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作战雷达发展史(上)——平面阵列雷达

 天童老僧 2023-11-06 发布于上海

“作战雷达就是飞行员的眼睛”

雷达的进步由问题推动

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    我们印象中的雷达反射器就是这个形状的。而雷达的工作原理就是发射电磁能脉冲并接收目标的反射。自从在第二次世界大战中首次使用以来,雷达已经发展了很多。
    它的技术进化都是由问题推进的,之前是因为光束不够锐利而影响探测准确性,后面是要消除地面杂波,从而要俯视和射击。之后是解决边扫描边跟踪的问题。但尽管如此,基本形状并没有太大的变化。

平面天线阵列

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    到了70年代初,平面天线开始出现了。它们看起来与现代化的雷达非常相似。它是一种阵列天线,是由较小的天线组成的天线,所有天线都布局在同一组件中 。

阵列天线的优点

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    阵列天线不是什么新东西 也不是什么高科技。这种类型的天线早在40年代就开始用于无线电或电视传输。这些天线有两个优点:第一,信噪比随着天线中的元件数量的增加而提高。第二,可以利用元件之间的干涉来产生具有非常小的旁瓣的非常窄的波束。

雷达的旁瓣问题

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    旁瓣问题,很容易理解。采用传统技术构建的通用雷达天线的辐射接收方向图。因此能量会通过旁瓣发射,也会通过旁瓣接收。当这种情况发生时,你无法判断接收到的信号是来自旁瓣还是来自主波束。。

天线阵列具有很强的方向性

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    天线阵列在设计时,要确定发射功率和接收功率与到达或传输角度的函数。所以该天线具有很强的方向性。

更复杂、更贵

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    阵列天线比普通反射器更大且更复杂。复杂性和相关成本是一个因素,因为在这些天线后面,有一个波导网将单个天线元件连接到放大器和雷达发射器。这些部件相当脆弱,不太可靠而且它们的设计极其困难。

头痛的转向问题

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    另外,平面阵列天线在用在战斗机上时,还需要解决与前几代天线相同的一个痛苦问题:它们需要机械转向。显然,每个必须承受9G的机械部件的可靠性都低于固定部件。。

超长的探测时间

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    机械转向带来的更严重的是时间问题。因为目标的方向是由天线的方位决定的,而距离是通过计时脉冲来计算的。机械转向天线需要花费大量时间来探索飞机周围的空间。仅仅探索完前部空间,所花费的时间大约是10或20秒。

平面阵列雷达不支持多模式

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    在此类雷达中要实现边扫描边跟踪等功能非常复杂。因为这种雷达一次只能做一件事。它要么是空对空模式,要么是空对地模式 要么是导航模式。因此,需要采取一些措施来实现这一点。

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