推荐下载相控阵雷达演示

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1、会计学1推荐下载相控阵雷达演示推荐下载相控阵雷达演示一一.相控阵相控阵 相位可控的阵列。相位可控的阵列。相控阵天线是由许多辐射单元排列组成的，相控阵天线是由许多辐射单元排列组成的，每个单元的馈电相位均可灵活控制，改变波阵每个单元的馈电相位均可灵活控制，改变波阵面。面。相控阵的概念很明确、很简单，但它与其他相控阵的概念很明确、很简单，但它与其他许多技术有关，研究较早，发展较慢。目前处许多技术有关，研究较早，发展较慢。目前处于迅速发展、激烈变化的时期。于迅速发展、激烈变化的时期。第2页/共24页相控阵采用的高技术：相控阵采用的高技术：计算机技术固态技术信号处理技术光电子技术新材料技术以及器件、结构

2、、工艺的发展第3页/共24页相控阵雷达的特点：相控阵雷达的特点：波束捷变多目标跟踪远作用距离高数据率自适应抗干扰快速识别目标高可靠性天线共形第4页/共24页二二.相控阵列的基本原理相控阵列的基本原理相控阵天线的阵元一般在100-10000个，每个阵元后接一个可控移相器。改变每个移相器的移相量就改变了阵元间的相对馈电相位，改变了天线辐射电磁波的波阵面指向。第5页/共24页ddddsin()阵列天线示意图阵列天线示意图波阵面0 1 2 N-1第6页/共24页天线阵元之间的间距为d，目标方位(不一定是波束指向)与天线阵面法矢量夹角为。相邻阵元回波相位差为，波程差为()，由波程差引起的相位差为：考虑远

3、场情况(补充远场、近场的概念)，设N个天线阵元等间隔分布，等幅馈电，在方向某点辐射场矢量和：如果各阵元馈电相位差均为0，上式可用于研究阵列天线的方向图。假设0为波束指向，利用等比级数求和公式，欧拉公式和(5-1)，得归一化天线方向图：第7页/共24页Fa()称为阵列因子或阵因子。如果天线阵元不是向空间所有角度均匀辐射的，方向图为Fe()，阵列方向图变为：Fe()称为阵元因子。关于阵列天线的栅瓣阵列因子图：-/20/23/22阵列因子图主瓣栅瓣栅瓣第8页/共24页由图5-2可以看出，主瓣是我们感兴趣的，所有栅瓣应去掉。不出现栅瓣的条件：，或d/1结论：结论：1.阵元间距越大，阵元数越多，角度分辨

4、率越高。2.阵元间距过大，天线方向图将会出现副瓣。-/20/23/22阵列因子图主瓣栅瓣栅瓣第9页/共24页三三.相控阵雷达的组成相控阵雷达的组成相控阵雷达的组成方案很多，根据是否有源可分为两类：1.有源相控阵列雷达每个天线阵元用一个接收机和发射功率放大器天线阵列发射接收阵列激励器数据处理波控计算机显示控制有源相控阵雷达框图第10页/共24页三三.相控阵雷达的组成相控阵雷达的组成2.无源相控阵列雷达共用一个和几个接收机和发射功，其余与有源相控阵列雷达相同。天线阵列移相阵列发射机数据处理，接收机波控计算机显示控制无源相控阵雷达框图第11页/共24页 以色列以色列“费尔康费尔康”预警机预警机是世界

5、上是世界上第一种采用第一种采用有源相控阵体制雷达有源相控阵体制雷达的预警机，也是世界上第一种的预警机，也是世界上第一种采用天线阵列的安装与机身外形相符采用天线阵列的安装与机身外形相符（即共形阵）的预警机，不再采用蘑菇形。天线阵列分布在机头（大鼻子）、机身两侧和机尾，分别负责覆盖不同的方位。全机设计有（即共形阵）的预警机，不再采用蘑菇形。天线阵列分布在机头（大鼻子）、机身两侧和机尾，分别负责覆盖不同的方位。全机设计有14721472个个T/RT/R组件，但是在卖给智利时做了简化：机尾没有配置天线阵，从而存在组件，但是在卖给智利时做了简化：机尾没有配置天线阵，从而存在100100的方位盲区，的方位

6、盲区，T/RT/R组件的数量也减少很多组件的数量也减少很多，且天线在高度方向上不能扫描，从而不能测量目标的高度，因此，其雷达是一维相控阵、二坐标的。，且天线在高度方向上不能扫描，从而不能测量目标的高度，因此，其雷达是一维相控阵、二坐标的。瑞典的瑞典的“爱立眼爱立眼”(ERIEYE(ERIEYE）也是目前世界上独具特色的采用有源相控阵体制的预警机：机身背部的天线罩体是平衡木式，内装两块天线阵面，共有也是目前世界上独具特色的采用有源相控阵体制的预警机：机身背部的天线罩体是平衡木式，内装两块天线阵面，共有192192个个T/RT/R组件，每个天线阵只负责组件，每个天线阵只负责120120扫描，因此，

7、全方位上有机头和机尾各扫描，因此，全方位上有机头和机尾各6060盲区，在高度方向上也不扫描，盲区，在高度方向上也不扫描，也是一维相控阵、二坐标雷达。也是一维相控阵、二坐标雷达。以以色色列列“费费尔尔康康”预预警警机机第12页/共24页该预警雷达是瑞典爱立信集团微波系统公司该预警雷达是瑞典爱立信集团微波系统公司于于2020世纪世纪8080年代研制成功的年代研制成功的主动相控阵雷达主动相控阵雷达，它，它采用平衡木式的双面侧视电子扫描相控阵天线采用平衡木式的双面侧视电子扫描相控阵天线。雷达天线长。雷达天线长8.68.6米，宽米，宽600600毫米。天线罩长毫米。天线罩长9.759.75米，宽米，宽7

8、80780毫米，重约毫米，重约900900千克。罩内装千克。罩内装192192个固态发射个固态发射/接收（接收（T/RT/R）模块和大约）模块和大约40004000个天线单元。雷达使用个天线单元。雷达使用S S波段工作，对高空目标的最大搜索距离达波段工作，对高空目标的最大搜索距离达600600千米，能同时跟踪千米，能同时跟踪300300个目标。在个目标。在60006000米高度上，它对大型空中目标的有效作用距离为米高度上，它对大型空中目标的有效作用距离为450450千米，对雷达反射截面积不足千米，对雷达反射截面积不足1 1平方米的低空小型目标的控测距离为平方米的低空小型目标的控测距离为3003

9、00千米。它能够在一个密集的敌对电子战环境、大量雷达杂乱回波和低目标高度的条件下，在千米。它能够在一个密集的敌对电子战环境、大量雷达杂乱回波和低目标高度的条件下，在330330公里的距离发现战斗机大小的目标；具有海洋监测能力，能在公里的距离发现战斗机大小的目标；具有海洋监测能力，能在320320公里距离发现海上目标。公里距离发现海上目标。雷达具有全面扫描监测同时对感兴趣的重雷达具有全面扫描监测同时对感兴趣的重要方位进行频繁扇形扫描的能力，而且一个单独扇形可能是同时在不同的模式中扫描要方位进行频繁扇形扫描的能力，而且一个单独扇形可能是同时在不同的模式中扫描。雷达综合性能非常好，具有窄波束、高精度

10、等特点，可同时跟踪雷达综合性能非常好，具有窄波束、高精度等特点，可同时跟踪300300多个目标。多个目标。国国产产运运八八“平平衡衡木木”预预警警机机第13页/共24页瑞典的瑞典的“爱立眼爱立眼”(ERIEYE(ERIEYE）也是目前世界上独具特色的采用）也是目前世界上独具特色的采用有源相控阵体制有源相控阵体制的预警机：机身背部的天线罩体是平衡木式，内装两块天线阵面，共有的预警机：机身背部的天线罩体是平衡木式，内装两块天线阵面，共有192192个个T/RT/R组件，每个天线阵只负责组件，每个天线阵只负责120120扫描，因此，全方位上有机头和机尾各扫描，因此，全方位上有机头和机尾各6060盲区

11、，在高度方向上也不扫描，也是盲区，在高度方向上也不扫描，也是一维相控阵、二坐标雷达。一维相控阵、二坐标雷达。瑞瑞典典萨萨伯伯公公司司的的“爱爱丽丽眼眼”预预警警机机第14页/共24页E-3E-3预警机就是预警机就是依靠天线旋转进行水平方向的扫描依靠天线旋转进行水平方向的扫描。E-3E-3家族不同于其他飞机的突出特征是，机背上装有一个直径近家族不同于其他飞机的突出特征是，机背上装有一个直径近10m 10m 的的“铁饼铁饼”形旋转天线罩形旋转天线罩。其内装的天线在方位上机械转动扫描，在仰角上电子扫其内装的天线在方位上机械转动扫描，在仰角上电子扫 描。它的水平波束很窄，能精确分辨开在方位上靠得很近的

12、目标。描。它的水平波束很窄，能精确分辨开在方位上靠得很近的目标。E-3 E-3 飞机上除了装有飞机上除了装有有源和无源有源和无源雷达探测设备之外，还装有通信设备、敌我识别设备、导航设备和信息处理雷达探测设备之外，还装有通信设备、敌我识别设备、导航设备和信息处理 设备等，构成一个小的设备等，构成一个小的C31C31系统，成为战区系统，成为战区C31C31系统的重要组成环节。这种预警机可同时探测系统的重要组成环节。这种预警机可同时探测6060多个目标，跟踪其中的多个目标，跟踪其中的200200多个，可同时引导和指挥多个，可同时引导和指挥1010多架飞机对敌作战，能保证每天指挥数千架次的飞机对上百个

13、目标采取动。多架飞机对敌作战，能保证每天指挥数千架次的飞机对上百个目标采取动。E-3E-3预警机预警机第15页/共24页美国美国AN/FPS-132“铺路爪铺路爪”雷达雷达冷战结束后，美俄并没有放松新型相控阵战略预警雷达的研制工作，特别是俄罗斯在财政非常困难的情况下，集中有限的资金研制并部署了冷战结束后，美俄并没有放松新型相控阵战略预警雷达的研制工作，特别是俄罗斯在财政非常困难的情况下，集中有限的资金研制并部署了“沃罗涅日沃罗涅日-DM”新型新型战略预警雷达战略预警雷达，可见其在国家战略预警体系中的极端重要性。而美国在进一步改进，可见其在国家战略预警体系中的极端重要性。而美国在进一步改进“铺路

14、爪铺路爪”雷达的同时，也研制雷达的同时，也研制出了出了海基海基X波段相控阵波段相控阵预警雷达预警雷达，以继续巩固自己的技术领先地位。图为美国，以继续巩固自己的技术领先地位。图为美国AN/FPS-132“铺路爪铺路爪”雷达。雷达。第16页/共24页虽然陆基战略预警雷达同样具备探测普通飞机、巡航导弹和战术弹道导弹的能力，但其真正的目标是各种类型的中远程弹道导弹以及各种航天器。比如在平时，这种雷达虽然陆基战略预警雷达同样具备探测普通飞机、巡航导弹和战术弹道导弹的能力，但其真正的目标是各种类型的中远程弹道导弹以及各种航天器。比如在平时，这种雷达可以长期监视一些国家的导弹试射和航天发射活动，从而评估其武

15、器的性能、获取相关的信息，在战时则可以长期监视一些国家的导弹试射和航天发射活动，从而评估其武器的性能、获取相关的信息，在战时则承担着探测敌方来袭战略导弹的重任承担着探测敌方来袭战略导弹的重任。图为美国。图为美国AN/FPS-132“铺路爪铺路爪”雷达。雷达。第17页/共24页俄罗斯俄罗斯“天空天空Y”米波雷达米波雷达米波超分瓣技术米波超分瓣技术超低副瓣天线设计技术超低副瓣天线设计技术目标跟踪目标跟踪 搜索搜索 导弹中段制导导弹中段制导“东方东方E”米波雷米波雷达达有效发现隐身目标有效发现隐身目标更明显的有源相控更明显的有源相控阵的特征阵的特征第18页/共24页美国美国“铺路爪铺路爪”台湾乐山台

16、湾乐山“铺路爪铺路爪”第19页/共24页（1）波束指向灵活，能实现无惯性快速扫描，数据率高；美国将）波束指向灵活，能实现无惯性快速扫描，数据率高；美国将在日本部署的在日本部署的X波段相控阵雷达海基版波段相控阵雷达海基版（2）一个雷达可同时形成多个独立波束，分别实现搜索、识别、）一个雷达可同时形成多个独立波束，分别实现搜索、识别、跟踪、制导、无源探测等多种功能；跟踪、制导、无源探测等多种功能；（3）目标容量大，可在空域内同时监视、跟踪数百个目标；）目标容量大，可在空域内同时监视、跟踪数百个目标；（4）对复杂目标环境的适应能力强；）对复杂目标环境的适应能力强；（5）抗干扰性能好。全固态相控阵雷达的

17、可靠性高，即使少量组）抗干扰性能好。全固态相控阵雷达的可靠性高，即使少量组件失效仍能正常工作。件失效仍能正常工作。美中不足的是，相控阵雷达设备复杂、造价昂贵，且波美中不足的是，相控阵雷达设备复杂、造价昂贵，且波束扫描范围有限机载有源相控阵束扫描范围有限机载有源相控阵-21世纪机载雷达的革世纪机载雷达的革命命，最大扫描角为，最大扫描角为90120。当需要进行全方位监视时，。当需要进行全方位监视时，需配置需配置34个天线阵面。个天线阵面。优点优点缺点缺点但是，相控阵雷达与机械扫描雷达相比，扫描更灵活、性能更可靠、抗干扰能力更强，能快速适应战场条件的变化。多功能相控阵雷达已广泛用于地面远程预警系统、

18、机载和舰载防空系统、机载和舰载系统、炮位测量、靶场测量等。但是，相控阵雷达与机械扫描雷达相比，扫描更灵活、性能更可靠、抗干扰能力更强，能快速适应战场条件的变化。多功能相控阵雷达已广泛用于地面远程预警系统、机载和舰载防空系统、机载和舰载系统、炮位测量、靶场测量等。相控阵雷达的有缺点及发展趋势相控阵雷达的有缺点及发展趋势第20页/共24页自从相控阵雷达出现以来，对雷达的干扰早已经脱离了自从相控阵雷达出现以来，对雷达的干扰早已经脱离了60年代那种模式。现代相控阵雷达有敏捷波束指向能力，年代那种模式。现代相控阵雷达有敏捷波束指向能力，因为它的波束指向和机械设备没有关系，转向速度非常快，因为它的波束指向

19、和机械设备没有关系，转向速度非常快，传统的干扰手段作用很有限。旧时代的雷达对抗方式限制已传统的干扰手段作用很有限。旧时代的雷达对抗方式限制已经不具备现实意义。经不具备现实意义。从根本上来讲，干扰对方雷达，就是一个对它发射信号从根本上来讲，干扰对方雷达，就是一个对它发射信号的过程。只要覆盖对方雷达的收束波段，给它的过程。只要覆盖对方雷达的收束波段，给它“多余多余”的信的信号，使其将虚假的干扰信号当做真实的目标回波，就能干扰。号，使其将虚假的干扰信号当做真实的目标回波，就能干扰。例如美国例如美国EF-18G电子战机目前已知的一种工作模式就是录电子战机目前已知的一种工作模式就是录制对方的雷达信号，隔

20、一段时间原样播放，从而使对方雷达制对方的雷达信号，隔一段时间原样播放，从而使对方雷达无法正常工作。无法正常工作。可见，现代电子战的复杂之处不是信号的接受和发送，可见，现代电子战的复杂之处不是信号的接受和发送，而主要是后端对信号的处理能力。换句话来说，干扰现代雷而主要是后端对信号的处理能力。换句话来说，干扰现代雷达，只要工作机制合适，其实从地面还是空中发射干扰信号达，只要工作机制合适，其实从地面还是空中发射干扰信号并不是问题，发射的角度如何也并非关键，要紧的是能骗过并不是问题，发射的角度如何也并非关键，要紧的是能骗过对方的信号过滤机制。而这就要求在信号处理技术上领先于对方的信号过滤机制。而这就要

21、求在信号处理技术上领先于对方。因此要在对抗中占尽上风，需要技术上有跨代的优势。对方。因此要在对抗中占尽上风，需要技术上有跨代的优势。第21页/共24页采用雷达低截获概率技术采用雷达低截获概率技术舰艇舰艇要改善隐身性能，除了降低雷达反射截面之外，还需要严格控制舰要改善隐身性能，除了降低雷达反射截面之外，还需要严格控制舰载设备发射的各种电磁波，以避免敌方探测到舰艇位置。而舰载相控阵载设备发射的各种电磁波，以避免敌方探测到舰艇位置。而舰载相控阵雷达必须时常开机，会发射大量电磁波，对舰艇隐身十分不利。因此要雷达必须时常开机，会发射大量电磁波，对舰艇隐身十分不利。因此要采取降低峰值功率、编码扩展频谱、削

22、减波束旁瓣等采取降低峰值功率、编码扩展频谱、削减波束旁瓣等“雷达低截获概率雷达低截获概率技术技术”，使敌方难以捕捉到相控阵雷达发射的信号，或由于信号太微弱，使敌方难以捕捉到相控阵雷达发射的信号，或由于信号太微弱而无法判定雷达载舰的准确位置。这种技术还有助于而无法判定雷达载舰的准确位置。这种技术还有助于提高舰载相控阵雷提高舰载相控阵雷达对抗反辐射导弹的生存能力达对抗反辐射导弹的生存能力。增强弹道导弹侦测能力增强弹道导弹侦测能力海基导弹防御系统比陆基系统有更高的灵活性和远程机动部署能力，因海基导弹防御系统比陆基系统有更高的灵活性和远程机动部署能力，因此，侦测弹道导弹并引导防空导弹实施拦截，已成为此

23、，侦测弹道导弹并引导防空导弹实施拦截，已成为舰载相控阵雷达舰载相控阵雷达的的重要使命。除此而外，舰载相控阵雷达还力求与舰载指控系统、数据链、重要使命。除此而外，舰载相控阵雷达还力求与舰载指控系统、数据链、编队网络整合并高速交换数据，争取能通过雷达反射特性快速辨识目标编队网络整合并高速交换数据，争取能通过雷达反射特性快速辨识目标舰（机）。长远目标是整合各种舰载雷达的功能，以期用舰（机）。长远目标是整合各种舰载雷达的功能，以期用1部多功能相部多功能相控阵雷达满足从远程导弹拦截到近距防御的多种需求，如控阵雷达满足从远程导弹拦截到近距防御的多种需求，如远距离探测远距离探测、跟踪跟踪、目标锁定目标锁定以及以及各类舰载武器的导引各类舰载武器的导引、作战指挥作战指挥，从根本上简化舰，从根本上简化舰艇的雷达配置。艇的雷达配置。新技术新技术 主要应用于海战主要应用于海战第22页/共24页谢谢谢谢第23页/共24页.感谢您的观看！感谢您的观看！第24页/共24页