预警机的相控阵雷达系统
美军预警探测系统组成概述

预警探测系统具有传感器网,指挥控
制系统和通信系统的综合能力,有别于 单个传感器的系统,因此预警探测系统 的综合能力可以表述如下:
◇ 探测各种目标的能力,包括地面目 标,水面目标,水下目标,空中目标和外 空目标等。
◇ 测量目标的位置,速度,轨迹等运 动参数。
◇ 识别目标的属性,包括国籍、类型 和真假战斗部等。
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基础及前沿研究 中国科技信息 2010 年第 17 期 CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Sept.2010
区域外的整个地球表面。美国第三代 DSP卫星可对地球表面大部分地域进行扫 描,能探测导弹助推段和温度较低的巡 航导弹及喷气飞机目标的尾焰。卫星每 隔 8-13 秒就可对地球三分之一的表面重 复扫描一次,通过连续扫描即可测出弹 道导弹的位置和移动方向,地面站若能 同时接收2颗以上卫星在不同位置对同一 目标的红外数据,则可得到该目标的立 体红外影像,利用三角计算及统计分析 可进行测距,精确估算导弹飞行方向及 弹着点等信息。目前轨道上至少有 4 颗第 三代 DSP 卫星在运行,大部分情况下对 任一地点发射的导弹都可同时对2颗卫星 进行探测以形成立体影像。
4.1.2.2 弹道导弹防御之陆基预警 雷达系统
陆基预警雷达系统包括 BMEWS、 潜射弹道导弹预警系统(F P S - 1 5 )、 地基 X 波段雷达(GBX)和海基 X 波段 雷 达 ( S B X )、 陆 基 末 段 防 御 系 统 (THAAD - GBR、PAC - 3 MPQ - 5 3 )等,主要用于中段防御和末段防 御。
2 预警探测系统在现代战争 中的作用
预警探测系统无论是在战争时期还是 在和平时期,都坚持着全天候昼夜值班状 态,在尽可能远的警戒距离内,实现对目 标的精确定位,参数测定和目标性质识 别,为军事指挥系统提供更多的预警时 间,以防敌人的突然袭击。美国的战略预 警系统可以在1分钟内判明敌方发射的弹 道导弹性质,3 分钟中内报告发射点和弹 着点坐标以及飞行轨迹,对战役战术导弹 可以提供5~6分钟的预警时间,对战略导 弹可以提供20~30分钟的预警时间,对战 略轰炸机可以提供 30~60 分钟的预警时 间,时间就是生命,它可以决定一场战争 的胜负,预警探测系统的早期预警能力直 接影响着战争的走向。
有源相控阵雷达系统在预警机上的应用

有源相控阵雷达系统在预警机上的应用作者:韩宇鹏来源:《数字化用户》2013年第29期【摘要】本文介绍了有源相控阵雷达的发展状况、组成及工作原理,对有源相控阵雷达在预警机上的应用进行了分析与研究,最后对有源相控阵雷达在预警机上的应用前景和研究趋势进行了展望。
【关键词】有源相控阵雷达预警机 MMIC一、引言预警机是将雷达装在飞机,利用飞机飞行高度克服地球曲率对观测视距的限制,扩大对低空和超低空探测的距离,为防空系统和作战飞机提供充足的预警时间。
预警机具有全空域、远距离、高机动,强生存力,灵活布防等特点。
未来的主要作战对象将是隐身性能和飞行性能俱佳的第四代战机,及低空高速飞行的低RCS巡航导弹,而实际电子战环境中还存在着多种形式的干扰等,对下一代机载预警雷达技术的发展提出了更高的要求。
二、有源相控阵雷达概述原理及关键技术。
相控阵雷达天线由许多辐射器排列构成的,通过移相器来控制阵列天线中各个辐射器的相位,获得所需的方向图和波束指向。
有源相控阵雷达的天线是在每一个辐射器的输入端都安置一部(T/R)模块,每一个模块都能产生和接收电磁波,因此在频宽、信号处理和冗余度设计上比其它类型的雷达天线具有优势。
当有源相控阵雷达工作时,计算机通过控制移相器的相移量来改变每个T/R模块向空中发射电磁波的相位,完成对空搜索任务。
当搜索远距离目标时, T/R模块通过计算机控制集中向一个方向发射电磁波,使天线辐射的总功率大大提高,每个移相器可根据担负的任务向某个方向偏转,有的搜索、有的跟踪、有的接收,发现和识别目标。
关键技术包括微波/毫米波单片集成电路(MMIC)技术、光电子技术和T/R模块技术等[1]。
(一)MMIC技术。
MMIC技术将晶体管、二极管、电阻、电容、电感集成到一个芯片上,制成功率放大器、低噪声放大器、移相器和开关等,使得T/R模块的体积、重量和成本大大降低,可靠性很大提高。
美国雷声公司制造由6个芯片组成的峰值功率为10W的E/F波段砷化镓T/R模块和用3个芯片构成的峰值功率为1W的D波段T/R模块。
有源相控阵雷达在预警机上的应用及发展趋势

有源相控阵雷达在预警机上的应用及发展趋势3072007035 余鹏作为预警机的主要探测手段,预警机载雷达在单脉冲、数字式信号和数据处理、脉冲压缩、合成孔径以及脉冲多普勒等技术上已经取得较大的发展,然而随着未来战场环境的日益复杂化对抗和反对抗、干扰和反干扰技术的不断升级,预警机雷达面临的挑战也日渐严峻。
只有在技术上不断发展才能够适应未来战争需求。
有源相控阵技术建立在天线阵列技术、信号和数据处理技术以及微电子技术等多学科综合成果的基础上,是近年来正在发展的雷达新技术,将对预警机载雷达的发展带来深刻又广泛的影响。
1 有源相控阵雷达有源相控阵雷达采用分布式发射机,即天线是由许多辐射单元排成阵列形式构成的,且在天线阵面上的每个或数个辐射单元后面均接有固态收发组件。
由于天线阵面上存在着数千个直接向空间辐射能量的功率源器件,所以称为有源相控阵雷达。
1. 1 有源相控阵雷达的特点有源相控阵是按一定规律控制各个辐射单元的相位差,利用电磁波的干涉现象控制波束的方向。
由于相控阵雷达波束的方向是通过对每个辐射单元上信号的相对相位的改变进行电子控制而实现的,因而天线不用机械转动,只通过改变天线各辐射单元的相位差,就能实现波束在空间的扫描。
相对于一般机械扫描雷达和无源相控阵雷达,有源相控阵雷达具有以下特点:(1)能对付多目标。
相控阵雷达利用电子扫描的灵活性、快速性和按时分割或多波束原理,可实现边搜索边跟踪工作方式。
通过电信号控制波束,可以实现瞬间捷变,在探测的同时进行目标识别、电子侦察甚至电子干扰等,适用于多目标、多方向、多层次空袭的作战环境。
(2)系统功率效率高。
机械扫描的雷达,发射机产生的射频功率由馈线网络送到天线阵面辐射出去,这个过程中的损耗较大,而有源相控阵雷达直接由天线阵元发射和接收射频信号,经过的路程短,功率损耗低,可以增大雷达的发射功率。
(3)功能多,机动性强。
有源相控阵雷达能够同时形成多个独立控制的波束,分别用以执行搜索、探测、识别、跟踪、照射目标和跟踪、制导导弹等多种功能。
机载预警雷达概论

机载预警雷达概论机载预警雷达概论一、预警机在现代信息化战争中的地位和作用1. 预警机是一种装有远距离搜索雷达、数据处理、敌我识别以及通信导航、指挥控制、电子对抗等完善的电子设备,集预警、指挥、控制、通信和情报于一体,用于搜索、监视与跟踪空中和海上目标,并指挥、引导己方飞机执行作战任务的作战支援飞机[1]。
2. 预警机于第二次世界大战结束时问世,曾被用于越南战争,但直到上世纪八十年代初中东战争中的“贝卡谷地”之战,预警机创造了一边倒的军事奇迹,才受到世界军事强国的密切关注。
1982年6月6日,以色列90架战斗机在E-2C预警机的指挥下,向黎巴嫩贝卡谷地发起进攻。
E-2C预警机先敌发现前来支援的近百架叙利亚战斗机,适时干扰、遮断它们与地面指挥部的联系,以损失1架战斗机的代价,一举击落、击伤叙利亚战斗机79架和7架。
3. 预警机已成为军队信息化的重要标志,是现代战争整个作战体系的神经中枢。
1991年海湾战争期间,美国动用了27架E-2C和11架E-3预警机参战。
E-2C预警机出动1183架次,飞行4700小时,用于预警和通信中继。
E-3预警机共出动448架次,飞行5546小时,指挥控制各型飞机9万架次的飞行。
由于空战中有预警机指挥控制,以美国为首的多国部队未损失1架参战飞机,伊拉克飞机则被击落40余架[1]。
二、世界现役主要预警机及其机载雷达介绍4. 美国E-2C ,中高空目标探测距离480km,低空目标探测距离270km,可在复杂背景中同时跟踪300个目标,引导己方数十架飞机实施拦截。
︒“鹰眼”预警机。
它是目前世界上最先进的舰载预警机,1968年开始研制,1973年交付使用,主要任务是掌握空情,对进犯的战斗机和导弹进行预警,配合航空母舰或地面指挥所完成对己方战斗机的作战指挥。
E-2C预警机先后使用了AN/APS-138、139和145三种型号的监视雷达,工作在超高频(UHF)波段,具有对空、对海、对地三种工作方式,方位覆盖3605. 美国E-3 ,小型低空目标探测距离300km,大型高空目标探测距离600km,可在复杂背景中同时跟踪600个目标,引导己方上百架飞机实施拦截,并具有良好的对抗各种人为干扰的能力。
远程预警相控阵雷达跟踪模型研究

远程预警相控阵雷达跟踪模型研究一、绪论A.研究背景和意义B.国内外研究现状C.本文的研究内容和思路二、基础理论A.雷达原理与工作原理B.相控阵雷达技术C.预警系统的组成与功能三、跟踪模型算法A.预警目标信息的获取B.卡尔曼滤波跟踪算法C.基于UKF的跟踪算法D.基于多目标跟踪的算法四、实验与仿真A.参数设置和模拟环境B.对比不同模型算法的实验结果C.模型性能评估和优化五、结论与展望A.本文实验结果的分析和总结B.研究工作的不足与展望C.相控阵雷达跟踪模型的未来发展方向一、绪论A.研究背景和意义随着现代科技的发展和进步,雷达技术已经成为了现代武器装备发展的重要和不可缺少的组成部分,而其中的远程预警雷达更是在现代战争中发挥着重要的作用。
近年来,世界范围内的军事冲突和恐怖主义活动不断升级,保障国家安全防范和打击意外袭击成为了各国军队的重点任务。
远程预警相控阵雷达作为一种先进的雷达技术,实现了对远距离目标的快速发现和跟踪,已经逐渐成为了军事前沿技术领域的研究热点。
因此,开展远程预警相控阵雷达跟踪模型研究,对于提升我国军事现代化水平,保障国家安全,防范和打击意外袭击,以及促进科学技术的创新和发展,具有非常重要的现实意义和深远的历史意义。
B.国内外研究现状国内外关于远程预警雷达技术的研究已经取得了很多进展,比如美国的E-2C/D预警机,中国的KJ-200/500预警机等等。
但是,远程预警雷达跟踪模型研究,特别是在算法方面的研究仍然存在不少问题和挑战。
在国际上,对于远程预警雷达跟踪模型算法的研究主要是基于卡尔曼滤波算法、扩展卡尔曼滤波算法、无迹卡尔曼滤波算法和粒子滤波算法等进行的。
但是,这些算法都存在不同程度的问题,如收敛速度慢、精度不高、鲁棒性不够等。
在国内,远程预警雷达跟踪模型研究也取得了一定的进展。
其中,最有代表性的就是海军航空兵部队的KJ-200/500预警机,其跟踪模型算法已经逐渐成熟,具有一定的性能和优势。
国产机载有源相控阵火控雷达

机载有源相控阵火控雷达-AESA是机载雷达的发展方向,图为美国AN/APG-79雷达,注意其天线呈仰角安装近日,有新闻报道中航雷电院张昆辉同志的先进事迹,其中提到张院长从“2001年开始着手相控阵雷达的研发,2008年完成飞机验证试飞,雷电院向部队机关和集团公司做了汇报,在军方引起了强烈反响,并受到军方各级领导的高度关注。
空军景文春副司令专程到无锡了解情况、听完汇报后说:“当初×代机立项时,我有两点担忧,一是发动机问题,二是相控阵雷达问题。
今天看来,雷达问题已经解决了,我们已经有了自己的相控阵雷达”。
空军首长和空装首长的关注,给了雷电院极大鼓舞和鞭策。
该项目在完成它机验证试飞后,原国防科工委在北京组织召开了成果鉴定会,与会专家在认真了解试飞情况后给与了高度评价:“相控阵雷达研制,开创了国内机载火控雷达的新纪元,填补了国内X波段相控阵火控雷达的空白,为我国×代机的研制打下了坚实基础,标志着我国第×代战斗机提升战斗力的时机已经到来”。
此项目还荣获该年度国家国防科技成果一等奖。
“字里行间,透露出国家和空军对该型雷达的重视,从空军首长的话和国防科工委专家组的话分析;该雷达应试是X波段有源相控阵雷达,既可以用于正在研制的我国第四代战斗机配套,也可以用于现役的第三代战机的升级。
其意义非凡,是建国60周年收获的又一大喜讯。
AESA除了用于新机、新雷达外,还可用于现役飞机和雷达的升级,图为美国的AN/APG-63V2,其用AESA替代了原来的机械扫描天线(下图)我们知道二战一个重要的发明就是雷达的运用,1935年为了对付德国的潜艇,英国开始研制机载雷达-空海搜索雷达,1937年该机进行首次试验,1939年装备部队,1940年英国人发明了磁控管,为研制微波机载雷达打下了技术基础,由于当时英国经济技术实力已经衰落,因此将这个技术转让给了美国,美国麻省理工学院福射试验室很快在其基础上研制了厘米波机载雷达SCR-520,并在其基础上研制了机载火控达雷达SCR-720,不过这个时候机载火控雷达还不是真正意义上或者说功能完善的雷达,它只能测距,所以也被称之为雷达测距器,50年代随着电子技术的发展,出现了能进行天线扫描和角度跟踪的单脉冲雷达,虽然这些雷达在功能比早期的测距器有很大的提高,但其仍旧有一个比较大的缺点就是没有下视能力,也就对低空和近地目标的探测能力差。
雷达阵列天线介绍

■开课目的“阵列天线分析与综合”是电子信息工程专业电磁场与微波通信方向的专业选修课程。
课程的任务是使学生掌握阵列天线的基本理论、基本分析与综合方法,掌握单脉冲阵列、相控阵扫描天线的基本理论和概念、以及阵列天线的优化设计思想,培养学生分析问题和解决问题的能力,为今后从事天线理论研究、工程设计和开发工作打下良好的基础。
■课程要求●约有五次作业●考核平时成绩占20%。
包括平时作业,出勤情况。
期末考试成绩占80%(一页纸开卷)雷达阵列天线简介1、“AN/SPY—1”S波段相控阵雷达是海军“宙斯盾”(Aegis)武器系统中的一部分,由RCA公司研制。
它有四个相控阵孔径,提供前方半空间很大的覆盖范围。
接收时它使用带68个子阵的馈电系统,每个子阵包含64个波导辐射器,总共有68×64=4352个单元。
发射时,子阵成对组合,形成32个子阵,每个子阵128个单元,总共32×128=4096辐射单元。
移相器为5位二进制铁氧体移相器,直接向波导辐射器馈电。
为了避免相位量化误差引起的高副瓣电平,后来移相器改为7位二进制移相器,合成的相控阵由强制馈电功分网络馈电,辐射单元也改为4350个,单脉冲的和、差波瓣及发射波束均按最佳化设计。
AN/SPY—1天线正在进行近场测试(RCA公司电子系统部提供) 目前该系统安装在导弹巡洋舰上导弹巡洋舰上的AN/SPY—1系统2、爱国者(PA TRIOT)多功能相控阵雷达是Raytheon公司为陆军研制的一种多功能相控阵雷达系统。
其天线系统使用光学馈电的透镜阵列形式。
和差波瓣分别通过单脉冲馈源达到最佳。
孔径呈圆形,包含大约5000个单元,采用4位二进制铁氧体移相器和波导型辐射器单元。
它安装在车辆上,并可平叠以便于运输。
爱国者多功能相控阵雷达天线(Raytheon公司提供)3、机载预警和控制系统(AWACS)世界上第一个具有超低副瓣的作战雷达天线是由西屋电气公司为AW ACS 系统研制的。
相控阵雷达成像技术研究与应用

相控阵雷达成像技术研究与应用随着科技的不断进步,雷达技术也在快速发展。
相控阵雷达成像技术作为雷达技术中的重要一环,在军事、民用等领域中得到广泛应用。
本文将探讨相控阵雷达成像技术的研究和应用,从原理、优势到实际应用中的案例进行分析。
一、相控阵雷达成像技术原理相控阵雷达成像技术是基于微波成像技术而来的,其主要运用了相控阵雷达和信号处理技术。
相控阵雷达技术是通过相对运动的物体,发射出的短脉冲波在回波时识别目标,并记录角度和距离。
信号处理技术可以对这个过程中获得的数据进行加工,最终输出成为图像。
相控阵雷达将大量的小电子元器件制成一个大天线阵列,每个元器件单独控制,这样,雷达可以发出不同的电磁波成像,每次成像范围比普通雷达更大,便于获取更多信息。
其原理就是由阵列中的不同单元产生不同的电波,控制发射波的相位,以实现波束的转向。
在接收信号时,接收阵列中的每个单元的响应信号被传递到处理器,处理器对这些信号进行处理,可以达到干扰消除和目标定位的效果。
该技术比传统的雷达成像技术更具有高分辨率、高精度、高可靠性和高灵敏度等优势。
二、相控阵雷达成像技术的优势1.高效性:相控阵雷达成像技术在图像处理方面具有非常高的效率,可以在短时间内获得高质量的图像,准确地定位物体。
这种成像技术在航空航天、军事侦察、海上探测、无人机巡航等方面得到了广泛的应用。
2.高分辨率:相控阵雷达成像技术可以得到非常高分辨率的图像,通过信号处理技术可以进行目标分离和目标定位。
这种成像技术在地震勘探、反恐、边防巡逻等方面具有重要的应用。
3.多用途:相控阵雷达成像技术具有广泛的应用范围,可以进行直接成像、成像跟踪、应急巡查等的工作。
同时,它可以进行目标分析,例如在军事应用中能够识别友军与敌军。
三、相控阵雷达成像技术在实际应用中的案例1.军事侦察:相控阵雷达成像技术在军事侦察中得到广泛的应用。
例如,相控阵雷达可以被安装到反隐形战斗机上,通过高清晰度的图像可以迅速查找和分辨目标,达到快速有效地侦察的目的。
浅谈雷达装备分类及相控阵雷达

浅谈雷达装备分类及相控阵雷达作者:冯知超金渤然赫荣越来源:《艺术科技》2016年第09期摘要:雷达是一项重要的技术,在军事部门具有广泛的用途,受到了各国军事部门的关注。
雷达是一种利用无线电波的反射来测定物体位置的无线电设备。
电磁波同声波一样,遇到障碍物要发生反射,雷达就是依据此特性而应运而生的。
在军事防御中,雷达被称作是守卫祖国蓝天的“千里眼”,是国家预警体系中最主要的传感器。
为了维护我国国家安全,雷达设备的发展将为防御类型和早期预警监测预警探测变化,适应需要进攻和防御行动,从区域防空预警洲际警告,扩大检测面积和空间,提高远程预警监控的能力。
关键词:雷达;分类;相控阵雷达0 引言雷达的基本概念最早于20世纪初出现。
如果把整个武器装备体系比作一个人,那么雷达就是人的“眼睛”,主要用于“看”空中和天空目标,为各级作战指挥机构提供空、天预警探测情报信息;为空中进攻、防空反导作战和日常防空提供预警探测情报支援;为一体化联合作战提供战场联合预警监视情报支援。
雷达是随着飞机用于战争而问世的。
第一次世界大战期间,一些西方国家为了抵御空袭,建立了对空观察哨,仅仅靠目视和听音机等简易的方法发现敌机。
随着空袭兵器速度不断增快,这种原始的预警方式难以满足作战的需要。
但是直到第二次世界大战前后,雷达才得到迅速发展。
激光雷达是传统雷达技术与现代激光技术相结合的产物。
激光问世后的第二年,即1961年,科学家就提出了激光雷达的设想,并开展了研究工作。
在过去40年中,从最简单技术激光测距、技术、逐步发展了这些激光测速和成像、激光成像等技术开发等各种用途、激光雷达系统具有多种功能。
雷达种类很多1 雷达分类可按多种方法分类:第一,按定位方法可分为:有源雷达、半有源雷达和无源雷达。
第二,按装设地点可分为;地面雷达、舰载雷达、航空雷达、卫星雷达等。
第三,按辐射种类可分为:脉冲雷达和连续波雷达。
第四,按工作被长波段可分:米波雷达、分米波雷达、厘米波雷达和其他波段雷达。
相控阵雷达 matlab

相控阵雷达 matlab一、相控阵雷达的概念和原理相控阵雷达(Phased Array Radar)是一种基于微波电路技术的雷达系统,它通过控制天线阵列中每个单元的发射和接收信号时序和幅度,实现对目标的定位、跟踪和识别。
相比传统的机械扫描雷达,相控阵雷达具有扫描速度快、灵活性高、抗干扰能力强等优点。
相控阵雷达的原理是基于波束形成技术,即将多个天线单元组合成一个虚拟天线,通过改变各个天线单元之间的相位差来实现波束方向和宽度的调节。
这样可以实现对目标在不同方向上进行扫描和跟踪。
二、Matlab在相控阵雷达中的应用Matlab是一种强大的数学计算软件,在相控阵雷达领域也有广泛应用。
以下是Matlab在相控阵雷达中常见应用场景:1. 相控阵天线设计Matlab可以辅助进行天线设计,包括天线单元数量、间距、位置等参数的确定。
同时还可以进行电磁仿真分析,验证天线的性能和可行性。
2. 波束形成算法Matlab可以实现各种波束形成算法,包括传统的波束形成方法和自适应波束形成方法。
通过模拟实验,可以比较不同算法的性能和适用范围。
3. 目标检测与跟踪Matlab可以进行目标检测和跟踪,根据雷达接收到的信号数据,利用信号处理技术实现对目标的识别和跟踪。
同时还可以进行仿真模拟,验证算法的准确性和可靠性。
4. 仿真模拟Matlab可以进行相控阵雷达系统的仿真模拟,包括天线阵列、信号处理、目标模型等多个方面。
通过仿真模拟,可以评估系统性能、优化参数设置等。
三、相控阵雷达系统设计流程相控阵雷达系统设计流程一般包括以下几个步骤:1. 系统需求分析在设计相控阵雷达系统前,需要明确系统需求和指标要求。
包括工作频段、扫描范围、分辨率、灵敏度等参数。
2. 天线设计根据系统需求确定天线单元数量、间距、位置等参数,进行天线阵列的设计和优化。
3. 信号处理算法选择与优化根据系统需求和目标特点,选择合适的波束形成算法和信号处理算法,并进行优化。
相控阵雷达ppt课件

可以采用非均匀分布的阵列天线,见P156 表5-1。
以上分析的是相控阵一维阵列天线分析,二维天线的分析方法相 同。
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§5.3相控阵雷达的组成
相控阵雷达的组成方案很多,根据是否有源可分为两类:
1.有源相控阵列雷达
每个天线阵元用一个接收机和发射功率放大器
显示 控制
激励器 数据处理 波控计算机
发射 天线 接收 阵列 阵列
二极管起一个开关的作用,加正向偏置导通,反向偏置截止。 体积小,重量轻,开关时间短(50ns-2μs),驱动功率小,温度系 数小,适用于固态集成电路。 2.铁氧体移相器
铁氧体(4段) 波导 图5.7铁氧体移相器
铁氧体移相器结构如图5.7。其中,铁氧体上的线圈未画出。利 用线圈对每段铁氧体独立充磁,改变各段磁化状态,从而改变波导 中的相位移。
常用的按两个相位变化,在0o和-180o两者之间编码,相位只 取这两个值。主要有巴克码、M序列码、L序列码和互补编码等。巴 克码见p142。
另外,还有四相码,取0o, 90o, 180o, 270o四个相位点。 相位编码脉冲压缩仍有副瓣抑制的问题。
四相码应用较少。
习题:线性调频信号的带宽B为1MHz,时宽T为100μs,零中频,t0=0。采 样频率fs=B。 1. 画出线性调频信号实部和虚部的时域图形。 2. 画出线性调频信号的频谱图(FFT变换后取模,0频率在坐标中间)。 3. 画出无加权的脉冲压缩波形,计算最大副瓣电平,三分贝脉冲宽度。 4. 画出海明加权的脉冲压缩波形,计算最大副瓣电平,三分贝脉冲宽度。
(阵元)。常见的辐射源: 半波振子 喇叭口 缝隙振子 微带偶极子
移相器 1. 二极管移相器
输入 22.5o
45o
90o
全球领域民用相控阵雷达概况分析 (一)

全球领域民用相控阵雷达概况分析 (一)全球领域民用相控阵雷达概况分析相控阵雷达是一种新型雷达技术,通过多个天线元件的组合实现调节信号相位、幅度和方向的能力,具备高分辨率、查探距离远、抗干扰能力强等优点,在现代军事技术应用中具有广泛的应用场景。
近年来,相控阵雷达技术也逐渐向民用领域扩展,涉及气象、航空、地质勘探等多个领域,本文将对全球范围内的民用相控阵雷达进行概括性分析。
一、气象雷达气象雷达是利用向大气中发射微波信号,并接收反射回来的信号,通过信号的功率和反射强度来了解天气的变化情况和空气中可降水物的类型分布,通过软件对雷达返回的信号杂波进行抑制,根据信号反射强度分布,进行天气图像的重构,为天气预报提供强有力的支撑。
如目前印度政府投资建造的“S-Band Multi-Function Transportable Radar(MFTR)”就是一款基于相控阵雷达技术的民用气象雷达系统,可发现大气电子密度平层高度、降水强度和垂直剖面,具有高精度、高配置和多用途等特点。
二、地质勘探雷达地质雷达是利用探测探头向地下发射电磁波信号或微波信号,通过探测探头接收反射回来的信号,根据信号的运行时间和反射强度来判断地下岩石层和地质构造的性质。
相较于传统的地质雷达,民用相控阵雷达的优点在于可以迅速获取高质量的地下图像,准确识别地下堆积物、关键地层边界、岩土体结构等目标特征。
近年来研究人员在地质勘探方面也开发出多款基于相控阵雷达技术的民用系统,例如日本产业技术综合研究所研发的“High-resolution GPR System”,被广泛应用于建筑物结构诊断和地下管道的检测等领域。
三、航空雷达随着民航业的快速发展,地面雷达引导飞机和无人机起降的潜力被逐渐开发出来,相控阵雷达技术也成为这一领域的热门研究方向。
相较于传统的地面雷达,拥有相控阵雷达阵列的地面雷达具有更快的扫描速度和更高的探测精度,可以对飞行器进行毫秒级别的精准实时监测,同时还可以通过数据融合技术,将雷达返回数据与其他数据库(如航班计划、气象信息等)进行对比,使控制台获得更全面的空中图像信息。
相控阵雷达系统

揭秘预警机的相控阵雷达系统现代预警机除了装备有先进的机载远程监视雷达,通常还装有电子侦察、敌我识别,以及通信、导航、指挥控制和电子/通信对抗等多种电子设备。
它不但能及早发现和监视从各个空域入侵的空中和海面目标,还能对己方战斗机和其它武器设备进行引导和控制;不但是空中雷达站,更是空中指挥所,在多次现代战争中发挥着无以替代的作用,证明了自身重大价值,成为各国重点开发研制的尖端武器装备。
目前,美国、以色列、俄罗斯、瑞典和英国等国装备了自行研制的预警机,日本、法国、印度、沙特、希腊、澳大利亚和巴基斯坦则不惜重金从他国购买预警机,现役预警机总数已逾300架,型号逾20种……从而也成为广大军事爱好者关注的焦点之一。
在我们生活的大自然中,有很多生物,它们的眼睛并不相同。
例如,昆虫的眼睛和人类的眼睛就不一样。
昆虫的每只眼睛内部几乎都是由成千上万只六边形的小眼睛紧密排列组合而成,每只小眼睛又都自成体系,各自具有屈光系统和感觉细胞,而且都有视力。
这种奇特的小眼睛,动物学上叫做“复眼”。
蜻蜓的复眼,在昆虫界要算最大最多的,占整个头部的2/3,最多可达2.8万只左右,是一般昆虫的10倍。
这样它在空中捕捉小虫时,便能得心应手,百发百中,从不落空。
而人们常把雷达比作战争的眼睛。
实际上,就像生物的眼睛有很多类型一样,雷达作为战争的眼睛,也有很多种。
今天我们要介绍的有源相位控制阵列,简称有源相控阵,就像蜻蜓的眼睛,在所有种类的雷达里面,具有最好的“视力”。
那么,什么是相控阵?什么是有源?有源相控阵和蜻蜓的眼睛到底有什么相似之处?这就是我们今天的话题。
相位控制天线阵列——不靠天线旋转实现扫描在回答什么是相控阵之前,我们需要知道雷达的天线为什么要旋转。
我们看到一部雷达时首先看到的就是天线——个头又大又高的部分。
雷达作为战争的眼睛,用来看目标的实际上就是天线。
大部分雷达,特别是早期的雷达,天线都是需要旋转的,天线要旋转的根本原因是天线的视野不是“广角”的,为了使所有方向上的飞机都能“天网恢恢、疏而不漏”,就要让天线转起来,就像人的眼睛只能看到前方,如果想看到自己两侧和身后的东西,就必须转身一样。
带你详细深入了解萨德系统中威胁最大的相控阵雷达的工作原理

带你详细深入了解萨德系统中威胁最大的相控阵雷达的工作原理带你详细深入了解萨德系统中威胁最大的相控阵雷达的工作原理萨德反导系统,也叫THAAD,即末端高空防御导弹,是美国陆军研发的一款拦截短程和中程弹道导弹的末端防御系统。
作为一枚通信汪,我更关注的是那个用来探测和跟踪目标的雷达系统,就是被称为萨德系统的眼睛的AN/TPY-2相控阵雷达。
也有人认为真正对中国最大的威胁是这个相控阵雷达。
萨德的组成和工作原理萨德系统主要由四大部分组成:①雷达,②火控系统,③发射车,④拦截器。
工作原理分为四大步骤:1)雷达探测到导弹来袭。
2)指挥和火控系统确认并锁定目标。
3)发射车发射拦截弹。
4)拦截导弹在空中摧毁来袭导弹。
萨德系统主要有两套核心组件:拦截弹和雷达系统。
作为一枚通信汪,我更关注的是那个用来探测和跟踪目标的雷达系统,就是被称为萨德系统的眼睛的AN/TPY-2相控阵雷达。
也有人认为真正对中国最大的威胁是这个相控阵雷达。
所谓相控阵雷达,采用的正是相控阵天线技术,也是今天4.5G Massive MIMO作为民用之一采用的技术,同时未来5G相控阵基站将成为主流。
AN/TPY-2雷达系统AN/TPY-2雷达系统工作在X波段(9.5GHz),天线阵面积为9.2平方米,安装有25344个(有人说30464个)天线单元,采用数字波束形成(DigitalBeamForming,DBF)处理器。
方位角机械转动范围-178~+178,俯仰角机械转动范围0~90,但天线的电扫范围,俯仰角及方位角均为0~50。
AN/TPY-2可以实现从探测、搜索、追踪、目标识别等多功能任务为一体,据有关报道称,。
预警机

预警机定义及作用预警机(全称预警和控制系统飞机)是一种装有远距离搜索雷达、数据处理、敌我识别以及通讯导航、指挥控制、电子对抗等完善的电子设备,集预警、指挥、控制、通信和情报于一体,用于搜索、监视与跟踪空中和海上目标并指挥、引导己方飞机执行作战任务的作战支援飞机,起到活动雷达站和空中指挥中心的作用,是现在战争中重要的武器装备。
和平时期,预警机可用于空中值勤、监视敌方行动,以防突然袭击;战时执行警戒、指挥和武器引导任务,不仅可以加大预警距离,使截击机的拦截线大大向外延伸,而且还可以把各参战部队紧密地联成一个整体,统一控制战区内所有的防空武器,有效地指挥三军作战。
现代预警机在平战时期执行战争预警、防空预警、空中拦截引导、指挥大规模空战及协调战区中所有防空武器等任务。
1、和平时期战争预警根据国际政治、军事态势的发展,可将空中预警机调往焦点地区或本土上空、敌方地空导弹火力圈外、沿边界进行巡逻飞行,通过主/被动电磁侦察监视敌方部队的调动、兵力集结等情况,凭此可判断其战备进程,推测进攻时间,以便适时发出战争预警。
2、战争期间空中预警机的作用(1)防空预警超低空突防、隐身、防区外发射、巡航导弹等技术的发展与应用,使探测、拦截更为困难,需要早期预警、加大预警距离、外推拦截线。
(2)大规模空战中的指挥调度现代战争中,敌我双方参战飞机往往是多架次、多批次、多机种参与复杂的大规模空战,没有空中预警机提供空情,适时引导,合理调度,要想获胜是不可能的。
(3)防空作战中的统一协调现代战争战场纵深大、需要利用信息系统、各种火力单元与电磁装备相互支援,多军兵种协同作战。
空中预警机具有机动性好、可靠性高、生存能力强、覆盖地域大以及兼有探测、指挥、控制之功能,特别适宜担负各地面防空兵器的协调、指挥和控制任务。
总之,空中预警机的运用可大大提高战争的整体作战效能。
据估算,一架空中预警机如果提供30分钟以上的预警时间,其工作效率相当于8~10个先进性能大功率的地面雷达,并可节省2~3个地面警戒雷达团的兵力。
预警机载相控阵雷达信号处理的研究

预警机载相控阵雷达信号处理的研究摘要:预警机是现阶段我国军事领域常用的监测设备,通常情况下,预警机通过雷达来传递信号并完成目标追踪、检测的功能。
但在其实际使用过程中,存在杂波、噪声的干扰使得雷达信号传递中还存在一些问题。
基于此,本文主要研究预警机载相控阵雷达信号处理,希望对相关人员有所启示。
关键词:预警机;机载雷达;相控阵体制雷达;信号处理;杂波抑制引言:现阶段,常用的监测预警机为相控阵体制的雷达,该种雷达能够具备良好的动态追踪检测功能,且检测面积大、检测范围广。
在预警机载相控阵雷达实际使用过程中,存在杂波、噪声的干扰,包括机载非正侧雷达进程非平稳杂波和极端非同态环境下产生的杂波与噪声,针对上述问题,需要使用空时自适应法来抑制杂波与噪声。
1.预警机载相控阵雷达的必要性众所周知,地球是球形,而雷达波是按直线传播的,地表表面的物质、地形均会影响雷达波的传输,这就导致在雷达波传播的过程中,很容易受接收点与发射点中间存在物体的影响导致雷达波传输效果、传输效率降低,同时也无法保证传输信息的准确性。
而机载雷达是通过增加雷达高度的方式,减轻地形、地物对雷达波传输的影响,降低地球曲率的影响,同时能够增加雷达的探索范围与探测距离,延长预警时间。
据笔者调查研究显示,新一代机载雷达普遍选用相控阵体制,相比于传统的雷达而言,相控阵体制的雷达灵活性更高且抗干扰能力强,具备灵活性高、适用性强的优势。
就目前情况而言,机载雷达在我国的军事领域上取得了良好的应用,预警机视野开阔,探测低空、超低空的性能良好。
由此可见,预警机载相控阵雷达是将预警机、机载雷达及相控阵体制雷达进行了完美的融合,能够良好的提升空中预警机的防御能力与进攻效率,这对于进一步推进我国军事领域的发展具有十分重要的现实意义[1]。
1.预警机载相控阵雷达面临的技术难题及解决方法通过上文分析可知,预警机载相控阵雷达具有良好的使用性能,但在其实际使用过程中发现,由于地面杂波分布广阔使得目标很容易淹没在杂波中,进而导致预警机载相控阵雷达无法良好的对目标进行识别与跟踪,且在雷达信号传输时,也很容易受到杂波的影响导致信号丢失,故而其在实际使用过程中还存在一些问题。
机载有源相控阵雷达技术与应用

机载有源相控阵雷达技术与应用贾 利 郭留河 李 义(防空兵指挥学院,郑州450052)摘 要 本文分析了机载有源相控阵雷达的原理、关键技术及特点,详细介绍了美国空军目前装备的机载有源相控阵雷达。
关键词 空军 机载有源相控阵雷达 作战一、引 言有源相控阵(AESA)技术自上世纪60年代问世以来就孕育着巨大的军事潜力。
经过40余年的发展,该技术终于在机载雷达上取得了成功的应用。
目前,除了F/A222和F235(J SF)等新一代作战飞机装备了有源相控阵雷达外,美国空军已将其第三代现役的战斗机、轰炸机和预警机上的机载雷达列入改装计划,并得到了相应的财政支持。
美国国防部长在近期的一份关于发展空军机载雷达的报告中特别强调,有源相控阵技术可以极大地扩展雷达的功能和提高雷达的性能,提高和丰富作战飞机执行任务的能力和作战模式。
目前美国在机载有源相控阵雷达领域保持着领先优势。
此外,俄罗斯、法国、德国、英国、以色列、印度等国也正在对这一领域进行广泛的开发和合作。
二、机载有源相控阵雷达的原理及其关键技术相控阵雷达的天线是由许多辐射器排列构成的,通过移相器来控制阵列天线中各个辐射器的相位,以得到所需的方向图和波束指向。
有源相控阵雷达的天线是在每一个辐射器的输入端都安置一部发射/接收(T/R)模块,每一个模块都能产生和接收电磁波,因此在频宽、信号处理和冗余度设计上比其它类型的雷达天线具有较大的优势。
当有源相控阵雷达工作时,计算机通过控制移相器的相移量来改变每个T/R模块向空中发射电磁波的相位,从而完成对空搜索任务。
当搜索远距离目标时,成百上千个T/R模块通过计算机控制集中向一个方向发射电磁波,使天线辐射的总功率大大提高,即使是上万千米外的洲际导弹和外层空间的卫星也逃不过它的监控。
如果对付近距离目标,这些T/R模块又可以分工负责,产生多个波束,每个移相器可根据担负的任务向某个方向偏转,有的搜索、有的跟踪、有的接收,最后发现和识别目标。
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预警机的相控阵雷达系统相控阵体制的出现使得天线不用旋转就能实现扫描。
它的天线有很多小的单元,像是很多缝隙―每个小的单元都能利用电磁感应原理将雷达蕴含的能量转化成电磁波辐射到空中。
一些很小的区域蕴含大部分雷达能量的是主瓣,在空间大部分区域蕴含了其余很少一部分能量的就是副瓣。
预警机,最早是指装有机载监视雷达、用于探测低空飞行目标的特种军用飞机。
现代预警机除了装备有先进的机载远程监视雷达,通常还装有电子侦察、敌我识别,以及通信、导航、指挥控制和电子/通信对抗等多种电子设备。
它不但能及早发现和监视从各个空域入侵的空中和海面目标,还能对己方战斗机和其它武器设备进行引导和控制;不但是空中雷达站,更是空中指挥所,在多次现代战争中发挥着无以替代的作用,证明了自身重大价值,成为各国重点开发研制的尖端武器装备。
目前,美国、以色列、俄罗斯、瑞典和英国等国装备了自行研制的预警机,日本、法国、印度、沙特、希腊、澳大利亚和巴基斯坦则不惜重金从他国购买预警机,现役预警机总数已逾300架,型号逾20种……从而也成为广大军事爱好者关注的焦点之一。
国产运八“平衡木”预警机在我们生活的大自然中,有很多生物,它们的眼睛并不相同。
例如,昆虫的眼睛和人类的眼睛就不一样。
昆虫的每只眼睛内部几乎都是由成千上万只六边形的小眼睛紧密排列组合而成,每只小眼睛又都自成体系,各自具有屈光系统和感觉细胞,而且都有视力。
这种奇特的小眼睛,动物学上叫做“复眼”。
蜻蜓的复眼,在昆虫界要算最大最多的,占整个头部的2/3,最多可达2.8万只左右,是一般昆虫的10倍。
这样它在空中捕捉小虫时,便能得心应手,百发百中,从不落空。
而人们常把雷达比作战争的眼睛。
实际上,就像生物的眼睛有很多类型一样,雷达作为战争的眼睛,也有很多种。
今天我们要介绍的有源相位控制阵列,简称有源相控阵,就像蜻蜓的眼睛,在所有种类的雷达里面,具有最好的“视力”。
那么,什么是相控阵?什么是有源?有源相控阵和蜻蜓的眼睛到底有什么相似之处?这就是我们今天的话题。
相位控制天线阵列——不靠天线旋转实现扫描在回答什么是相控阵之前,我们需要知道雷达的天线为什么要旋转。
我们看到一部雷达时首先看到的就是天线——个头又大又高的部分。
雷达作为战争的眼睛,用来看目标的实际上就是天线。
大部分雷达,特别是早期的雷达,天线都是需要旋转的,天线要旋转的根本原因是天线的视野不是“广角”的,为了使所有方向上的飞机都能“天网恢恢、疏而不漏”,就要让天线转起来,就像人的眼睛只能看到前方,如果想看到自己两侧和身后的东西,就必须转身一样。
它的视野有多宽,主瓣宽度就有多大。
也许有人会问,为什么不能把天线做成广角的?这是因为输入到天线的能量如果平均分配到全部方向上辐射,能量就会比较分散,自然就不能传得很远了,所以,雷达主瓣做得比较窄。
举例来说,美国E-3预警机的雷达天线的主瓣宽度近似为1°。
如果要把全部方向上的空域都扫描一遍,主瓣得先后处于360各不同的位置上。
E-3预警机就是依靠天线旋转进行水平方向的扫描雷达采用天线旋转的方式,虽然实现了全方向的监视,但缺点也是秃头上的虱子——明摆着的。
雷达波下一次再照射到同一架飞机,必须等到天线转完一圈,这个时间叫做“扫描周期”,通常天线一分钟转6圈,也就是每10秒转1圈。
在这种转速下,对同一架飞机的连续两次照射,得过10秒之后,这时敌方的飞机可能已跑到3千米以外了飞、其次,让天线旋转的机械装置要比天线不动时的复杂,而且驱动它转起来要耗费更大的能量,安全性和可靠性也不容易保证。
相控阵体制的出现使得天线不用旋转就能实现扫描。
它是如何实现扫描的呢?还得从天线说起。
天线有很多小的单元——从样子看,像是很多缝隙―每个小的单元都能利用电磁感应原理将雷达蕴含的能量转化成电磁波辐射到空中。
雷达发射机向每一个天线单元输入变化着的电流,产生变化的电场和磁场,电场和磁场交替振荡、互相激发,组成能在空间传播的电磁波,雷达发射机所产生的能量就这样被天线带到空中了。
在空中一些很小的区域蕴含大部分雷达能量的是主瓣,类似于人眼的正前方,视角最为集中;在空间大部分区域蕴含了其余很少一部分能量的就是副瓣,类似于人眼的余光区域。
主瓣和副瓣到底占多大区域.取决于每一个天线单元辐射出的电磁波在空间叠加后的结果。
每一个天线单元辐射出来的能量既有幅度,又有辐角,这个辐角就是“相位控制阵列”中的“相位”。
多个天线单元按一定的规律排列,就组成了天线阵列,用计算机分别控制天线单元各自的相位,这就是“相控阵”。
控制在空中不同区域或方向上各个天线单元的辐射能量,形成雷达的“镜头”,使其先后照射到不同角度的空间,就像摄像机缓缓移动一样,这实际就是扫描。
在实现扫描的过程中,组成天线阵列的天线单元,就像蜻蜓的一个个复眼,最后看到的图像,正是这些复眼所看到的图像合成。
而一个个的天线单元组成的天线阵列,就是我们最后所看到的蜻蜓的一只大眼睛。
瑞典萨伯公司的“爱丽眼”预警机由于雷达的“镜头”不需要通过机械旋转来定位,因此克服了旋转天线的机械惯性,也克服了旋转天线扫描周期固定的弱点。
如果天线先在某个空域上照射到一架飞机,之后又想“再顾茅庐”,只需要通过计算机输入合适的相位,天线就可以立即杀个“回马枪”,实现“指哪打哪”,其间仅需要克服微秒量级的电子惯性。
这样,对某一架飞机连续两次照射的时间间隔就不再是扫描周期,而是人们所希望的其它值,比传统的机械扫描天线更容易盯住高机动目标。
当然,相控阵天线“回马枪”的绝招不能老用,否则影响其它空域的扫描。
就像一个人前行时如果老回头会影响前进的速度一样。
举例而言,采用相控阵雷达的预警机在打仗时,如果在某个方向上发现可疑目标后,一般是在2秒钟后调转枪头,马上再往这个方向照射一遍,而不是10秒钟后再照射一遍。
也就是说,机械扫描天线不能摸清敌机10秒内的动向,相控阵天线仅仅不知道敌机2秒内的动向。
因此,如果让相控阵天线和机械扫描天线比武的话,结果应该是10:2,相控阵以绝对优势获胜!相控阵的这个优点,对于监视高机动性的战斗机是非常管用的。
正如蜻蜓的眼睛,对移动的物体特别敏感,一个物体突然出现时,人眼需要0.05秒才能作出反应,而蜻蜓用不了0.01秒就能看清楚了,再加上它的复眼可以随颈部上下左右灵活转动,蜻蜓捕捉起猎物就不费劲了。
大家知道,蜻蜓的众多复眼还有一个奥秘,就是它们有分工或用途上的区别:头部上半部分的复眼负责看远处,下半部分负责看近处。
由于相控阵天线可用计算机灵活地控制主瓣形成和扫描,因此人们就可以让众多的辐射单元各司其职―不同的单元组负贵产生不同的主瓣,利用一个天线阵同时产生多个波束,也就是形成多个雷达镜头,起到了蜻蜓复眼的效果,让每一个波束有各自指向和职责。
但是,相控阵天线有一个很大的缺点:随着雷达的“镜头”转到越来越偏的方向上时,视角会不断变宽,主瓣会不断变胖,能量逐渐分散到不可接受的程度。
当天线主瓣指向就是天线平面的法线方向时(此时天线主瓣的位置指向垂直于天线阵面),主瓣最窄,能量最集中;当天线主瓣指向越来越偏离天线法线方向时,此时天线主瓣的位置与天线阵列的夹角减小,主瓣变宽。
当天线主瓣扫描到偏离天线平面法向60°时,主瓣变宽一倍,能量已分散得很厉害,严重影响到远距离传播。
所以,对于采用相控阵体制的天线,通常每一个天线最多只负责扫描偏离法线方向两侧60°范围(共120°)内的目标,以保证性能。
如果需要扫描360°则需要三个或更多的天线。
区分有源和无源相控阵相控阵有无源和有源之分。
什么是无源和有源?简单地说,对于每一个天线单元来说,没有独立的功率辐射就是“无源”,有独立的功率辐射就是“有源”。
由于“有源”和“主动”在英文中对应的是同一个单词(Active,积极的),因此,有的书上把“有源”译为“主动”,“无源”译为“被动”。
无源相控阵之所以是无源的,在于它的每一个天线单元所辐射出的能量是由发射机集中产生后送过来的,天线相位的改变依赖于计算机控制天线单元后面的移相器。
有源相控阵之所以是有源的,在于它的每一个天线单元拥有独立的功率辐射,而不是先接受发射机送过来的功率,再辐射出去。
实际上,这些辐射单元也是接收单元,称为发射/接收单元,简称收发单元或T/R,T代表发射,R代表接收;多个收发单元组合在一起称作收发组件。
有源相控阵的相位改变靠的是计算机控制收发组件,而不是移相器由于每一个单元既是一个小的发射机,也是一个小的接收机,实际上就是一部小雷达。
可见,有源相控阵的这个特点,仍然极其类似于蜻蜓的复眼。
无源相控阵的原理图中,双向箭头左边是所有雷达都有的部分。
雷达在发射电磁波时,激励源首先产生低功率发射机电流,经发射机放大后送至天线单元辐射出去,在空间形成发射波束。
在接收时,天线单元则要施展“吸星大法”,把分布在雷达周围的、由目标反射回雷达的那些电磁波“吸”到雷达的天线中。
由于吸回来的电磁波能量比较微弱,因此先要送到低噪声放大器中放大,然后送入接收机。
为接收到微弱的回波,接收机的灵敏度非常高。
为使发射机的能量不至于进入并烧坏接收机,正如防止过强的声波震聋人耳一样,安装了双工器,发射时用于保证雷达能量仅仅送入天线而不送往接收机,接收时则保证把雷达能量送入接收机而不是送往发射机,使接收到的能量不至于进入发射机而被发射的能量所淹没。
由于发射机和天线在电路上不可能完全匹配,从发射机出来的能量送往天线后会造成一部分发射机能量损耗―就像光线在穿透一块透明的玻璃时,总有一部分光线会从玻璃上反射回来―为避免这部分能量进入并烧坏接收机,还要加装保护器。
无源相控阵和有源相控阵在扫描的灵活性上具有同样优点。
有源相控阵胜过无源相控阵之处一是有源相控阵易于产生更大的功率,因为天线辐射出去的总功率是每一个收发单元的合成,所以,要增加总的辐射功率,只须增加收发单元的数量,或者提高每个收发单元的功率。
在采用有源相控阵的预警机中,通常有成百上千个收发组件,每个收发组件的功率一般不超过50瓦。
其次,有源相控阵的可靠性更高,一是因为有源相控阵不需要集中产生大功率能量的发射机,避免高压高功率的要求,也就避免了高压打火等容易造成发射机故障的问题;二是由于有源相控阵收发组件的高集成度。
据统计,有源相控阵的可靠性是采用无源相控阵雷达的10倍以上,而且,由于有源相控阵雷达能量是由大量的收发组件产生的能量合成的,这么多个收发组件如果出现一小撮“非战斗减员”,根本无大碍。
而无源相控阵中,由于发射机只有一个,如果坏了,立即“GAME OVER”了。
当然,有源相控阵价格比较贵,但随着集成电路技术的进一步发展,它会越来越便宜。
美国的E-3A预警机是世界上第一种采用相控阵体制雷达的预警机,它在水平面上的覆盖仍然靠天线旋转实现,但在高度方向上的覆盖不是靠天线的“低头”和“抬头”,而是用无源相控阵。