的。例如,先進的機載脈沖多普勒火控雷達是戰(zhàn)斗機火控系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備,西方主要國家早已將其裝備部隊,它們還在為更先進的戰(zhàn)斗機研制固態(tài)相控陣雷達,以提高戰(zhàn)斗機的多目標、多功能及遠程攻擊能力;機載轟炸雷達是轟炸機提高轟炸成功率的重要保證,使轟炸可以不受氣象條件和白天黑夜的限制,并可與激光瞄準設(shè)備相配合,實現(xiàn)精確打擊的目的;地形跟蹤和地形回避雷達可使轟炸機、戰(zhàn)斗機和巡航導彈實現(xiàn)低空、超低空安全隱蔽接近作戰(zhàn)地域和要攻擊的目標。3.雷達技術(shù)是發(fā)展先進武器系統(tǒng)測試評估的技術(shù)手段。例如各種精密打擊武器,在其研制過程及最終性能評估中,必須要有精密測量雷達對其飛行軌跡、落點精度等進行測量與鑒定;在導彈和衛(wèi)星的研制和發(fā)展中,雷達是彈道參數(shù)測量、真假目標識別、突防能力檢驗、衛(wèi)星安全控制及軌道測量等必不可少的手段。由此可見,雷達技術(shù)是一個國家國防和武器裝備現(xiàn)代化以及國防科技發(fā)展必不可少的技術(shù)。
我國雷達技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀較發(fā)達國家而言還較為落后。雷達門類較多,發(fā)展歷程不盡相同,起步有早有晚,仿制和自行設(shè)計互有交叉。為常規(guī)武器配套的雷達一般是仿制與自行設(shè)計并舉,新體制的雷達、自動化作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)、激光紅外雷達和導彈、衛(wèi)星無線電測控系統(tǒng)等則是隨著雷達技術(shù)的發(fā)展在自力更生基礎(chǔ)上自行設(shè)計研制開發(fā)而成的。但從我國雷達技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展總體來說,大致經(jīng)歷了修配、仿制、自行設(shè)計和發(fā)展提高四個階段。
修配階段(1949年~1953年)
這一階段以開創(chuàng)基業(yè)和修配美、日舊雷達為主要標志。1949年5月,我軍接管了國民黨的雷達研究所,標志著我國雷達工業(yè)的發(fā)展從此揭開了序幕。
新中國成立后,盤踞在臺灣和沿海島嶼上的國民黨部隊不斷突襲大陸沿海城市,我防空部隊急需雷達。不久,抗美援朝戰(zhàn)爭開始,前方十分需要各種雷達設(shè)備,國家對雷達研究所從人力、物力等方面大力支持,利用繳獲的雷達器材和美、日在二次大戰(zhàn)中留下的舊雷達進行維修和補缺配套,裝備部隊使用。這些修復的雷達絕大多數(shù)是警戒雷達,也有炮瞄雷達、用于高炮或探照燈引導的美國早期單目標跟蹤雷達、艦艇上搜索海面活動目標雷達。后期也修理過少量蘇式雷達。
以仿制為主的發(fā)展階段(1953年底~60年代初)這一階段以建立雷達生產(chǎn)基地和仿制蘇式雷達產(chǎn)品為主要標志。新中國誕生后,蘇聯(lián)援助的100多個項目中雷達占了7項,新建了雷達、指揮儀生產(chǎn)廠,后又與蘇聯(lián)簽訂了有關(guān)協(xié)定,開始仿制蘇式雷達產(chǎn)品。仿制出了警戒雷達、炮瞄雷達、艦用雷達、機載雷達、指標儀、制導雷達和末制導雷達等。地面防空雷達的仿制和自行設(shè)計幾乎是同時開始的。1954年仿制成功的中程警戒雷達是我國第一批裝備部隊的國產(chǎn)雷達,1956年設(shè)計成功我國第一部微波對海遠程警戒雷達。
仿制的海用雷達有海軍警戒雷達、艦艇搜索雷達、搜索攻擊雷達、導彈制導雷達、魚雷快艇攻擊雷達和魚雷潛艇攻擊雷達。1960年蘇聯(lián)專家全部撤退,停止援助合同,給仿制工作帶來很大損失和困難。經(jīng)努力,絕大多數(shù)有資料、樣機或只有樣機的蘇式產(chǎn)品都仿制成功。
這一階段仿制的雷達大多數(shù)相當于蘇聯(lián)50年代初、中期裝備水平。仿制的成功擴展了我國裝備部隊雷達產(chǎn)品的門類系列,形成了雷達為陸、海、空部隊服務的雛型,通過多部雷達的引進仿制,掌握了雷達試制生產(chǎn)的全過程。
經(jīng)過五十年的艱苦奮斗,雷達行業(yè)已成為我國國防現(xiàn)代化建設(shè)和參與國民經(jīng)濟主戰(zhàn)場的一支實力雄厚的產(chǎn)業(yè)大軍,形成了中央與地方相結(jié)合、沿海與內(nèi)地相結(jié)合、軍用與民用結(jié)合、專業(yè)和門類比較齊全的工業(yè)體系。一批產(chǎn)品的性能指標已跨入先進行列。同時,培養(yǎng)和造就了一支素質(zhì)高、能打硬仗的技術(shù)隊伍。更可喜的是涌現(xiàn)了一大批年輕有為的雷達科技人員,培養(yǎng)和造就了一批高素質(zhì)的跨世紀科技人才,從而使我國雷達工業(yè)以嶄新的姿態(tài)邁入21世紀。但我們還應清醒地看到,我國的雷達技術(shù)與裝備水平距發(fā)達國家還有一定的差距,在某些領(lǐng)域還相當落后,落后就要挨打,這就要求我們的雷達科研人員牢記自己所肩負的神圣使命,刻苦攻關(guān),發(fā)奮努力,研制出具有世界一流水平的雷達裝備,為我國國防現(xiàn)代化事業(yè)作出應有的貢獻。
第五篇:雷達基礎(chǔ)知識
雷達工作時發(fā)射無線電波,依靠接收器接收物體反射回波來判斷其距離,速度和移動路線 雷達技術(shù)定義:
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雷達技術(shù)就是利用電磁波對目標進行測向和定位。它發(fā)射電磁波對目標進行照射并接收其回波,經(jīng)過處理來獲取目標的距離、方位和高度等信息。雷達一詞是英文Radar的音譯,它是Radio Detection and Ranging幾個英文單詞詞頭的縮寫,意為“無線電檢測和測距”。雷達技術(shù)涉及到天線、接收、發(fā)射、控制、顯示、數(shù)據(jù)處理、收發(fā)開關(guān)、調(diào)制器、定時器及微電子等技術(shù)領(lǐng)域。雷達技術(shù)作為一種技術(shù)探測手段,具有白天黑夜均能檢測到遠距離的較小目標,不為云、霧和兩所阻擋,具有探測距離遠,測量目標參數(shù)速度快等特點,因此,它不僅用于軍事目的,還廣泛地應用到民用事業(yè)和各項科學研究中,如交通管制、氣象預報、資源探測、航天、電離層結(jié)構(gòu)和天體研究等等。雷達可以按照不同的方法進行分類:按雷達波段可分為米波雷達、分米波雷達、厘米波雷達、毫米波雷達及其他波段雷達等;按雷達發(fā)射信號形式或信息加工方式可分為脈沖雷達、連續(xù)波雷達、脈沖壓縮雷達、動目標顯示雷達、脈沖多卜勒雷達等;按雷達架設(shè)地點不同可分為地面雷達、航空器載(機載)雷達、船舶載雷達、航天器載雷達等;按雷達完成的戰(zhàn)術(shù)任務不同可分為:遠程和超遠程警戒雷達、指揮引導雷達、炮瞄雷達、跟蹤測量雷達、導彈制導雷達、航空管制雷達和氣象雷達等;按天線特點可分為相控陣雷達,合成孔徑雷達和共形天線雷達等等。不論怎么分類,雷達基本上劃分為連續(xù)波和脈沖雷達兩大類。各類雷達的研究、發(fā)展和設(shè)置由雷達所承擔的任務來決定。國外概況:
雷達技術(shù)的基本概念形成于20世紀初。20年代的研究證明了雷達技術(shù)可發(fā)現(xiàn)船只,并用于測量電離層的高度。30年代初開始研制探測飛機的脈沖雷達技術(shù)。從30年代中開始,軍事部門利用雷達技術(shù)來測定遠距離或看不見的目標的方向、距離和大小之后,雷達技術(shù)得到了迅速發(fā)展。特別是在第二次世界大戰(zhàn)初期,英國利用新出現(xiàn)的雷達設(shè)備在鄰近德國的本土海岸線上(英倫海峽沿岸)布設(shè)了一道觀測敵方飛機的早期報警雷達鏈,使倫敦城及其周圍的機場不致遭到德國法西斯入侵飛機的突襲,對保衛(wèi)英國本土起了決定性的作用,從此,雷達技術(shù)引起世界各國的關(guān)注。在第二次世界大戰(zhàn)期間,由于作戰(zhàn)的需要,雷達技術(shù)發(fā)展極為迅速,新的雷達器件不斷現(xiàn)出,雷達使用頻率不斷擴展,作戰(zhàn)使用效率不斷提高。在戰(zhàn)前的雷達器件和技術(shù)只能達到幾十兆赫。大戰(zhàn)初期,德國首先研制成大功率三、四極電子管后,雷達工作頻率可達500兆赫以上,這不僅提高了雷達探索和引導飛機的精度,而且也提高了高炮控制雷達的性能,使高炮命中率更高,1939年,英國發(fā)明工作頻率為3000兆赫的功率磁控管以后,雷達技術(shù)開始向空中發(fā)展,地面與空中雷達投入使用,使盟軍在空戰(zhàn)和海-空作戰(zhàn)方面取得了優(yōu)勢。大戰(zhàn)后期,美國進一步把雷達技術(shù)使用的磁控管的工作頻率提高到10吉赫,實現(xiàn)了機載雷達小型化并提高了測量精度。在高炮火控方面,精密自動跟蹤雷達技術(shù)使高炮命中率從戰(zhàn)爭初期的數(shù)千發(fā)炮彈擊落一架飛機,提高到數(shù)十發(fā)擊中一架飛機,命中率提高了二個數(shù)量級。隨著電子技術(shù)和武器裝備的發(fā)展,雷達技術(shù)不斷向前推進,新的雷達體制不斷涌現(xiàn),并相繼建立了許多防空預警雷達系統(tǒng)(網(wǎng))。就雷達技術(shù)和體制而言,40年代后期出現(xiàn)了動目標顯示技術(shù),誕生了動目標顯示雷達,這有利于從地雜波和云雨等雜波背景中發(fā)現(xiàn)目標。50年代,雷達技術(shù)已經(jīng)較廣泛地采用了動目標顯示、單脈沖測角和跟蹤以及脈沖壓縮技術(shù),并研制出高分辨力的合成孔徑雷達技術(shù)。60年代出現(xiàn)了相控陣雷達、超視距雷達和三坐標雷達,并將合成孔徑雷達推廣到民用。70年代固態(tài)相控陣雷達和脈沖多普勒雷達問世。從雷達技術(shù)的應用而言,隨著50年代高速噴氣式飛機的出現(xiàn),60年代低空突防飛機、部分軌道轟炸武器和中、遠程彈道導彈以及軍用衛(wèi)星的出現(xiàn),人們研制了低空警戒雷達、超遠程警戒和跟蹤測量雷達,并建立了專門用于對付這些目標的雷達預警系統(tǒng),如50年代美國為對付前蘇聯(lián)遠程轟炸機的威脅,相繼建立了“松樹預警線”、“遠程預警線”和“中加拿大預警線”;60年代為對付彈道導彈威脅建立了“北方彈道導彈預警系統(tǒng)”;60年代至70年代初建立了“潛射彈道導彈預警系統(tǒng)”;到70年代和80年代又決定用更先進的雷達(包括固態(tài)大型相控陣雷達)對上述系統(tǒng)進行改進,以使這些防空預警系統(tǒng)現(xiàn)代化,并使其中的一些大型系統(tǒng)具備一機多能(情報搜集、預警、跟蹤、對空間目標的編目監(jiān)視以及攻擊制定)和對付多目標的能力。目前,美國和前蘇聯(lián)的雷達(現(xiàn)在主要由俄羅斯接管)無論從雷達體制的多樣性、雷達技術(shù)水平的先進性、雷達預警系統(tǒng)的完整性以及大型雷達的數(shù)量等方面看,它們均處于世界前列,各種體制的雷達,它們都擁有,有的只有它們建成了,如大型后向散射超視距雷達,美國從80年代初到90年代初建造了兩部。前蘇聯(lián)從80年代初開始至蘇聯(lián)解體時為止,共建造了四部。探測距離與跟蹤距離達數(shù)千公里的大型雷達及雷達網(wǎng),國外只有它們兩家擁有。如陸(海)基先進的大型相控陣雷達系統(tǒng),前蘇聯(lián)最多,達20多部,美國也有9部。這些大型雷達系統(tǒng)一部的建造費用少則幾千萬美元,多則達數(shù)億美元,如美國的后向散射超視距雷達(原計劃用25億美元建四部)。陸基大型相控陣雷達盡管技術(shù)上已經(jīng)成熟和完善,但是,冷戰(zhàn)結(jié)束后,其發(fā)展暫處于穩(wěn)定狀態(tài),近幾年,美國和俄羅斯很少新建這類雷達,相反,俄羅斯由于經(jīng)濟方面的原因,其大型相控陣雷達的數(shù)量還在減少,如1998年8月已關(guān)閉了位于拉脫維亞的雷達站。另一方面,由于相控陣雷達具有一機多能、波束易控以及對付多目標等優(yōu)點,它在機載和艦船載應用方面仍是雷達技術(shù)發(fā)展的方向,國外仍在大力發(fā)展中,如美國、英國、法國等均在為先進戰(zhàn)斗機及聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機研制固態(tài)相控陣雷達,以提高戰(zhàn)斗機的多目標、多功能及遠程攻擊能力;美國和以色列等國家還在研制新的裝載相控陣雷達的預警飛機。
雷達技術(shù)從軍方開始利用它來測定遠距離或看不見的目標的方向、距離、大小等為起點,其發(fā)展已經(jīng)歷了六十多年,時至今日,仍方興未艾,蓬勃發(fā)展。雷達體制從開始時單一的脈沖制,發(fā)展成為今天擁有動目標顯示、合成孔徑、相控陣、超視距以及脈沖多普勒等多種體制。雷達功能不斷擴展,當初主要是觀察空中飛機,現(xiàn)在觀測目標已拓寬到從地下到空間的多類目標,如地下工事、地下指揮所、地面和海面慢速移動目標、低空和超低空飛行目標、空中的有人駕駛和無人駕駛飛行器、固定機翼和旋轉(zhuǎn)機翼飛行器、空間航天飛行器、運載火箭以及彈道導彈等等;當初主要是主動、快速獲取目標信息的手段,除此之外,它現(xiàn)在還是各類先進作戰(zhàn)平臺實現(xiàn)精確打擊的必備設(shè)備,是發(fā)展先進武器系統(tǒng)測試評估的手段。雷達功能的拓展要求雷達技術(shù)的發(fā)展必須滿足這些要求,這就促使雷達技術(shù)向多功能(搜索、檢測和跟蹤);多模工作方式;地面和海上雷達相互融匯;天線系統(tǒng)采用電掃陣列、合成孔徑、工作頻段寬、輻射能力強、重量輕和噪聲低的器件;機動性強、可移動或易移動;采用雙/多基地雷達和逆合成孔徑雷達,以進一步提高抗干擾、抗摧毀和對付隱身目標的能力;采用相控陣技術(shù)發(fā)展三坐標低空補盲雷達;雷達系統(tǒng)信號處理的數(shù)字化和智能化等方向發(fā)展。影響:
雷達技術(shù)對國防科技和武器裝備發(fā)展的影響主要體現(xiàn)在下列三方面:1.是軍事上實時、主動、全天候獲取各類目標信息不可缺少的技術(shù)探測手段,是收集各種軍事情報的傳感器技術(shù)之一,是“千里眼”。在當今高技術(shù)條件下,對一個戰(zhàn)區(qū)乃至全球多方面的情報收集、處理、分發(fā)是指揮員做出正確決策和快速響應必不可少的前提,在防空及各軍兵種與各個級別上的戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)指揮控制與通信(C3I)系統(tǒng)中,雷達技術(shù)是主動獲取信息的重要手段,是其它探測手段不能替代的。2.雷達是先進作戰(zhàn)平臺的組成部分,其作用是人們研制各類武器系統(tǒng)最為關(guān)心的。例如,先進的機載脈沖多普勒火控雷達是戰(zhàn)斗機火控系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備,西方主要國家早已將其裝備部隊,它們還在為更先進的戰(zhàn)斗機研制固態(tài)相控陣雷達,以提高戰(zhàn)斗機的多目標、多功能及遠程攻擊能力;機載轟炸雷達是轟炸機提高轟炸成功率的重要保證,使轟炸可以不受氣象條件和白天黑夜的限制,并可與激光瞄準設(shè)備相配合,實現(xiàn)精確打擊的目的;地形跟蹤和地形回避雷達可使轟炸機、戰(zhàn)斗機和巡航導彈實現(xiàn)低空、超低空安全隱蔽接近作戰(zhàn)地域和要攻擊的目標。3.雷達技術(shù)是發(fā)展先進武器系統(tǒng)測試評估的技術(shù)手段。例如各種精密打擊武器,在其研制過程及最終性能評估中,必須要有精密測量雷達對其飛行軌跡、落點精度等進行測量與鑒定;在導彈和衛(wèi)星的研制和發(fā)展中,雷達是彈道參數(shù)測量、真假目標識別、突防能力檢驗、衛(wèi)星安全控制及軌道測量等必不可少的手段。由此可見,雷達技術(shù)是一個國家國防和武器裝備現(xiàn)代化以及國防科技發(fā)展必不可少的技術(shù)。?? [ 轉(zhuǎn)自鐵血社區(qū) http://bbs.tiexue.net/ [技術(shù)難點] 雷達技術(shù)經(jīng)歷了六十多年的發(fā)展之后,目前最關(guān)鍵的是如何與數(shù)字計算機相結(jié)合,使之成為一個完整的統(tǒng)一體,以實現(xiàn)從原始的回波信號中實時提取大量有用信息,并以簡便、直觀方式顯示給操作人員,送達到與其相配合的武器系統(tǒng),使雷達系統(tǒng)能執(zhí)行更多的任務,能自適應環(huán)境而工作。由于雷達技術(shù)與現(xiàn)代武器系統(tǒng)密不可分,它所要探測的目標種類越來越多,這就要求雷達需要解決的技術(shù)難題也很多。1.要解決多目標識別(尤以非合作目標的識別)問題;2.要解決對低空、超低空目標的探測以及對低空和地面移動目標的探測問題;3.要解決對付隱身目標、尋的導彈、反輻射導彈的攻擊;4.要解決一機多能及抗電子干擾問題;5.要解決輕重量、以滿足平臺升高、機載和星載應用要求;6.要研制不同波段的合成孔徑雷達等。機載雷達的發(fā)展概況
六十年來,國外機載雷達已發(fā)展成九大類,數(shù)百個型號。其中,軍用機載雷達占大多數(shù)。現(xiàn)在,軍用機載達不但已經(jīng)成為各種軍用飛機必不可少的重要電子裝備,而且其性能優(yōu)劣已成為軍用飛機性能的重要標志。
1、六十年的發(fā)展歷程
軍用機載雷達是30 年代誕生的。當時機載雷達使用的是笨重的米波振子陣列天線,而且被安裝在飛機機頭和機翼的外側(cè)。二戰(zhàn)期間,盡管磁控管在雷達中廣泛使用后出現(xiàn)了多種型號的10 厘米和3 厘米波段的軍用機載雷達,有了空對地(搜索)轟炸、空對空(截擊)火控、敵我識別、無線電高度(計)、護尾告警等類型,但它們的技術(shù)水平卻很低。它們所采用的信號不過是脈沖調(diào)制和調(diào)頻連續(xù)波兩種;發(fā)射管不過是多極真空管和磁控管;天線不過是振子和拋物反射面;顯示器全都采用陰極射線管;自動角度跟蹤和距離跟蹤系統(tǒng)多數(shù)用機電式,技術(shù)上還不夠完善。當時較新的技術(shù)只有機械式電掃描天線,動目標顯示和傳送雷達信號到地面觀測站的中繼線路這三項。
二戰(zhàn)以后,機載雷達發(fā)展了單脈沖角度跟蹤、脈沖多普勒信號處理、合成孔徑和脈沖壓縮的高分辨率、結(jié)合敵我識別的組合系統(tǒng)、結(jié)合計算機的自動截擊火控系統(tǒng)、地形回避和地形跟隨、無源或有源的相控陣,頻率捷變、多目標探測與跟蹤等新的雷達系統(tǒng)。分系統(tǒng)所采用的新技術(shù)有高效矩陣平板線、全固態(tài)相控陣的收發(fā)單元功能模塊、低噪聲射頻接收場效應放大器、高頻率穩(wěn)定頻率綜合器、數(shù)字式信號處理與數(shù)據(jù)處理、可編程的功率控制和數(shù)字處理、彩色電視光柵掃描變換顯示、大功率的液壓或力矩馬達的天線驅(qū)動、控制指令和信息傳輸?shù)臄?shù)字總線、計算機控制的機內(nèi)自檢系統(tǒng)等。所采用的新器件有柵控功率行波管、砷化鎵射頻器件、高速大規(guī)模集成電路等。目前裝備各國的軍用飛機的雷達已有所需的各種類型、各種性能;覆蓋從分米波到光波的寬廣頻域;不同復雜程度雷達的可*性達到100~1000小時MTBF。
[ 轉(zhuǎn)自鐵血社區(qū) http://bbs.tiexue.net/、90年代的機載雷達
90年代在各國軍用飛機上裝備的產(chǎn)品都具有很高的技術(shù)水平。雷達波段通常為X與Ku波段;預警雷達使用更長波段;直升機雷達使用毫米波段。雷達的波形通常為具有高、中、低脈沖重復頻率的全波形脈沖多普勒全相參系統(tǒng)。發(fā)射機通常使用功率行波管。天線一般使用平板縫陣天線,并向無源相控陣以至有源相控陣過渡。信號處理已基本實現(xiàn)數(shù)字化;數(shù)據(jù)處理也已實現(xiàn)數(shù)字計算機化;由于微處理機的快速發(fā)展而使信號處理與數(shù)據(jù)處理合并在同一個可編程處理機中進行。機載雷達的顯示信息均已變換成電視制式信號在飛機的綜合顯示系統(tǒng)中顯示。雷達的可*性因大規(guī)模集成電路的使用和模塊化設(shè)計而大幅度提高;雷達的維護性則由于機內(nèi)自檢與試驗臺的廣泛使用而得到極大改善。雷達的體積與重量逐年降低;功耗則穩(wěn)定在合理水平上。
美國隱形飛機上裝備的最新一代機載雷達與過去50年裝備使用的有很大差別。出于隱形的要求,必須裝備低截獲概率雷達。相控陣天線具有較好的隱身性能,而其技術(shù)進展已到了實用階段,因而成為首選的系統(tǒng)。B-2隱身轟炸機的AN/APQ-181和F-22隱形戰(zhàn)斗機的AN/APG-77分別采用無源和有源的二維相控陣天線。F-117A隱形攻擊機為了保持其隱形特性與突出對地攻擊的能力,它僅裝備紅外探測和制導激光炸彈的激光照射設(shè)備,沒有裝備主動微波雷達。正在研制的隱形直升機RAH-66則采用傳播衰減較大的短毫米波段以保持其隱形特性。新一代軍用機載雷達的另一特點是模塊化和在航空電子系統(tǒng)中的集成化。無論是APG-77還是APG-181雷達,它所構(gòu)成的組件大量采用其它主力飛機所裝備的APG-68、APG-70/APG-73和APG-164等雷達的模塊,它們之中有很高比例的模塊通用性。由于這一代飛機已逐步采用集成航空電子系統(tǒng)設(shè)計,雷達在傳統(tǒng)上作為一個完整設(shè)備的特征開始消失。在“數(shù)字航空集成系統(tǒng)(DAIS)”中,雷達的數(shù)據(jù)輸入與輸出,及其控制指令都通過數(shù)據(jù)總線(在美軍用飛機中采用軍用1553B數(shù)據(jù)總線)傳輸,雷達已沒有獨立的顯示控制分系統(tǒng)。在F-22飛機的“寶石柱”模塊化集成航空電子系統(tǒng)中,由于大量的信號處理,數(shù)據(jù)處理和顯示控制功能都已由飛機的集成航空電子系統(tǒng)的信號處理區(qū)、任務處理區(qū)與集成顯示器來完成,APG-77雷達只剩下有源單元電掃陣列(AESA)和可編程信號處理機。有源單元是用砷化鎵材料制造的單片微波集成電路(MMIC)收發(fā)模塊,并直接連接小型輻射器。新一代軍用機載雷達在使用上的特點便于維護、使用周期長。航空電子系統(tǒng)的機內(nèi)自檢(BIT)系統(tǒng)能夠自動檢測與隔離故障。判明故障以后,更換通用性較強的模塊也很方便。而有源陣列天線更具備“整機性能柔性下降”的能力,不會發(fā)生致命性突然失效,因而在很大程度上減少了外場的維護工作。、21世紀的機載雷達
90年代以來,國際形勢趨于緩和,因而大大減少了軍用飛機用雷達的需求。軍用飛機未來發(fā)展方向可歸納為隱形、高機動性、多用途化以及武器制導的精確化。21世紀軍用飛機的航行、探測與識別目標、隱蔽自身、精確攻擊、戰(zhàn)果確認等各個階段都需要有更先進的雷達設(shè)備。以相控陣技術(shù)為基礎(chǔ)的多功能機載雷達可使未來的軍用飛機履行多種類型的作戰(zhàn)任務,使之成為多用途的軍用飛機。
20世紀后半葉,以數(shù)字計算和大模集成電路為基礎(chǔ)的電子技術(shù)得到飛速發(fā)展,為軍用機載雷達跨進21世紀和實現(xiàn)重大轉(zhuǎn)折奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。雷達獲取的信息已從最初的回波有無的檢測和距離測量發(fā)展到距離、角度、速度四維參數(shù)的測量和目標頻率特征的分析;從單頻單極化發(fā)展到寬頻多極化以獲取更廣泛的目標與背景信息;用逆散射特征獲取目標尺寸和形狀的信息。雷達的頻段將向更短(毫米波、紅外、激光)和更長(分米波、米波)兩個方向發(fā)展,以獲得更高分辨率、更高抗干擾能力、更多的目標特征或更高的穿透能力。雷達射頻能量的產(chǎn)生、輻射、波束控制和接收將由傳統(tǒng)的發(fā)射機、天線、接收機三大部件轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)以百、千計的相位控制陣列的收發(fā)組件。這種無需轉(zhuǎn)動天線、可用計算機控制天線波束以及“柔性性能下降”特性,更適應多功能機載場合的需要。隨著工藝和技術(shù)水平的進一步提高,相控陣列還會向飛機機體的仿形陣和敏感蒙皮的方向發(fā)展,那將是機載雷達由目前的立體結(jié)構(gòu)向面狀分布的根本變化。雷達的信號、數(shù)據(jù)等信息的處理將實現(xiàn)數(shù)字化和綜合化。不但雷達內(nèi)部各種處理系統(tǒng)可以通過編程完成各項處理功能,而且航空電子系統(tǒng)可以把包括雷達在內(nèi)的各電子設(shè)備的信息處理綜合在一起,由統(tǒng)一的處理機來處理。這就是美國目前已經(jīng)推行的“寶石柱”和即將推行的“寶石臺”航空電子集成化計劃的要點。雷達的控制和顯示,目前已通過數(shù)據(jù)總線并入航空電子集成系統(tǒng)之中。數(shù)據(jù)總線將逐步改用光纖傳送;控制將盡量由計算機按程序來完成;必需由人員親自干預的控制將用語音來完成,以減少手控動作和控制裝置;雷達顯示將在集成彩色平板顯示屏上出現(xiàn)。
21世紀,雷達的可*性和可維修性將有根本的改進。雖然雷達的功能和性能都已不斷發(fā)展與提高,但經(jīng)過長期對可*性改進、雷達測試設(shè)備和機內(nèi)自檢系統(tǒng)的研究,目前已使平均無故障工作時間達到200小時以上,外場平均修復時間降到20分鐘。相控陣雷達所具有的柔性性能下降特性還有可能使機載雷達逐步做到使用期內(nèi)免修。雷達的設(shè)計和研制方法已經(jīng)發(fā)生很大的變化。計算機在設(shè)計、制造、測試過程中取代了大量的人力。雷達的標準化、系列化和組合(模塊)化改變了傳統(tǒng)的設(shè)計方法。它將使機載雷達的設(shè)計量減少、研制周期縮短;零部件的通用性提高;雷達的發(fā)展已形成系列。由于目前軍用機載雷達已面臨人為電子干擾、目標低空突防、遭受反輻射導彈攻擊、目標隱身和高功率能束武器攻擊等多種對抗環(huán)境,人們需要更多地研究與采用各種對抗措施。未來的雷達研制工作將側(cè)重系統(tǒng)研究和設(shè)計,按照用戶的各項要求采用成熟的雷達技術(shù)和商用元器件與模塊,并用較短時間制成所需的產(chǎn)品。
若綜合應用上述已取得或正在取得的高新技術(shù)成果,21世紀的軍用機載雷達將會普遍采用脈沖多普勒系統(tǒng),以具備下視能力;具有多目標探測、識別和攻擊能力,以對付多個目標;同時具有地形跟隨與地形回避能力,以超低空突防;具有合成孔徑和逆合成孔徑能力,以具備高分辨能力;采用無源或有源相控陣天線,以具備多功能、高可*性等超級能力;采用毫米波、紅外與激光探測跟蹤器,以適應特殊要求;具有風切變探測能力,以確保飛機著陸時的安全。21世紀的軍用機載雷達還會繼續(xù)探索并解決一系列新概念、新課題,以對付隱身目標、抑制干擾、識別敵我、充分利用電磁信息的能力。軍用機載雷達將會發(fā)展成一個以微波雷達為主體、集多頻段探測器為一體,進行多傳感器數(shù)據(jù)融合的集成系統(tǒng);將是一個低截獲概率的、能探測隱身目標的探測系統(tǒng);將具備自適應對抗各種人為電子干擾、抗擊反輻射武器和高功率束射武器能力的探測系統(tǒng);將具備遠距離識別敵方目標、二維高分辨能力的探測系統(tǒng);將是一個利用機身和機翼外表仿形安裝的共形陣探測系統(tǒng)或敏感蒙皮系統(tǒng)。
戰(zhàn)斗機雷達基本概念
首先,現(xiàn)在在世界上能夠獨立設(shè)計和制造現(xiàn)代戰(zhàn)斗機雷達的能力的公司,僅有十幾個而已。美國有休斯(后來被合并到雷錫恩公司)、西屋(Westinghouse,后被合并到諾斯若普-格魯曼)公司、埃莫森(Emerson)公司和GE(后被合并到洛克西德-馬丁)公司等。從以上說明也可以看到,美國的雷達公司們一般來說開始都是綜合性電子公司出身,后來則逐步被合并到航空、防務公司集團中去的。在歐洲,本來有英國的馬克羅尼公司(Gec Marconi)和法國的湯普森CSF公司,后來合并為泰雷斯公司。這兩者都是有名的雷達制造企業(yè),我國在外貿(mào)產(chǎn)品上也采用過這些公司的產(chǎn)品。另外,法國的達索公司不是專門的雷達公司,但為了陣風的開發(fā),也參與制造戰(zhàn)斗機雷達。另外的國家,這有瑞典的薩伯(Saab)公司,和以色列的埃爾塔(Elta)公司等。這些幾乎就是西方系列的主流雷達制造公司的全部了。這也反映了要設(shè)計一個當代的優(yōu)秀戰(zhàn)斗機雷達,是一件多么困難的事情。先說兩個術(shù)語,波段(Band)和模式(Mode)。
[ 轉(zhuǎn)自鐵血社區(qū) http://bbs.tiexue.net/ 波段:指的是雷達波長的范圍,根據(jù)雷達的種類和用途,其使用的波段都不一樣,像C波段,Ku波段等等,都是指這些(譯者注:波段的編號有新舊兩種記號方式,后續(xù)文章再進行說明)。
模式:說的就是雷達用于特種目的的使用方式,現(xiàn)代的雷達都是采用多種模式的雷達。簡單來說,有空對空模式,空對地模式等等等,第三代戰(zhàn)斗機的雷達一般擁有18種左右的模式,但F-18戰(zhàn)斗機采用的AN/APG-65雷達則擁有28個模式(因為F-18應該稱為F/A-18,是第三代戰(zhàn)斗機中少數(shù)擁有常備多任務的戰(zhàn)斗機)。現(xiàn)在簡單羅列一下這些模式: * AIR-TO-AIR.空對空模式
Range While Search(RWS)– 搜索及測距模式
Track While Scan(TWS)– 邊掃描邊追蹤模式 TRACK AND SCAN(TAS)34.....F-104 的雷達 AN/APG-50......F-4 基本型的雷達。雷達是什么?
RADAR 是RAdio Detection And Ranging的縮略語。簡單來說,雷達就是一種發(fā)射電磁能量(electromagnetic energy),并收到從目標物體反射而來的反射波(echo)來知道目標方位信息的一種儀器。現(xiàn)在隨著雷達技術(shù)的發(fā)展,已經(jīng)能夠把握目標物體的外形特征了。從這里可以看出,從目標物體反射的信號(echo signal)體現(xiàn)則所有目標信息,重要性如同雷達工學中的生命。
從反射波可以獲得很多信息。首先,與目標的距離(軍用名詞標識為range,與distance同義)是通過說放出的電磁波返回的時間(Round trip time)來測算的。由于電磁波的速度相當于光速,是通過常數(shù)C(約 30萬 km/sec)乘與 Round trip time/2 來計算的。(往返距離應該除以2是吧?)?}然后是目標的方向。首先目標的坐標(coordinates)根據(jù)目標所處的空間可分為2維(2 Dimension, 2D)和3維(3 Dimension, 3D)。(做圖形設(shè)計或者玩游戲的人都知道^^)海上的艦艇或者地面目標,由于不能上下移動,可看作二維物體,而飛在空中的飛機或者水下的潛艇,擁有一個高度(或者潛深)的概念,當然要適用三維坐標。
[ 轉(zhuǎn)自鐵血社區(qū) http://bbs.tiexue.net/ 一般的航海雷達或者遠程預警雷達(Air Surveillance)都是2D雷達。反之,戰(zhàn)斗機雷達則都是三維雷達(沒有高度信息的雷達,對蕉坊比皇敲揮玫腲^)。二位雷達一般進行360度旋轉(zhuǎn),而戰(zhàn)斗機雷達不能監(jiān)控360賭全方位,一般來說120度是期探測極限范圍。再對2D和3D進行分析:
首先要區(qū)分的概念,就是方位(Bearing)和方向(Direction)。
“方位”是二維概念,以自身位置為中心來標識目標的相對位置。相對的,“方向”是包括了“方位 + 高度”的三維概念。這里面的方位和二維所說的方位是同一個東西,但一般用Azimuth來表示。一般的表現(xiàn)方式就是以方位角(azimuth angle)來標識的。在雷達用名詞里面,高度不是以一般名詞Altitude,而是用Elevation來表示的。因為這里所說的高度并不是海拔高度,而是相對于自身的目標相對高度。因此表示起來也不會用“**米高度”而是以“高度角××”來表示的,英語就是elevation angle。整理一下,就是: 2D = Bearing + Range(方位 + 距離)3D = Azimuth + Elevation + Range(方位 + 高度 + 距離 = 方向 + 距離)[ 轉(zhuǎn)自鐵血社區(qū) http://bbs.tiexue.net/ 這樣,就能確定目標的二維或三維位置信息。以飛機目標為例,就會表示為“Azimuth angle 270度 + Elevation angle 15 度 + Range 70 km” 這種方式。
想象一下無線廣播。就像是從一個火堆散發(fā)熱量,從一個大大的天線中,電波會散播到周圍。這時候是不能知道接收信息的對象是哪些的。如果雷達波也是這樣的話,就只會根據(jù)反射波知道周圍有物體,而不能知道目標在什么地方。
那么雷達是怎么探知目標位置的呢? 雷達之所以能夠認知到目標方位,是因為雷達是將電磁波作為控制得很窄的波束(beam)的形態(tài)來發(fā)射的。用這種控制良好的波束來“很勤勞地”反復射向想要搜索的目標區(qū)域,并用一定的順序來掃描,所以就能夠探測到目標的方位的。舉例來說,弱這個波束的寬度是90度角,那么向東西南北各發(fā)射看看,如果南方有回波,那就能知道目標在南邊,就是這個原理。同樣,如果將波束的寬度再次細分,調(diào)整到每1度、2度,那么就能夠獲得更加精確的方向。就是這種精確探測能力的程度,被稱為角解析度(Angular Resolution)。波束寬度變得越窄,角解析度救護變得越高。在雷達天線的驅(qū)動裝置上面,就有Angle Tracking System,當接收到 echo的時候,就會一直不斷地計算正確的角度。這個角度,就是目標的方向信息。雷達的波束韃子可以分為兩類:一個是傘形波束(fan beam),另一個是鉛筆波束(pancil beam)。傘形波束就如同以切好的西瓜片,鉛筆波束這是一個如同鉛筆的很細很長的圓錐形波束。形容波束的形狀也是用角度(angle)來表示的。就像“Azimuth 幾度, Elevation 幾度”這個樣子。