1、雷達(dá)的工作原理雷達(dá)(radar)原是“無線電探測(cè)與定位”的英文縮寫。雷達(dá)的基本任務(wù)是探測(cè)感興趣的目標(biāo)，測(cè)定有關(guān)目標(biāo)的距離、方問、速度等狀態(tài)參數(shù)。雷達(dá)主要由天線、發(fā)射機(jī)、接收機(jī)（包括信號(hào)辦理機(jī)）和顯示器等部分構(gòu)成。雷達(dá)發(fā)射機(jī)產(chǎn)生足夠的電磁能量，經(jīng)過收發(fā)變換開關(guān)傳遞給天線。天線將這些電磁能量輻射至大氣中，集中在某一個(gè)很窄的方向上形成波束，向前流傳。電磁波碰到波束內(nèi)的目標(biāo)后，將沿著各個(gè)方向產(chǎn)生反射，此中的一部分電磁能量反射回雷達(dá)的方向，被雷達(dá)天線獲取。天線獲取的能量經(jīng)過收發(fā)變換開關(guān)送到接收機(jī)，形成雷達(dá)的回波信號(hào)。因?yàn)樵诹鱾鬟^程中電磁波會(huì)跟著流傳距離而衰減，雷達(dá)回波信號(hào)特別輕微，幾乎被噪聲所吞沒。接收

2、機(jī)放大輕微的回波信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)辦理機(jī)辦理，提拿出包含在回波中的信息，送到顯示器，顯示出目標(biāo)的距離、方向、速度等。為了測(cè)定目標(biāo)的距離，雷達(dá)正確丈量從電磁波發(fā)射時(shí)刻到接收到回波時(shí)刻的延緩時(shí)間，這個(gè)延緩時(shí)間是電磁波從發(fā)射機(jī)到目標(biāo)，再由目標(biāo)返回雷達(dá)接收機(jī)的流傳時(shí)間。依據(jù)電磁波的流傳速度，能夠確立目標(biāo)的距離公式為：S=CT/2此中S為目標(biāo)距離，T為電磁波從雷達(dá)發(fā)射出去到接收到目標(biāo)回波的時(shí)間，C為光速雷達(dá)測(cè)定目標(biāo)的方向是利用天線的方向性來實(shí)現(xiàn)的。經(jīng)過機(jī)械和電氣上的組合作用，雷達(dá)把天線的小事指向雷達(dá)要探測(cè)的方向，一旦發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，雷達(dá)讀出些時(shí)天線小事的指向角，就是目標(biāo)的方向角。兩坐標(biāo)雷達(dá)只好測(cè)定目標(biāo)的方向角，三

3、坐標(biāo)雷達(dá)能夠測(cè)定方向角和俯仰角。測(cè)定目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度是雷達(dá)的一個(gè)重要功能，雷達(dá)測(cè)速利用了物理學(xué)中的多普勒原理：當(dāng)目標(biāo)和雷達(dá)之間存在著相對(duì)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，目標(biāo)回波的頻次就會(huì)發(fā)生改變，頻次的改變量稱為多普勒頻移，用于確立目標(biāo)的相對(duì)徑向速度，往常，擁有測(cè)速能力的雷達(dá)，比如脈沖多普勒雷達(dá)，要比一般雷達(dá)復(fù)雜得多。雷達(dá)的戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)主要包含作用距離、威力范圍、測(cè)距分辨力與精度、測(cè)角分辨力與精度、測(cè)速分辨力與精度、系統(tǒng)靈巧性等。此中，作用距離是指雷達(dá)恰好能夠靠譜發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的距離。它取決于雷達(dá)的發(fā)射功率與天線口徑的乘積，并與目標(biāo)自己反射雷達(dá)電磁波的能力（雷達(dá)散射截面積的大?。┑纫赜嘘P(guān)。威力范圍指由最大作用距離、最小作用

4、距離、最大仰角、最小仰角及方向角范圍確立的地區(qū)。雷達(dá)的技術(shù)指標(biāo)與參數(shù)好多，并且與雷達(dá)的體系有關(guān)，這里只是議論那些與電子抗衡關(guān)系親密的主要參數(shù)。依據(jù)波形來劃分，雷達(dá)主要分為脈沖雷達(dá)和連續(xù)波雷達(dá)兩大類。目前常用的雷達(dá)大部分是脈沖雷達(dá)。慣例脈沖雷達(dá)周期性地發(fā)射高頻脈沖。有關(guān)的參數(shù)為脈沖重復(fù)周期（脈沖重復(fù)頻次）、脈沖寬度以及載波頻次。載波頻次是在一個(gè)脈沖內(nèi)信號(hào)的高頻振蕩頻次，也稱為雷達(dá)的工作頻次。雷達(dá)天線對(duì)電磁能量在方向上的齊集能力用波束寬度來描繪，波束越窄，天線的方向性越好?？墒窃谠O(shè)計(jì)和制造過程中，雷達(dá)天線不行能把所有能量所有集中在理想的波束以內(nèi)，在其余方向上在在著泄露能量的問題。能量集中在主波束中

5、，我們經(jīng)常形象地把主波束稱為主瓣，其余方向上由泄露形成旁瓣。為了覆蓋寬廣的空間，需要經(jīng)過天線的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)或電子控制，使雷達(dá)波束在探測(cè)地區(qū)內(nèi)掃描。歸納起來，雷達(dá)的技術(shù)參數(shù)主要包含工作頻次（波長(zhǎng)）、脈沖重復(fù)頻次、脈沖寬度、發(fā)射功率、天線波束寬度、天線波束掃描方式、接收機(jī)敏捷度等。技術(shù)參數(shù)是依據(jù)雷達(dá)的戰(zhàn)術(shù)性能與指標(biāo)要求來選擇和設(shè)計(jì)的，所以它們的數(shù)值在某種程度上反應(yīng)了雷達(dá)擁有的功能。比如，為提升遠(yuǎn)距離發(fā)現(xiàn)目標(biāo)能力，預(yù)警雷達(dá)采納比較低的工作頻次和脈沖重復(fù)頻次，而機(jī)載雷達(dá)則為減小體積、重量等目的，使用比較高的工作頻次和脈沖重復(fù)頻率。這說明，假如知道了雷達(dá)的技術(shù)參數(shù)，便可在必定程度上辨別出雷達(dá)的種類。雷達(dá)的用

6、途寬泛，種類眾多，分類的方法也特別復(fù)雜。往常能夠依據(jù)雷達(dá)的用途分類，如預(yù)警雷達(dá)、搜尋戒備雷達(dá)、無線電測(cè)高雷達(dá)、氣象雷達(dá)、航管雷達(dá)、指引雷達(dá)、炮瞄雷達(dá)、雷達(dá)引信、戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)督雷達(dá)、機(jī)載截?fù)衾走_(dá)、導(dǎo)航雷達(dá)以及防撞和敵我辨別雷達(dá)等。除了按用途分，還能夠從工作體系對(duì)雷達(dá)進(jìn)行劃分。這里就對(duì)一些新體系的雷達(dá)進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。雙/多基地雷達(dá)一般雷達(dá)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)安裝在同一地址，而雙/多基地雷達(dá)是將發(fā)射機(jī)和接收機(jī)分別安裝在相距很遠(yuǎn)的兩個(gè)或多個(gè)地址上，地址能夠設(shè)在地面、空中平臺(tái)或空間平臺(tái)上。因?yàn)殡[身飛翔器外形的設(shè)計(jì)主假如不讓入射的雷達(dá)波直接反射回雷達(dá)，這對(duì)于單基地雷達(dá)很有效。但入射的雷達(dá)波會(huì)朝各個(gè)方向反射，總有部分

7、反射波會(huì)被雙/多基地雷達(dá)中的一個(gè)接收機(jī)接收到。美國國防部從七十年月就開始研制、試驗(yàn)雙/多基地雷達(dá)，較著名的“圣殿”計(jì)劃就是特意為研究雙基地雷達(dá)而擬訂的，已達(dá)成了接收機(jī)和發(fā)射機(jī)都安裝在地面上、發(fā)射機(jī)安裝在飛機(jī)上而接收機(jī)安裝在地面上、發(fā)射機(jī)和接收機(jī)都安裝在空中平臺(tái)上的試驗(yàn)。俄羅斯防空隊(duì)伍已應(yīng)用雙基地雷達(dá)探測(cè)擁有必定隱身能力的飛機(jī)。英國已于70年月末80年月初開始研制雙基地雷達(dá)，主要用于預(yù)警系統(tǒng)。相控陣?yán)走_(dá)我們知道，蜻蜓的每只眼睛由許很多多個(gè)小眼構(gòu)成，每個(gè)小眼都能成完好的像，這樣就使得蜻蜓所看到的范圍要比人眼大得多。與此近似，相控陣?yán)走_(dá)的天線陣面也由很多個(gè)輻射單元和接收單元（稱為陣元）構(gòu)成，單元數(shù)目

8、和雷達(dá)的功能有關(guān)，能夠從幾百個(gè)到幾萬個(gè)。這些單元有規(guī)則地?cái)[列在平面上，構(gòu)成陣列天線。利用電磁波相關(guān)原理，經(jīng)過計(jì)算機(jī)控制饋往各輻射單元電流的相位，就能夠改變波束的方向進(jìn)行掃描，故稱為電掃描。輻射單元把接收到的回波信號(hào)送入主機(jī)，達(dá)成雷達(dá)對(duì)目標(biāo)的搜尋、追蹤和丈量。每個(gè)天線單元除了有天線振子以外，還有移相器等一定的器件。不一樣的振子經(jīng)過移相器能夠被饋入不一樣的相位的電流，從而在空間輻射出不一樣方向性的波束。天線的單元數(shù)量越多，則波束在空間可能的方向就越多。這類雷達(dá)的工作基礎(chǔ)是相位可控的陣列天線，“相控陣”由此得名。有源相陣控雷達(dá)和無源相陣控雷達(dá)的差別是就是無源是只有單個(gè)或許幾個(gè)發(fā)射機(jī)子陣原只好接收，而

9、有源是每個(gè)陣原都有完好的發(fā)射和接收單元！相控陣?yán)走_(dá)的長(zhǎng)處：1）波束指向靈巧，能實(shí)現(xiàn)無慣性快速掃描，數(shù)據(jù)率高；2）一個(gè)雷達(dá)可同時(shí)形成多個(gè)獨(dú)立波束，分別實(shí)現(xiàn)搜尋、辨別、追蹤、制導(dǎo)、無源探測(cè)等多種功能；3）目標(biāo)容量大，可在空域內(nèi)同時(shí)監(jiān)督、追蹤數(shù)百個(gè)目標(biāo)；4）對(duì)復(fù)雜目標(biāo)環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)；5）抗擾亂性能好。全固態(tài)相控陣?yán)走_(dá)的靠譜性高，即便少許組件無效還能正常工作。但相控陣?yán)走_(dá)設(shè)施復(fù)雜、造價(jià)昂貴，且波束掃描范圍有限，最大掃描角為90120。當(dāng)需要進(jìn)行全方向監(jiān)視時(shí)，需配置34個(gè)天線陣面。相控陣?yán)走_(dá)與機(jī)械掃描雷達(dá)對(duì)比，掃描更靈巧、性能更靠譜、抗擾亂能力更強(qiáng)，能快速適應(yīng)戰(zhàn)場(chǎng)條件的變化。多功能相控陣?yán)走_(dá)已寬泛用于

10、地面遠(yuǎn)程預(yù)警系統(tǒng)、機(jī)載和艦載防空系統(tǒng)、機(jī)載和艦載系統(tǒng)、炮位丈量、靶場(chǎng)丈量等。美國“愛國者”防空系統(tǒng)的ANMPQ-53雷達(dá)、艦載“宙斯盾”指揮控制系統(tǒng)中的雷達(dá)、B-1B轟炸機(jī)上的APQ-164雷達(dá)、俄羅斯C-300防空武器系統(tǒng)的多功能雷達(dá)等都是典型的相控陣?yán)走_(dá)。跟著微電子技術(shù)的發(fā)展，固體有源相控陣?yán)走_(dá)獲取了寬泛應(yīng)用，是新一代的戰(zhàn)術(shù)防空、監(jiān)督、火控雷達(dá)。寬帶超寬帶雷達(dá)工作頻帶很寬的雷達(dá)稱為寬帶超寬帶雷達(dá)。隱身兵器往常應(yīng)付工作在某一波段的雷達(dá)是有效的，而面對(duì)覆蓋波段很寬的雷達(dá)就力所不及了，它很可能被超寬帶雷達(dá)波中的某一頻次的電磁波探測(cè)到。另一方面，超寬帶雷達(dá)發(fā)射的脈沖極窄，擁有相當(dāng)高的距離分辨率，可

11、探測(cè)到小目標(biāo)。目前美國正在研制、試驗(yàn)超寬帶雷達(dá)，已達(dá)成動(dòng)目標(biāo)顯示技術(shù)的研究，將要進(jìn)行雷達(dá)波形的試驗(yàn)。合成孔徑雷達(dá)合成孔徑雷達(dá)往常安裝在挪動(dòng)的空中或空間平臺(tái)上，利用雷達(dá)與目標(biāo)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，將雷達(dá)在每個(gè)不一樣地點(diǎn)上接收到的目標(biāo)回波信號(hào)進(jìn)行相關(guān)辦理，就相當(dāng)于在空中安裝了一個(gè)“大個(gè)”的雷達(dá)，這樣小孔徑天線就能獲取大孔徑天線的探測(cè)成效，擁有很高的目標(biāo)方向分辨率，再加上應(yīng)用脈沖壓縮技術(shù)又能獲取很高的距離分辨率，因此能探測(cè)到隱身目標(biāo)。合成孔徑雷達(dá)在軍事上和民用領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，如戰(zhàn)場(chǎng)偵探、火控、制導(dǎo)、導(dǎo)航、資源勘察、地圖測(cè)繪、大海監(jiān)督、環(huán)境遙感等。美國的聯(lián)合監(jiān)督與目標(biāo)攻擊雷達(dá)系統(tǒng)飛機(jī)新安裝了一部AN/APY

12、3型X波段多功能合成孔徑雷達(dá)，英、德、意聯(lián)合研制的“旋風(fēng)”攻擊機(jī)正在試飛合成孔徑雷達(dá)。毫米波雷達(dá)工作在毫米波段的雷達(dá)稱為毫米波雷達(dá)。它擁有天線波束窄、辯解率高、頻帶寬、抗干擾能力強(qiáng)等特色，同時(shí)它工作在目前隱身技術(shù)所能抗衡的波段以外，所以它能探測(cè)隱身目標(biāo)。毫米波雷達(dá)還擁有攻擊能力，特別合用于防空、地面作戰(zhàn)和靈便武器，已獲取了各國的調(diào)試重視。比如，美國的“愛國者”防空導(dǎo)彈已安裝了毫米波雷達(dá)導(dǎo)引頭，目前正在研制更先進(jìn)的毫米波導(dǎo)引頭；俄羅斯已擁有連續(xù)波輸出功率為10千瓦的毫米波雷達(dá)；英、法等國家的一些防空系統(tǒng)也都將采納毫米波雷達(dá)。激光雷達(dá)工作在紅外和可見光波段的雷達(dá)稱為激光雷達(dá)。它由激光發(fā)射機(jī)、光學(xué)接

13、收機(jī)、轉(zhuǎn)臺(tái)和信息辦理系統(tǒng)等構(gòu)成，激光器將電脈沖變?yōu)楣饷}沖發(fā)射出去，光接收機(jī)再把從目標(biāo)反射回來的光脈沖復(fù)原成電脈沖，送到顯示器。隱身兵器往常是針對(duì)微波雷達(dá)的，所以激光雷達(dá)很簡(jiǎn)單“看破”隱身目標(biāo)所玩的“花招”；再加上激光雷達(dá)波束窄、定向性好、丈量精度高、分辨率高，因此它能有效地探測(cè)隱身目標(biāo)。激光雷達(dá)在軍事上主要用于靶場(chǎng)丈量、空間目標(biāo)交會(huì)丈量、目標(biāo)精細(xì)追蹤和對(duì)準(zhǔn)、目標(biāo)成像辨別、導(dǎo)航、精準(zhǔn)制導(dǎo)、綜合火控、直升機(jī)防撞、化學(xué)戰(zhàn)劑監(jiān)測(cè)、局部風(fēng)場(chǎng)丈量、水下目標(biāo)探測(cè)等。美國國防部正在開發(fā)用于目標(biāo)探測(cè)和識(shí)其余激光雷達(dá)技術(shù)，已進(jìn)行了前視下視激光雷達(dá)的試驗(yàn)，主要探測(cè)假裝樹叢中的目標(biāo)。法國和德國正在踴躍進(jìn)履行用激光雷達(dá)

14、探測(cè)和辨別直升機(jī)的聯(lián)合研究工作。相控陣?yán)走_(dá)有多神？“宙斯盾”系統(tǒng)的核心就是SPY1D相控陣?yán)走_(dá)，特別是它出眾的預(yù)警搜尋能力和辨別能力，憂如給企圖“獨(dú)立”的臺(tái)灣新領(lǐng)導(dǎo)人一根救命稻草，一把夢(mèng)幻的保護(hù)傘，而相控陣?yán)走_(dá)又再一次走進(jìn)國人的視線中。說到相控陣?yán)走_(dá)或技術(shù)，大家可能很陌生，但假如提及昨年美國軍方對(duì)于中國怎樣監(jiān)測(cè)其隱型戰(zhàn)斗機(jī)的報(bào)導(dǎo)，大家可能就清楚了。用一大串電視接收天線來監(jiān)督天空，經(jīng)濟(jì)又有效，這就是最原始、最基礎(chǔ)的雷達(dá)，相控陣?yán)走_(dá)。下邊談一談雷達(dá)和相控陣?yán)走_(dá)的發(fā)展?fàn)顩r。一、雷達(dá)及其分類雷達(dá)（Radar，即radiodetectingandranging），意為無線電搜尋和測(cè)距。它是運(yùn)用各樣無線電

15、定位方法，探測(cè)、辨別各樣目標(biāo)，測(cè)定目標(biāo)坐標(biāo)和其余情報(bào)的裝置。在現(xiàn)代軍事和生產(chǎn)中，雷達(dá)的作用愈來愈顯示其重要性，特別是第二次世界大戰(zhàn)，英國空軍和納粹德國空軍的“不列顛”空戰(zhàn)，使雷達(dá)的重要性顯現(xiàn)的特別清楚。雷達(dá)由天線系統(tǒng)、發(fā)射裝置、接收裝置、防擾亂設(shè)施、顯示器、信號(hào)辦理器、電源等構(gòu)成。此中，天線是雷達(dá)實(shí)現(xiàn)大空域、多功能、多目標(biāo)的技術(shù)重點(diǎn)之一；信號(hào)辦理器是雷達(dá)擁有多功能能力的核心組件之一雷達(dá)種類好多，可按多種方法分類：1）按定位方法可分為：有源雷達(dá)、半有源雷達(dá)和無源雷達(dá)。2）按裝設(shè)地址可分為；地面雷達(dá)、艦載雷達(dá)、航空雷達(dá)、衛(wèi)星雷達(dá)等。3）按輻射種類可分為：脈沖雷達(dá)和連續(xù)波雷達(dá)。4）按工作被長(zhǎng)波段可分

16、：米波雷達(dá)、分米波雷達(dá)、厘米波雷達(dá)和其余波段雷達(dá)。5）按用途可分為：目標(biāo)探測(cè)雷達(dá)、偵探雷達(dá)、武器控制雷達(dá)、飛翔保障雷達(dá)、氣象雷達(dá)、導(dǎo)航雷達(dá)等。相控陣?yán)走_(dá)是一種新式的有源電掃陣列多功能雷達(dá)。它不只擁有傳統(tǒng)雷達(dá)的功能，并且擁有其余射頻功能。有源電掃陣列的最重要的特色是能直接向空中輻射和接收射頻能量。它與機(jī)械掃描天線系統(tǒng)對(duì)比，有很多顯著的長(zhǎng)處。比如、相控陣省略了整個(gè)天線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中個(gè)別零件發(fā)生故障時(shí)，仍保持較高的靠譜性，均勻無故障時(shí)間為10萬小時(shí)，而機(jī)械掃描雷達(dá)天線的均勻無故障時(shí)間小于1000小時(shí)。下邊主要介紹先進(jìn)的相控陣?yán)走_(dá)。二、相控陣?yán)走_(dá)的概略相控陣技術(shù)，早在30年月后期就已經(jīng)出現(xiàn)。1937年

17、，美國第一開始這項(xiàng)研究工作。但向來到50年月中期才研制出2部適用型艦載相控陣?yán)走_(dá)。60年月，美國和前蘇聯(lián)接踵研制和裝備了多部相控陣?yán)走_(dá)，多用于彈道導(dǎo)彈防守系統(tǒng)，如美國的AN/FPS-46、AN/FPS-85、MAR、MSR，前蘇聯(lián)的“雞籠”和“狗窩”等。這些都屬于固定式大型相控陣?yán)走_(dá)，其共同點(diǎn)：采用固定式平面陣天線，天線體積大、輻射功率高、作用距離遠(yuǎn)。此中美國的AN/FPS-85和前蘇聯(lián)的“狗窩”最為典型，70年月，相控陣?yán)走_(dá)獲取了快速發(fā)展，除美蘇兩外國，又有好多國家研制和裝備了相控陣?yán)走_(dá)，如英、法、日、意、德、瑞典等。此中最為典型的有：美國的AN/TPN-25、AN/TPQ-37和GE-59

18、2、英國的AR-3D、法國的AN/TPN-25、日本的NPM-510和J/NPQ-P7、意大利的RAT-31S、德國的KR-75等。這一時(shí)期的相控陣?yán)走_(dá)擁有靈巧性高、天線小型化、天線掃描體系多樣化、應(yīng)用范圍廣等特色。80年月，相控陣?yán)走_(dá)因?yàn)閾碛泻枚嗒?dú)到的長(zhǎng)處，獲取了更進(jìn)一步的應(yīng)用。在已裝備和正在研制的新一代中、遠(yuǎn)程防空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)中多采納多功能相控陣?yán)走_(dá)，它已成為第三代中、遠(yuǎn)程防空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的一個(gè)重要標(biāo)志。從而，大大提升了防空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)性能。在21世紀(jì)，相控陣?yán)走_(dá)跟著科技的不斷發(fā)展和現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)兵器的特色，其制造和研究將會(huì)更上一層樓。三、相控陣原理相控陣，就是由很多輻射單元排成陣列形式構(gòu)

19、成的走向天線，各單元之間的輻射能量和相位關(guān)是能夠控制的。典型的相控陣是利用電子計(jì)算機(jī)控制移相器改變天線孔徑上的相位分布來實(shí)現(xiàn)波束在空間掃描，即電子掃描，簡(jiǎn)稱電掃。相位控制可采納相位法、及時(shí)法、頻次法和電子饋電開關(guān)法。在一維上擺列若干輻射單元即為線陣，在兩維上擺列若干輻射單元稱為平面陣。輻射單元也能夠擺列在曲線上或曲面上這類天線稱為共形陣天線。共形陣天線能夠戰(zhàn)勝線陣和平面陣掃描角小的弊端，能以一部天線實(shí)現(xiàn)全空域電掃。往常的共形陣天線有環(huán)形陣、圓面陣、圓錐面陣、圓柱面陣、半球面陣等。綜上所述，相控陣?yán)走_(dá)因其天線為相控陣型而得名。四、相控陣?yán)走_(dá)分類相控陣?yán)走_(dá)大概可分為兩大類，即全電掃相控陣和有限電掃

20、相控陣。全電掃相控陣又可稱固定式相控陣，即在方向上和仰角上都采納電掃，天線陣是固定不動(dòng)的。有限電掃相控陣是一種混淆設(shè)計(jì)的天線，即把兩種以上天線技術(shù)聯(lián)合起來，以獲取所需要的成效，開初把相掃技術(shù)與反射面天線技術(shù)相聯(lián)合，其電掃角度小，只需少許的輻射單元，所以可大大降低設(shè)備造價(jià)和復(fù)雜程度。天線陣，依據(jù)掃描狀況可分為相掃、頻掃、相相掃、相頻掃、機(jī)/相掃、機(jī)頻掃、有限掃等多種體系。相掃系列利用移相器改變相位關(guān)系來實(shí)現(xiàn)波束電掃。頻掃是利用改變工作頻次的方法來實(shí)現(xiàn)波束電掃。相/相掃是利用移相器控制平面陣兩個(gè)角坐標(biāo)實(shí)現(xiàn)波束電掃。相頻掃是利用移相器控制平面陣一個(gè)坐標(biāo)而另一坐標(biāo)利用頻次變化控制來實(shí)現(xiàn)波束電掃機(jī)/相掃

21、是在方向上采納機(jī)掃、仰角上采納相掃。機(jī)頻掃是在方向上采納機(jī)掃、仰角上采納頻掃。五、相控陣?yán)走_(dá)的特色相控陣?yán)走_(dá)之所以擁有強(qiáng)盛的生命力，因?yàn)樗鼉?yōu)越于一般機(jī)械掃描雷達(dá)。它擁有以下特點(diǎn)：（1）能應(yīng)付多目標(biāo)。相控陣?yán)走_(dá)利用電子掃描的靈巧性、快速性和準(zhǔn)時(shí)切割原理或多波束，可實(shí)現(xiàn)邊搜尋邊追蹤工作方式，與電子計(jì)算機(jī)相當(dāng)合，能同時(shí)搜尋、探測(cè)和追蹤不一樣方向和不一樣高度的多批目標(biāo)，并能同時(shí)制導(dǎo)多枚導(dǎo)彈攻擊多個(gè)空中目標(biāo)。所以，合用于多目標(biāo)、多方向、多層次空襲的作戰(zhàn)環(huán)境。2）功能多，靈巧性強(qiáng)。相控陣?yán)走_(dá)能夠同時(shí)形成多個(gè)獨(dú)立控制的波束，分別用以履行搜尋、探測(cè)、辨別、追蹤、照耀目標(biāo)和追蹤、制導(dǎo)導(dǎo)彈等多種功能。一部相控陣?yán)?/p>

22、達(dá)能起到多部專用雷達(dá)的作用，如“愛國者”的一部多功能相控陣?yán)走_(dá)能夠達(dá)成相當(dāng)于“霍克”和“奈基”2型9部雷達(dá)的功能，并且還遠(yuǎn)比它們能夠同時(shí)應(yīng)付的目標(biāo)多。所以，可大大減少武器系統(tǒng)的設(shè)施，從而提升系統(tǒng)的靈巧能力。3）反響時(shí)間短、數(shù)據(jù)率高。相控陣?yán)走_(dá)可不需要天線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，波束指向靈巧，能實(shí)現(xiàn)無慣性快速掃描，從而縮短了對(duì)目標(biāo)信號(hào)檢測(cè)、錄取、信息傳達(dá)等所需的時(shí)間，擁有較高的數(shù)據(jù)率。相控陣天線往常采納數(shù)字化工作方式，使雷達(dá)與數(shù)字計(jì)算機(jī)聯(lián)合起來，能大大提升自動(dòng)化程度，簡(jiǎn)化了雷達(dá)操作，縮短了目標(biāo)搜尋、追蹤和發(fā)控準(zhǔn)備時(shí)間，便于快速、正確地實(shí)行畦達(dá)程序和數(shù)據(jù)辦理。因此可提升追蹤空中高速靈巧目標(biāo)的能力。4）抗擾亂能力

23、強(qiáng)。相控陣?yán)走_(dá)能夠利用散布在天線孔徑上的多個(gè)輻射單元綜合成非常高的功率，并能合理地管理能量和控制主瓣增益，能夠依據(jù)不一樣方向上的需要分派不一樣的發(fā)射能量，易于實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)旁瓣克制和自適應(yīng)抗各樣擾亂，有益于發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)離目標(biāo)和小雷達(dá)反射面目標(biāo)（如隱形飛機(jī)），還可提升抗反輻射導(dǎo)彈的能力。5）靠譜性高。相控陣?yán)走_(dá)的陣列組許多，且并聯(lián)使用，即便有少許組件無效，還能正常工作，忽然完好無效的可能性最小。其余，跟著固態(tài)器件的發(fā)展，格控陣?yán)走_(dá)的固態(tài)器件愈來愈多，甚至已生產(chǎn)出全固態(tài)兒控陣?yán)走_(dá)，如美國的。“愛國者”雷達(dá)，其天線的均勻故障間隔時(shí)間高達(dá)15萬小時(shí)，即便有10單元破壞也不會(huì)影響雷達(dá)的正常工作。自然，相控陣?yán)走_(dá)不

24、是完美無缺的，也有其弊端。主假如造價(jià)貴，典型的相控陣?yán)走_(dá)比一般雷達(dá)的造價(jià)要超出若干倍。其余，相控陣?yán)走_(dá)對(duì)于短程彈道導(dǎo)彈的侵襲能夠說是無能為力，這也是美國及臺(tái)灣為何擔(dān)憂大陸方面在福建沿海部署東風(fēng)導(dǎo)彈的原由。而1991年，海灣戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期，伊拉克用“飛毛腿”導(dǎo)彈侵襲以色列的時(shí)候，其“愛國者”導(dǎo)彈根本沒法有效將其擊落，況且短短的臺(tái)灣海峽呢？有關(guān)相控陣?yán)走_(dá)的進(jìn)一步說明相控陣?yán)走_(dá)又稱作相位陣列雷達(dá)，是一種以改變雷達(dá)波相位來改變波束方向的雷達(dá)，因?yàn)槭且噪娮臃绞娇刂撇ㄊ莻鹘y(tǒng)的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)天線面方式，故又稱電子掃描雷達(dá)。相控陣?yán)走_(dá)有相當(dāng)密集的天線陣列，在傳統(tǒng)雷達(dá)天線面的面積上目前可安裝一千多到兩千多個(gè)相控陣天線(

25、F-22約有2000個(gè))，任何一個(gè)天線都可收發(fā)雷達(dá)波，而相鄰的數(shù)個(gè)天線即擁有一個(gè)雷達(dá)的功能。掃描時(shí)，選定此中一個(gè)區(qū)塊(數(shù)個(gè)天線單元)或數(shù)個(gè)區(qū)塊對(duì)單調(diào)目標(biāo)或地區(qū)進(jìn)行掃描，所以整個(gè)雷達(dá)可同時(shí)對(duì)很多目標(biāo)或地區(qū)進(jìn)行掃描或追蹤，擁有多個(gè)雷達(dá)的功能。由於一個(gè)雷達(dá)可同時(shí)針對(duì)不一樣方向進(jìn)行掃描，再加之掃描方式為電子控制而不用由機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)，所以資料更新率大大提升，機(jī)械掃描雷達(dá)因受限於機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)頻次因此資料更新周期為秒或十秒級(jí)，電子掃描雷達(dá)則為毫秒或微秒級(jí)。因此它更適於應(yīng)付高靈巧目標(biāo)。其余由於可發(fā)射窄波束，因此也可充任電戰(zhàn)天線使用，如電磁擾亂甚至是構(gòu)思中發(fā)射反相位雷達(dá)波來抵消探測(cè)電波等。相控陣?yán)走_(dá)對(duì)於飛機(jī)的匿蹤性能也

26、相當(dāng)重要，傳統(tǒng)的機(jī)械雷達(dá)之機(jī)械構(gòu)造會(huì)造成相當(dāng)大的回波，使用無機(jī)械構(gòu)造的相控陣?yán)走_(dá)就能使這一影響更小。而偵察時(shí)發(fā)射的窄波束也減低了被發(fā)現(xiàn)的時(shí)機(jī)，并使得敵方的電戰(zhàn)系統(tǒng)難以發(fā)揮功能。相控陣?yán)走_(dá)何以有此功能呢？在做進(jìn)一步認(rèn)識(shí)以前，筆者先簡(jiǎn)單介紹雷達(dá)原理及其演進(jìn)。雷達(dá)是高科技產(chǎn)物，但其基來源理是很簡(jiǎn)單的。雷達(dá)是一種發(fā)射電磁波，藉由解算回波之各種數(shù)據(jù)來達(dá)到探測(cè)目的的一種裝置。跟著年代的演從而增添新的功能，但都不離開兩個(gè)基本步驟：發(fā)射雷達(dá)波以及解算回波。電磁波的發(fā)射，是利用正負(fù)電荷之來回震蕩而發(fā)出的，在雷達(dá)上是在天線上產(chǎn)生正負(fù)電荷并使之震蕩如圖一。發(fā)出電磁波之強(qiáng)度散布如圖二，為一橫躺在x軸上的8字繞y軸轉(zhuǎn)動(dòng)

27、後所產(chǎn)生的立體形狀，近似紅血球一般，天線指向y軸而以橫躺的8字中心為中心。設(shè)由原點(diǎn)向任一方向畫直線與此紅血球形交於p點(diǎn)，則原點(diǎn)到p點(diǎn)的長(zhǎng)度代表該方向電磁波強(qiáng)度。也就是說在垂直於y軸之平面上電磁波最強(qiáng)，跟著與此平面之夾角增添電磁波隨之減弱，在天線方向上則沒有電磁波。以上所提對(duì)相控陣?yán)走_(dá)原理之理解其實(shí)不是那么重要，可是將有助於我們察看雷達(dá)天線的陣列情況。自然，單調(diào)天線發(fā)射的雷達(dá)波依舊是以球面擴(kuò)散的，強(qiáng)度與距離平方成反比，所以自然不行能只用一個(gè)天線就能做成雷達(dá)啦，必定要有其余方法的，除了加強(qiáng)功率外，就是讓雷達(dá)波盡量平行發(fā)射啦。為了達(dá)到此目的，目前主要有拋物面雷達(dá)以及平面陣列雷達(dá)，二者都是機(jī)械掃描雷達(dá)

28、，但後者之原理與相控陣?yán)走_(dá)有些鄰近。拋物面雷達(dá)在拋物面焦點(diǎn)處安裝發(fā)射天線，經(jīng)拋物面反射成近乎平行波束，目前直升機(jī)雷達(dá)以及陸基防空雷達(dá)、機(jī)場(chǎng)雷達(dá)等多使用這類雷達(dá)。這類雷達(dá)此刻逐漸被代替，因?yàn)閽佄锩嫦喈?dāng)難做，一般都是用球面或橢球面來近似，無論怎樣進(jìn)似，終歸不是真實(shí)拋物面，所以就簡(jiǎn)單出現(xiàn)偏差。其余，這類雷達(dá)只由一個(gè)天線作收發(fā)工作，因此對(duì)單調(diào)天線性能要求就相當(dāng)高，而天線故障整個(gè)雷達(dá)也就掛了。這類雷達(dá)不是沒有益處的，他能接收單調(diào)天線感測(cè)不到的強(qiáng)度的回波：天線有其能感測(cè)的最低電磁波強(qiáng)度(單位面積的功率)，若強(qiáng)度小於這個(gè)值，就沒法感測(cè)或被當(dāng)雜波濾除。拋物面天線可將回波反射回位於焦點(diǎn)的天線，故此時(shí)天線接收到的強(qiáng)度就是拋物面接收到之雷達(dá)波強(qiáng)度之加成。(副圖：雷達(dá)波的加成表示)平面陣列雷達(dá)則是在一個(gè)平面上布上很多天線，藉由波的干預(yù)原理來制造近平行波束，基本發(fā)射原理與相控陣?yán)走_(dá)鄰近故留待稍後解說之。西方標(biāo)準(zhǔn)的第三代戰(zhàn)機(jī)以及俄國第四代戰(zhàn)機(jī)(除了MiG-31)多用這類雷達(dá)，中國自行研發(fā)的殲雷十也是平面陣列雷達(dá)。此類雷達(dá)還仰賴合成孔徑技術(shù)，雷達(dá)的性能除了探測(cè)距離、資料更新率等等外，還有個(gè)很重要的，分析度。分析度不高的雷達(dá)沒法精準(zhǔn)知道仇敵的地點(diǎn)，只好知道仇敵來襲卻沒法反制，所以要提升分析度，雷達(dá)的分析度與波束發(fā)散角(最外側(cè)前