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有源相控雷达是什么意思(什么叫有源相控雷达)

很多小伙伴比较关心有源相控雷达是什么意思(什么叫有源相控雷达),本文带大家一起看看有源相控雷达是什么意思(什么叫有源相控雷达)。

网友提问:

什么是有源相控雷达?

优质回答:

传统机械扫描雷达只有能个发射机、1个接收机,发射机用于产生电磁波,并且通过天线辐射出去,电磁波遇到目标返回,接收机接收,送给信号处理机进行处理,由于只有1个发射机和性能个接收机,出现问题意味着雷达就失去作用,雷达可靠性较低

有源相控阵雷达把发射机和接收机分散成许多个发射/接收模块,也就是我们常说的T/R模块,1个T/R模块就相当于是1个发射机和1个接收机,这样好处就是当部分T/R模块出现故障的时候,雷达还可以正常工作,并且还可以实现功率在空间叠加和合成,提高雷达探测距离。

其他网友观点

通过无线电的电磁能量以定向方式发射到空间中,再接收到空间内存在的物体所放射的电磁波来计算物体的形状、方向、高度、速度的方式叫做雷达,即RADAR,全称是Radio Detection andRanging(无线电侦测和定距)。

这和人眼能看见物以及照相机成像的过程和原理并没有太大的差别,物体放射光通过晶状体(凸透镜)折射成像于视网膜上,再由视神经感知传给大脑,这样我们就能看到物体了。原理非常简单,但实现的过程是一个非常复杂的过程,比如晶状体是一个可变焦距的凸透镜。

物体会反射光,但首先是要有光我们的眼睛才能看到它,太阳充当了强有力的光源。但物体本身并不会产生供雷达成像的电磁波,所以雷达需要一个大功率的电磁波发射源。雷达最早用于夜间、雾天来协助海上货轮航行,军事需求让这一技术快速的发展。

雷达的技术的发展

早期的雷达普遍长这个样子,凹面镜样式的抛物面来收缩视角,所以只能通过增大天线的面积来提高雷达的精度。所以传统的雷达既大又笨重,抛物面还很占位置,等待天线转动的时间可能目标早已经离开了视线范围内了,多么尴尬。

于是就出现了相控阵雷达,原理很像苍蝇的复眼,在天线的平面上有规则地分布着可以单独用于发射和接受电磁波的小单元。

问题在于这么多独立的小单元所发出的波如果同时向外传播就会产生波的干涉现象。如果小单元的波纹不同步就会影响成像,于是就通过计算机来计算并控制每个小单元所发出来的电磁波的相位差来实现电磁波朝着我们想要的方向去传播,而不需要大幅度的转动抛物面。

没错,和大家想的一样。相控阵雷达就是利用了波的干涉现象,无线电波的强度在空间中位置的不同而变化,最强的地方超过了原先所有独立小单元之和,而最弱的地方可能强度则为零。

之前提到传统雷达做出凹面镜这样的抛物面是用来收缩视角,增大天线的面积也是为了提高雷达的精度,其根本原因在于电磁波的强度不够,只能提高硬件来凑。而相控阵雷达的出现使得雷达可以小型化,不再需要那么大的凹面镜抛物面,比如应用于战斗机。

无源相控阵雷达和有源相控阵雷达的区别

无源相控阵雷达和有源相控阵雷达从外表上看并没有太大的区别,每一个小单元的天线都能发射和接收信号,也都能通过改变相位来让电磁波束指向某个位置。无源和有源最大的区别在于发射电磁波信号强度放大到多少,而接收到的回波信号又放大到多少。

无源相控阵雷达每个小单元没有独立的放大器,每个小单元的电磁波信号强度是由统一的放大器来统一进行放大再分配给小单元的天线,每个小单元整个工作过去是被动执行的方式。

而有源相控阵雷达每个小单元拥有独立的放大器,每个小单元接收到的电磁波信号都是弱信号,小单元的天线根据自己的需要将电磁波信号放大到需要的程度。这样每个小单元能够实现的功能就多了,除了传统的搜索跟踪外,还可以进行电子对抗干扰和远程通讯等等。

毫无疑问有源相控阵雷达的造价要更加昂贵,需要在方寸之间集成数以千计的发射、接收组件,还需要拥有同样复杂程度的冷却系统。但每个小单元可以在频宽、信号处理、冗余等等产生巨大的优势,实现更多的功能,这么看来是技术上的跨越,能够提高无线电波精度的同时,实现更多的功能。

雷达技术在民用领域同样有着巨大的发展前景

雷达技术的原理其实非常简单,但要实现起来其实有非常多的技术壁垒,所以才成为了少数国家的专项,庆幸的是我国拥有非常成熟的雷达技术。雷达不仅仅事关国家安全,在未来雷达技术在民用领域会有更加广阔的发展空间,比如智能驾驶、航海、民航等等。

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其他网友观点

有源相控阵雷达采用数量众多的发射/接收模块,每一个辐射器都是一个发射/接收模块,每一个辐射器都自己产生和接收电波(这是有源与无源的区别,无源相控阵雷达只有一个中央发射机和接收机,发射的能量由计算机分配到天线上的每一个辐射器。),而且采用电扫描方式。根据电扫方式,相控阵雷达大体可分为全电扫相控阵和有限电扫相控阵两大类,全电扫相控阵又可称固定式相控阵,即在方位上和仰角上都采用电扫,天线阵是固定不动的。有限电扫相控阵是一种混合设计的天线,即把两种以上天线技术结合起来,以获得所需要的效果,起初把相扫技术与反射面天线技术相结合,其电扫角度小,只需少量的辐射单元,因此可大大降低设备造价和复杂程度。天线阵,根据扫描情况可分为相扫、频扫、相/相扫、相/频扫、机/相扫、机/频扫、有限扫等多种体制。相扫系列利用移相器改变相位关系来实现波束电扫。频扫是利用改变工作频率的方法来实现波束电扫。相/相扫是利用移相器控制平面阵两个角坐标实现波束电扫。相/频扫是利用移相器控制平面阵一个坐标而另一坐标利用频率变化控制来实现波束电扫.机/相扫是在方位上采用机扫、仰角上采用相扫。机/频扫是在方位上采用机扫、仰角上采用频扫。有源相控阵雷达波束指向非常灵活、迅速;一个雷达可同时形成多个独立波束,同时实现搜索、识别、跟踪、制导、无源探测等多种功能;多目标接战能力强,能同时监视、跟踪多个目标;抗干扰性能好。另外,相控阵雷达的可靠性高,即使少量发射/接收模块失效仍能正常工作。不过,相控阵雷达设备复杂、造价昂贵,且波束扫描范围有限,最大扫描角为90°到120°,历经40余年的努力,有源电子扫描阵(AESA),通常也称为有源相控阵技术,终于在机载雷达上取得了成功的应用。美国国防部国防科学委员会主席的一份关于发展美国军用机雷达的建议报告中特别强调了有源相控阵技术可以极大地扩展雷达的功能和提高雷达的性能, 21世纪美国的战斗机雷达、预警与监视飞机的雷达都应是AESA体制的。事实上,除了F-22和F-35等新一代战机都毫无例外地装备AESA雷达外,美国对第三代现役战斗机、轰炸机、预警和监视飞机的AESA改进都已列入计划,并得到了相应的财政支持。业内一种普遍的观点认为:从2008年起再过十年,不掌握AESA雷达制造能力的厂商将没有立足之地。除美国之外,俄国、法国、德国、荷兰、瑞典、英国、以色列等西方国家也正在这一技术领域进行广泛的合作开发和大量的资金投入。近50多年来,机载雷达不断注入新的技术成果,性能大幅度提高。新技术是提高雷达探测能力的原动力。在单脉冲跟踪体制未获使用前,圆锥扫描体制的雷达很难对付敌方施放的角度欺骗干扰;没有相参体制的脉冲多普勒雷达,就无法对付借着强大的地杂波掩护的低空入侵的飞机和导弹;没有频率捷变体制的雷达,就很难同现代战争中广泛采用的各种杂波干扰相抗衡。相控阵技术是正在发展的新技术,它比单脉冲、脉冲多普勒等任何一种技术对雷达发展所带来的影响都要深刻和广泛。进入上世纪80年代,机载相控阵雷达才初获应用。先进的机载有源相控阵雷达是21世纪初才进入服役。AESA的成功应用是对传统机载雷达的一次革命,它极大地扩展了雷达的应用领域和提高了雷达的工作性能,进而提高和丰富了作战飞机执行任务的能力和作战模式。

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