机载雷达
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领空权对于每一个国家都是非常重要的,而保证领空权的就是飞机性能的强大。我国航空技术已经发展了几十年了,经过这几十年,我国飞机的性能有了很大的提高,虽然与军事强国还存在一些差距,但是我们有能力有时间去赶超他们。
通过这学期的学习,我对飞机的结构及一些简单的工作原理有了一定的了解。
雷达的基本原理:通过无线电设备向空间发射无线电波,无线电波在不同介子表面会向各个方向散射一定的电波能量,其中一部分由目标反射回天线方向,成为目标回波。雷达接收目标回波。雷达接收目标回波后检测出目标的空间位置。
机载雷达就像是飞机的眼睛,利用雷达可以探测飞机、舰艇、导弹以及其他军事目标,除了军事用途外,雷达在交通运输上可以用来为飞机、船只导航,在天文学上可以用来研究星体,在气象上可以用来探测台风,雷雨,乌云。所以说雷达的作用非常巨大。下面我来大概介绍机载雷达。
机载雷达─它是装在飞机上的各种雷达的总称。装在飞机上的各种雷达的总称。主要用于控制和制导武器,实施空中警戒、侦察,保障准确航行和飞行安全。机载雷达的基本原理和组成与其他军用雷达相同,其特点是:一般都有天线平台稳定系统或数据稳定装置;通常采用3厘米以下的波段;体积小,重量轻;具有良好的防震性能。
雷达的发展:雷达是由英国科学家爱德华·鲍恩领导的研究小组于1937年研制成功的。鲍恩等人从1935年开始研制机载雷达。在1937年年中研制出一部小型雷达,并把它安装在一架双发动机的“安桑”式飞机上这架“安桑”式飞机便成为最早载有雷达的飞机。机载雷达进行了多次试验,证明它可探测到16公里以外的水面舰艇。
在现代先进作战飞机上,雷达系统的的造价往往占飞机总造价的1/4─1/3,还出现了综合多种雷达作用的多功能机载雷达。先进机载雷达不仅能发现100多公里以外的敌机,还能对其中最具威胁性的对多个目标同时实施攻击。机载雷达总体上分为5种不同功能的雷达
1、截机雷达,用于提供目标数据。它与火控计算机、飞行数据测量和显示设备等组成歼击机火控系统。截击雷达一般有搜索和跟踪两种功能。在搜索时,雷达发现和测定载机前方给定空域内的目标,截获后即转入跟踪状态,连续提供瞄准和攻击目标所需的数据。有的截击雷达有目标照射装置,用于导引半主动寻的导弹。截击雷达发现空中目标的距离一般为几十公里,有的可达一二百公里;搜索和跟踪角一般为±60度左右;测距精度为几十米;测角精度为十分之几度。脉冲多普勒截击雷达能抑制地(海)面杂波,提取动目标信息,具有下视能力,装备这种雷达的战机能对低空、超低空目标实施攻击。较先进的截击雷达能边搜索边跟踪,即对一定空域搜索的同时,还能跟踪多个目标。有的截击雷达还具有多种功能,既能用于对空中目标的拦截,也能用于对地(海)面目标的攻击。
2、轰炸雷达,主要用来为瞄准轰炸和领航提供目标信息。它可单独工作,也可与光学瞄准具、计算机配合使用,构成轰炸瞄准系统。轰炸雷达按搜索方式可分为前视和环视两类。前视雷达的天线波束指向载机前下方,在一个扇形地区内搜索。环视雷达的天线波束成扇形。它有搜索和瞄准两种工作状态。
3、空中侦察与地形显示雷达,用于提供地(海)面固定目标和移动目标的位置和地形资料。它通常是一种侧视雷达,具有很高的分辨力。其天线安装在机身两侧,波束指向载机左右下方并垂直于航线,随载机飞行向前扫瞄。侧视雷达分为真实口径侧视雷达和合成孔径侧视雷达两类。真实口径侧视雷达的天线沿机身纵向长达8~10米,在飞机机身两侧形成很窄的波束,分辨力较全景雷达高10倍左右。
4、航行雷达,用于观测载机前方的气象状况、空中目标和地形地物,保障飞机准确航行和飞行安全。有一类专门用来保障飞机低空、超低空飞行安全的航行雷达,叫地形跟随雷达和地物回避雷达,通常装在执行低空突防任务的飞机上。地形跟随雷达与计算机和飞行控制系统配合,控制飞行高度随地形起伏变化,使飞机始终保持一定的安全高度。地物回避雷达为飞行员显示选定高度上地面障碍物的分布情况,提供回避信号,使飞机绕过障碍物,保证飞行安全。利用工作转换开关,上述两种雷达可以交替使用。还有一种专门用于测定载机的偏流角和地速的航行雷达,称为多普勒导航雷达,可提供导航和轰炸所需数据,通常装在运输机上。
5、机载预警雷达,是于预警机的主要电子设备,用于空中警戒和指挥引导,也可用于空中交通管制。它已成为现代防空体系的重要组成部分。与地面对空情报雷达相比,它的盲区小,发现低空、超低空目标的距离远,机动性较强。
雷达也许我们都熟悉,但真正了解雷达的性能和主要作用的外行人却少之又少,虽然我对雷达的了解并不多,但我认为未来的雷达在发射频率性能上一定会有很大的提高,众所周知雷达是所有国家军事上倍受重视。因为雷达是国家的眼睛,少了雷达变像失明的成人看不清,也看不见。那么这国家就基本变成一个盲国,别说探测就是连防御都做不到,当然我想每一个国家一定会在雷达发射频率下很多功夫,因为频率就代表的时间,你的雷达频率越快就代表你探测的次数越多,探测的就更准确无误降低误差同时降低其他能源的浪费,同时也代表同样的时间你可以探测的数量就更多。同时也提供更大的可能和准确的数据,也提高时间的利用率,所以我预测雷达在未来一定会增加其频率,
未来机载雷达的制造材料一定要具有更强大的抗疲劳性和抗断裂性,材料更轻,使得飞机的总重量降低。战机中国生产雷达的性能之所以不行,主要原因就是材料的使用性能不高所造成的,作为材料人,我一定会向着这个目标(提高材料性能)努力。
还有未来机载雷达在软件、算法方面也会有更大的发展,能把功能用并不复杂的硬件实现。这方面,主要的方法有:自适应阵列抗干扰技术,合成孔径,逆合成孔径技术。当然,如果谁可以解决双基地雷达上机的种种问题,那么整个空战模式都会因之而改变。其中,自适应阵列抗干扰技术最终目的是实现自适抗干扰对消,把从雷达旁瓣进来的所有干扰通通抵消掉。或者干脆把受到干扰的雷达旁瓣置零,拒绝干扰信号进入雷达。由于新一代雷达都采用相控阵技术,特别适于采用这种由算法软件支持的技术。
当然,话又说回来,雷达技术水平最终还是由工业水平和经济实力来决定的。机载雷达技术的基础与核心还是取决于硬件。未来机载雷达在技术方面最大的进步,也是革命性的进步还是在硬件上。这就是有源相控阵雷达技术和共形阵列技术。在这方面美国远远走在了前面,因为他们有钱。有源相控阵技术通俗一点解释,可以这么说:相控阵就是把整个雷达天线做成无数小天线阵,各个小天线发射的波束在空间合成为一个大波束。“源”是指每个小天线直接连上信号发射源,也就是发射机。早期的相控阵是无源的,也就是说,众多的小天线都由唯一的一个大发射机提供能量。而“有源”则是说每个小天线都有自己单独的小发射机,虽然每个功率都不大,也就几瓦。但合成起来就可观了。而且,由于采用有源相控阵,也逼得厂商实现了雷达部件的固态化。这样,可以全部继承无源体制的优点,还可以抛开那极端沉重的大功率发射管等,全系统重量因之下降许多。更重要的是:由于全部采用固态收发器件,每一个小天线连接一个收发单元,这样既便于制造,又有利于提高可靠性、发射效率和接受时的灵敏度。在计算机控制下,雷达波形可以“为所欲为”,综合性能比起无源相控阵简直脱胎换骨。
虽然现在我国制造的雷达的综合性能比那些军事大国低,但是在不久的将来,我们一定会研制出比他们性能更好的雷达。为航空院校的大学生,我们一定要立志献身于不断发展的航空事业。努力担当起振兴国防科技工业、振兴中华的历史重任,创造出无愧于祖国和人民的业绩!