雷達的工作原理與相控陣雷達的相關(guān)知識zt

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1、雷達的工作原理與相控陣雷達的相關(guān)知識ZT雷達的工作原理雷達(radar)原是“無線電探測與定位”的英文縮寫。雷達的基本任務是探測感興趣的目標，測定有關(guān)目標的距離、方問、速度等狀態(tài)參數(shù)。雷達主要由天線、發(fā)射機、接收機（包括信號處理機）和顯示器等部分組成。雷達發(fā)射機產(chǎn)生足夠的電磁能量，經(jīng)過收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)傳送給天線。天線將這些電磁能量輻射至大氣中，集中在某一個很窄的方向上形成波束，向前傳播。電磁波遇到波束內(nèi)的目標后，將沿著各個方向產(chǎn)生反射，其中的一部分電磁能量反射回雷達的方向，被雷達天線獲取。天線獲取的能量經(jīng)過收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)送到接收機，形成雷

2、達的回波信號。由于在傳播過程中電磁波會隨著傳播距離而衰減，雷達回波信號非常微弱，幾乎被噪聲所淹沒。接收機放大微弱的回波信號，經(jīng)過信號處理機處理，提取出包含在回波中的信息，送到顯示器，顯示出目標的距離、方向、速度等。為了測定目標的距離，雷達準確測量從電磁波發(fā)射時刻到接收到回波時刻的延遲時間，這個延遲時間是電磁波從發(fā)射機到目標，再由目標返回雷達接收機的傳播時間。根據(jù)電磁波的傳播速度，可以確定目標的距離公式為：S=CT/2，其中S為目標距離，T為電磁波從雷達發(fā)射出去到接收到目標回波的時間，C為光速。雷達測定目標的方向是利用天線的方向性來實

3、現(xiàn)的。通過機械和電氣上的組合作用，雷達把天線的小事指向雷達要探測的方向，一旦發(fā)現(xiàn)目標，雷達讀出些時天線小事的指向角，就是目標的方向角。兩坐標雷達只能測定目標的方位角，三坐標雷達可以測定方位角和俯仰角。測定目標的運動速度是雷達的一個重要功能，雷達測速利用了物理學中的多普勒原理：當目標和雷達之間存在著相對位置運動時，目標回波的頻率就會發(fā)生改變，頻率的改變量稱為多普勒頻移，用于確定目標的相對徑向速度，通常，具有測速能力的雷達，例如脈沖多普勒雷達，要比一般雷達復雜得多。雷達的戰(zhàn)術(shù)指標主要包括作用距離、威力范圍、測距分辨力與精度、測角分辨力與

4、精度、測速分辨力與精度、系統(tǒng)機動性等。其中，作用距離是指雷達剛好能夠可*發(fā)現(xiàn)目標的距離。它取決于雷達的發(fā)射功率與天線口徑的乘積，并與目標本身反射雷達電磁波的能力（雷達散射截面積的大?。┑纫蛩赜嘘P(guān)。威力范圍指由最大作用距離、最小作用距離、最大仰角、最小仰角及方位角范圍確定的區(qū)域。雷達的技術(shù)指標與參數(shù)很多，而且與雷達的體制有關(guān)，這里僅僅討論那些與電子對抗關(guān)系密切的主要參數(shù)。多普勒原理天氣雷達根據(jù)波形來區(qū)分，雷達主要分為脈沖雷達和連續(xù)波雷達兩大類。當前常用的雷達大多數(shù)是脈沖雷達。常規(guī)脈沖雷達周期性地發(fā)射高頻脈沖。相關(guān)的參數(shù)為脈沖重復周期（

5、脈沖重復頻率）、脈沖寬度以及載波頻率。載波頻率是在一個脈沖內(nèi)信號的高頻振蕩頻率，也稱為雷達的工作頻率。雷達天線對電磁能量在方向上的聚集能力用波束寬度來描述，波束越窄，天線的方向性越好。但是在設計和制造過程中，雷達天線不可能把所有能量全部集中在理想的波束之內(nèi)，在其它方向上在在著泄漏能量的問題。能量集中在主波束中，我們常常形象地把主波束稱為主瓣，其它方向上由泄漏形成旁瓣。為了覆蓋寬廣的空間，需要通過天線的機械轉(zhuǎn)動或電子控制，使雷達波束在探測區(qū)域內(nèi)掃描。概括起來，雷達的技術(shù)參數(shù)主要包括工作頻率（波長）、脈沖重復頻率、脈沖寬度、發(fā)射功率、天

6、線波束寬度、天線波束掃描方式、接收機靈敏度等。技術(shù)參數(shù)是根據(jù)雷達的戰(zhàn)術(shù)性能與指標要求來選擇和設計的，因此它們的數(shù)值在某種程度上反映了雷達具有的功能。例如，為提高遠距離發(fā)現(xiàn)目標能力，預警雷達采用比較低的工作頻率和脈沖重復頻率，而機載雷達則為減小體積、重量等目的，使用比較高的工作頻率和脈沖重復頻率。這說明，如果知道了雷達的技術(shù)參數(shù)，就可在一定程度上識別出雷達的種類。雷達的用途廣泛，種類繁多，分類的方法也非常復雜。通?？梢园凑绽走_的用途分類，如預警雷達、搜索警戒雷達、無線電測高雷達、氣象雷達、航管雷達、引導雷達、炮瞄雷達、雷達引信、戰(zhàn)場監(jiān)

7、視雷達、機載截擊雷達、導航雷達以及防撞和敵我識別雷達等。除了按用途分，還可以從工作體制對雷達進行區(qū)分。這里就對一些新體制的雷達進行簡單的介紹。雙/多基地雷達普通雷達的發(fā)射機和接收機安裝在同一地點，而雙/多基地雷達是將發(fā)射機和接收機分別安裝在相距很遠的兩個或多個地點上，地點可以設在地面、空中平臺或空間平臺上。由于隱身飛行器外形的設計主要是不讓入射的雷達波直接反射回雷達，這對于單基地雷達很有效。但入射的雷達波會朝各個方向反射，總有部分反射波會被雙/多基地雷達中的一個接收機接收到。美國國防部從七十年代就開始研制、試驗雙/多基地雷達，較著名

8、的“圣殿”計劃就是專門為研究雙基地雷達而制定的，已完成了接收機和發(fā)射機都安裝在地面上、發(fā)射機安裝在飛機上而接收機安裝在地面上、發(fā)射機和接收機都安裝在空中平臺上的試驗。俄羅斯防空部隊已應用雙基地雷達探測具有一定隱身能力的飛機。英國已于7