相控阵雷达基础知识.docx
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1、相控阵雷达基础知识相控阵雷达即相位控制电子扫描阵列雷达,其快速而精确转换波束的能力使雷达能够在Imin内完成全空域的扫描。所谓相控阵雷达是由大量相同的辐射单元组成的雷达面阵,每个辐射单元在相位和幅度上独立受波控和移相器控制,能得到精确可预测的辐射方向图和波束指向。雷达工作时发射机通过馈线网络将功率分配到每个天线单元,通过大量独立的天线单元将能量辐射出去并在空间进行功率合成,形成需要的波束指向。目录1 .概念12 .发展历史23 .种类24 .特点34 .1.同时针对多个目标35 .2.功能的多样性机动性强36 .3.对干扰的抵抗能力强37 .现实应用38 .原理49 .分类610 发展趋势71
2、1 优点812 .安全性910.1.电气安全性1010.2.结构安全性1010.3.人机安全性101概念相控阵雷达(PAR),就是指通过相位控制电子对阵列雷达进行扫描,利用大量的个别控制的小型的天线进行单元排列,最终形成天线阵面,并且每一个天线单元都由各自独立的开关进行控制,形成不同的相位波束。相控阵的发射是以一种干涉原理形成一个将近于直的雷达主瓣,许多旁瓣的产生是因为进行组合的天线单元是不均匀的。2 .发展历史相控阵技术,早在20世纪30年代后期就已经出现。1937年,美国首先开始这项研究工作。但一直到20世纪50年代中期才研制出2部实用型舰载相控阵雷达。20世纪60年代,美国和前苏联相继研
3、制和装备了多部相控阵雷达,多用于弹道导弹防御系统,如美国的AN/FPS-46、AN/FPS-85、MAR、MSR,前苏联的“鸡笼”和“狗窝”等。这些都属于固定式大型相控阵雷达,其共同点:采用固定式平面阵天线,天线体积大、辐射功率高、作用距离远。其中美国的AN/FPS-85和前苏联的“狗窝”最为典型。20世纪70年代,相控阵雷达得到了迅速发展,除美苏两国外,又有很多国家研制和装备了相控阵雷达,如英、法、口、意、德、瑞典等。其中最为典型的有:美国的AN/TPN25、ANTPQ37和GE-592、英国的AR3D、法国的ANTPN-25日本的NPM-510和J/NPQ-P7、意大利的RAT-31S德国
4、的KR-75等。这一时期的相控阵雷达具有机动性高、天线小型化、天线扫描体制多样化、应用范围广等特点。20世纪80年代,相控阵雷达由于具有很多独特的优点,得到了更进一步的应用。在已装备和正在研制的新一代中、远程防空导弹武器系统中多采用多功能相控阵雷达,它已成为第三代中、远程防空导弹武器系统的一个重要标志。从而,大大提高了防空导弹武器系统的作战性能。在21世纪,相控阵雷达随着科技的不断发展和现代战争兵器的特点,其制造和研究将会更上一层楼。3 .种类相控阵雷达可以分成两个种类。第一,被动无源式,简称PESA,它是一种技术性能比较低的雷达,在上世纪80年代已经发展成熟,并且应用于舰艇和中小型的飞机上面
5、。第二种,是比第一种性能更加优异,发展前景也足够好,并且技术性能也更加的高的雷达技术,这种技术是到了90年代末才得以应用,开始应用于战机和舰载系统的,这种技术就是“主动有源式(AESA)o4 .特点相控阵雷达相比其他的雷达是具有强大生命力和灵活性,是由于它远胜于一般的、应用机械进行扫描的雷达,它的特点主要有如下几个方面。4.1.同时针对多个目标相控阵雷达是使用电子扫描的,它的波束指向具有灵活性,使得扫描可以快速进行,也可以实现多个目标的同时跟踪,并与计算机相互配合能对多个不同方向、不同高度的目标进行有效的发现、勘探以及进行跟踪,与此同时能够引导多枚导弹对众多个空中的目标进行攻击。因此相控阵雷达
6、多使用于目标众多、方向不同并且有不同层次的空袭中。4.2.功能的多样性机动性强相控阵雷达是一部可以代替多部专用雷达工作的系统,它可以同时形成多个波束并且对其进行独立的控制。这些波束可以进行搜索、勘探、识别、跟踪、对目标进行照射以及对导弹进行制导等。正因为如此,它可以很大程度的对武器系统设备进行减少,从而提升了系统的机动能力。4.3.对干扰的抵抗能力强相控阵雷达具有非常高的功率并且能对能量进行合理地管理,并对主瓣增益进行控制根据方向的不同分配不同的能量并进行发射,这样做更有益于对自适应旁瓣的抑制。也有益于进行各种干扰自适应的抵抗,可以快速的发现远距离目标以及小型雷达反射面的目标,与此同时还可以对
7、反辐射导弹的抵抗能力。相控阵雷达的发射系统由数十至上百块功率放大模块组成,通过相控阵天线采用集中式发射,集中向天线面阵馈电并通过移相控制波束方向,发射馈线损耗较大,同时放大模块故障率较高。相控阵发射机长时间工作后,经常出现个别功率放大模块和线缆老化情况,虽然不会使雷达整体停止工作,但辐射方向图和波束指向均会发生偏移,进而对雷达精度和探测范围产生影响,亟需低成本的有效、可靠方法实现发射机全部功率放大模块的有效实时监控,从而降低相控阵雷达检修维护的难度。5.现实应用相控阵雷达在现代战争中广泛地应用着电子定位技术,并且对其进行了深入的探索,在军事中,海空中进行远程的精准打击是很大的需求,这就要求定位
8、技术的更深层次的应用。靶场测量:靶场是常见的对武器装备进行实验以及鉴定的场所,还可以对航天器进行实验、发射。靶场的测量是在试验的基础上,为应用服务的。1 导弹靶场。导弹靶场分为两个部分,即上靶场和下靶场,上靶场也被称为发射区或者首区,下靶场也叫做再入区或者是落区、着弹区。导弹的上靶场是对导弹进行发射的场所。它的主要任务就是监视导弹的飞行轨道是否是预设轨道,是确认靶场安全的依据,并且对新型的导弹在飞行过程中出现的各种物理现象提供数据。导弹的下靶场,主要是对导弹目标的特性以及反导武器的系统进行测量和鉴定的场所。2 .航天靶场。战略导弹是航天运载火箭的基础,所以,早期的导弹靶场想在依旧是中孤傲的航天
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