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什么是相控阵雷达,相控阵雷达原理_相控阵雷达原理图

发布时间:2023-12-10 20:08:14编辑:温柔的背包来源:

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什么是相控阵雷达,相控阵雷达原理_相控阵雷达原理图

什么是相控阵雷达?相控阵雷达又称相控阵雷达,是一种通过改变雷达波的相位来改变波束方向的雷达。因为它以电子方式控制波束,而不是机械地旋转天线表面,所以也被称为电子扫描雷达。

相控阵雷达有相当密集的天线阵列。传统雷达的天线面上可以安装上千个相控阵天线。任何天线都可以发射和接收雷达波,几个相邻的天线就有一个雷达的功能。扫描时,选择一个区块(几个天线单元)或几个区块扫描单个目标或区域,因此整个雷达可以同时扫描或跟踪多个目标或区域,具有多部雷达的功能。

由于一部雷达可以同时对不同方向进行扫描,且扫描方式为电控无机械转动,数据更新率大大提高。机械扫描雷达的数据更新周期是几秒或十几秒,而电子扫描雷达的数据更新周期是几毫秒或几微秒。所以更适合对付高机动目标。此外,由于它可以发射窄波束,也可以作为电子战天线,比如电磁干扰甚至发射反相雷达波抵消探测波的想法。

相控阵雷达的优点是:(1)波束指向灵活,扫描速度快无惯性,数据率高;(2)一部雷达可以同时形成多个独立波束,实现搜索、识别、跟踪、制导、被动探测等多种功能。(3)目标容量大,可在空域内同时监视和跟踪数百个目标;(4)对复杂目标环境适应性强;(5)抗干扰性能好。相控阵雷达的特点

(1)可以处理多个目标。电子扫描的灵活性、速度和时分原理或使用多波束相控阵雷达可以实现跟踪扫描的模式。与计算机结合,还可以搜索、探测和跟踪不同方向、不同高度的多个目标,还可以引导导弹攻击多个目标。因此适用于多目标、多层次、全方位的空战环境。

(2)多功能灵活。相控阵雷达还可以形成多样化的独立控制波束,用于执行搜索、探测、识别、跟踪、目标跟踪、照射和导弹制导等功能。相控阵雷达可以发挥特殊作用,但它也可以比它们更好地处理目标。因此,武器系统的装备可以大大减少,以改善移动系统。

(3)反应时间短,数据率高。相控阵雷达不需要天线驱动系统,波束指向灵活,可以实现无惯性扫描,从而缩短目标信号检测和注册时间。比如传播信息需要时间,数据率高。

在相控阵天线通常采用数字方式的情况下,雷达和数字计算机结合在一起可以大大提高自动化程度,简化操作,缩短雷达目标搜索、跟踪和控制的准备时间,方便、快速、准确地实现雷达程序和数据处理。因此它可以提高空中跟踪机动目标的能力。

(4)抗干扰能力强。大多数辐射单元可用于将相控阵雷达天线的孔径分布集成到很高的功率,并能合理地管理和控制主瓣增益。它们可以根据不同的方向需要不同的发射能量,易于实现自适应旁瓣抑制和自适应抗干扰。有利于发现远离目标和小型雷达反射体的目标(如隐身飞机),也可以提高反辐射导弹的能力。

(5)可靠性高。阵列是相控阵雷达,并行使用。即使有少部分元器件出现故障,也依然可以正常工作,所有突发故障的可能性最小。另外,固态设备的发展,越来越多的固态相控阵雷达,甚至全固态相控阵雷达,比如美利坚合众国。爱国者雷达和故障天线的平均间隔时间为15万小时,即使10%的单元损坏,雷达的正常工作也不会受到影响。

相控阵雷达分类相控阵雷达大致可以分为两类,即全电子扫描相控阵和有限电子扫描相控阵。全电扫描相控阵也可以叫固定相控阵,即方位和仰角都采用电扫描,天线阵是固定的。

有限电扫描相控阵是一种混合设计的天线,即结合两种以上的天线技术来获得所需的效果。它首先将相位扫描技术和反射面天线技术结合起来,电扫描角度小,只需要很少的辐射单元,因此可以大大降低设备成本和复杂度。

根据扫描情况,天线阵列可分为相位扫描、频率扫描、相位/相位扫描、相位/频率扫描、机/相扫描、机/频扫描、有限扫描等系统。相位扫描系列利用移相器改变相位关系实现束流电扫描。频率扫描是通过改变工作频率来实现波束扫描。相位/相位扫描是利用移相器控制平面阵列的两个角坐标来实现波束电扫描。

相频扫描利用移相器控制面阵的一个坐标,利用变频控制实现波束电扫描。机器/相位扫描在方位角上使用机器扫描,在仰角上使用相位扫描。机/频扫描采用方位机扫和俯仰频扫。

相控阵雷达原理_相控阵雷达原理图(电子扫描阵列雷达)是指通过改变天线面阵发射波束的合成方式来改变波束扫描方向的一种雷达。这种设计不同于机械扫描雷达天线,可以减少或完全避免使用机械电机驱动雷达天线,达到覆盖更大探测范围的目的。

我们知道,蜻蜓的每只眼睛都是由无数只复眼组成的,每只小小的复眼都能完整成像,这就使得蜻蜓的视野范围比人能看到的范围大得多。同样,相控阵雷达的天线阵列也是由无数个接收单元和辐射单元(也叫阵元)组成,雷达的功能控制单元数量可以从几百个到上万个不等。这些元件规则地排列在平面上以形成阵列天线。

基于电磁波相干的原理,我们可以通过计算机控制馈入各辐射单元的相电流来改变波束的方向并进行扫描,这就是所谓的电扫描。

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