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惊蛰

春雨惊春清谷天,夏满芒夏暑相连,秋处露秋寒霜降,冬雪雪冬小大寒

 
 
 

日志

 
 

相控阵雷达  

2007-03-22 19:05:59|  分类: 电子电路 |  标签: |举报 |字号 订阅

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雷达是通过电磁波的反射确定目标位置的,雷达要搜索目标,就要让发射的电磁波对准该目标,而目标会在哪里出现事先谁也不知道,所以雷达需要不断改变电磁波的传播方向,以便“巡视”所有的地方。传统雷达是通过转动天线实现改变电磁波传播方向的(这种场景我们经常可以在电视里看到,所以人们开玩笑时把喜欢左顾右盼的人叫“雷达”),它的天线一般是球弧面,形状象一口锅,“锅口”转向哪个方向,电磁波才能照射到哪个方向,雷达才可以监控这个方向的目标。这样造成了许多缺点。

      1、由于需要旋转,所以雷达天线不能太大,大而笨重的天线会使雷达旋转不灵活。但是天线太小又不能安装大功率的电磁波发射器;不能安装大功率发射器,就不能发射出强大的电磁波;不能发射出强大的电磁波,雷达的探测距离就近——这使雷达制造陷入两难,小了不好,大了不行。
      2、由于监视目标时必须先要将天线转向目标,如果不同方向同时出现多个目标,雷达顾了这一个就顾不了那一个,必定会手忙脚乱,无能为力。
      3、由于天线的旋转速度有限,从开始扫描这个区域到下次再回到这个区域,间隔时间较长。暂时没有照射到的地方还会形成雷达盲区,留下隐患。转自
      4、由于天线转动起来后有惯性不能马上停下,造成反应迟钝。

      由此可见,传统雷达的缺点都是“旋转惹的祸”。
      相控阵雷达的全称叫做“相位控制阵列雷达”。它的天线是由数以万计的小天线组成的,一个小天线只有几厘米或者更小,这些小天线按照一定的顺序排成一列一列的,形成一个大的天线方阵, 样子就象排列在向日葵花盘里的葵花子。一套雷达有四到八面天线方阵,分别安放在不同方向,各司其职,各管一方。和传统雷达不同,相控阵雷达的天线是固定的,不用转动,它是利用波的干涉来改变探测方向的。
      天线方阵里的每个小天线都能独立向四周发射和接收电磁波,雷达工作以后,在它周围空间就会既有这个小天线发出的电磁波,也有那个小天线发出的电磁波,这些电磁波必然会重叠在一起。你也许会想,那不是乱套了吗?当然不会,因为这种雷达有一个聪明的“大脑”——计算机。雷达自带的计算机会按一定规律协调各个天线发射的电磁波的相位。计算机通过精确计算,让小天线各自发出相位不同的电磁波,从而让照射到需要探测地方的电磁波相位一致,互相加强,不但使电磁波传播的更远,也可以使从目标反射回来的信号更清晰;而让照射到其他地方的电磁波相位相反,抵消消失,避免产生干扰杂波。这样不用转动天线,只要给电脑主机下达一个指令,就可以让电磁波照射需要探测的区域。这就是相控阵技术,利用相控阵技术的雷达称为相控阵雷达。

      与传统雷达相比,相控阵雷达扫描非常灵活,在以微秒计算的时间内就可以扫描完一遍又开始一遍,这样所有目标都近似处于被连续监视的状态,所以相控阵雷达理论上不存在雷达盲区。这就使它能腾出手来同时跟踪更多的目标(传统雷达能跟踪个位数的目标,相控阵雷达可以跟踪200到400个)。天线无需转动也让它可以拥有足够大的体积来安装大功率的发射器,使探测距离足够远(传统雷达探测距离在200公里左右,相控阵雷达可以达到500公里)。

      另外,比起普通雷达相控阵雷达还有下列一些其它优点:
  1、全能。相控阵雷达的指向是由电脑控制的,可以实现瞬间改变,能够同时完成对空、对地、对海的探测,可以把原来多种型号雷达的任务一肩挑;因为有电脑计算,所以不需要更换硬件就可以发射出各种不同频率的电磁波,只要捕捉到敌方的通信信号,马上就可以依样画葫芦对敌人进行干扰,所以它同时也具有电磁对抗机的功能。可以这么说: 相控阵雷达是雷达世界里的全能冠军。
  2、耐用。相控阵雷达的天线是很多独立的小天线组合成的,如果其中的一部分发生故障,雷达还能“带病坚守岗位”有效地工作。这在战时尤为重要,可以减少敌人的可乘之机。

  3、隐身。相控阵雷达没有普通雷达的天线座和机械转动装置,可以根据需要设计成几何平面,将敌方雷达的电磁波反射到其它地方,降低自身的雷达反射面积,达到“隐身”的效果。

      4、高效。 普通雷达难免会有电磁波泄露向其它不必要的方向带走能量,相控阵雷达利用电脑精确计算,能够保证需要照射的地方得到100%的能量,不需要的地方一点也分不去。

      相控阵雷达大量使用集成电路,是高科技的结晶,而且制作天线的材料中还需要使用大量稀有金属,所以导致成本很高,这可以说是它的唯一缺点。我国从六十年代即开展相控阵技术的研究,在最近召开的第二届中国国际国防电子展览会上还展出了一种相控阵远程警戒雷达,虽然性能上还有差距,但却反映了我国在相控阵雷达研制上的进步。

     在现代战争中,发现即意味着毁灭,装有相控阵雷达的军舰可以“先敌发现,先敌开火”,所以把这种军舰叫做“神盾”一点都不夸张。但是,如果把它当做“台独”的救命稻草,仅凭一两件先进武器想阻挠中华民族的统一大业,无异于白日做梦。
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