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雷達天線陣面上排列著成百上千個陣元,每個陣元都能發射和接收雷達脈沖。通過計算機控制每個單元脈沖的相位和振幅,可以確定雷達整體波束的形狀和方向,以這樣方式進行的掃描,稱為電掃描。接收單元將收到的雷達回波信號送入主機進行計算,完成雷達的搜索、跟蹤和測量任務。這就是相控陣技術。 相控陣雷達與傳統雷達比較之優點:它不但具有傳統雷達的功能,而且具有其它射頻功能。有源電掃陣列的最重要的特點是能直接向空中輻射和接收射頻能量。它與機械掃描天線系統相比,有許多顯著的優點。例如、相控陣省略了整個天線驅動系統,其中個別部件發生故障時,仍保持較高的可靠性,平均無故障時間為10萬小時,而機械掃描雷達天線的平均無故障時間小于1000小時。相控陣雷達的軍用優勢:(1)能對付多目標。(2)功能多,機動性強。(3)反應時間短、數據率高。(4)抗干擾能力強。(5)可靠性高。 相控陣雷達的缺點:(1)造價昂貴,典型的相控陣雷達比一般雷達的造價要高出若干倍。(2)相控陣雷達對于短程彈道導彈的襲擊可以說是無能為力,這也就是美國和臺灣為什么擔心大陸方面在福建沿海部署東風導彈的原因。 對付相控陣雷達的方法是:在其附近引爆電磁脈沖彈頭,使其瞬間過載,喪失戰斗能力,然后飽和攻擊! 。
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何謂相控陣雷達? 雷達在搜索目標時,需要不斷改變波束的方向。改變波束方向的傳統方法是轉動天線,使波束掃過一定的空域、地面或海面,稱為機械掃描。把天線做成一個平面,上面有規則地排列許多個輻射單元和接收單元,稱為陣元。利用電磁波的相干原理,通過計算機控制輸往天線各陣元電流相位的變化來改變波束的方向,同樣可進行掃描,稱為電掃描。接收單元將收到的雷達回波送入主機,完成雷達的搜索、跟蹤和測量任務。這就是相控陣技術。利用相控陣技術的雷達稱為相控陣雷達。與機械掃描雷達相比,相控陣雷達的天線無需轉動,波掃描更靈活,能跟蹤更多的目標,抗干擾性能好,還能發現隱形目標。 相控陣雷達的軍事應用十分廣泛,在地面遠程預警、機載和艦載預警、地面和艦艇防空系統、機載和艦載火控系統、炮位測量、靶場測量等領域,都已經使用相控陣雷達。 有代表性的相控陣雷達有美國的“丹麥眼鏡蛇”和AN/EPS-115戰略預警雷達、“愛國者”防空導彈系統用的AN/MPQ-53多功能相控陣雷達、“宙斯盾”指揮控制系統的相控陣雷達等。以色列為智利研制的“費爾康”預警機是世界上第一架相控陣雷達預警飛機,已于1995年5月交付智利空軍。 相控陣雷達有多神? 2001年4月,美國又將討論對臺軍售,其中“宙斯盾”(又名“神盾”)驅逐艦成為各方關注的焦點,其“宙斯盾”系統的核心就是SPY―1D相控陣雷達,特別是它出眾的預警搜索能力和識別能力,仿佛給妄圖“獨立”的臺灣新領導人一根救命稻草,一把夢幻的保護傘,而相控陣雷達又再一次走進國人的視線中。說到相控陣雷達或技術,大家可能很陌生,但如果說起去年美國軍方關于中國如何監測其隱型戰斗機的報道,大家可能就清楚了。對,用一大串電視接收天線來監視天空,經濟又有效,這就是最原始、最基礎的雷達,相控陣雷達。 下面談一談雷達和相控陣雷達的發展情況。 雷達及其分類 雷達(Radar,即 radio detecting and ranging),意為無線電搜索和測距。它是運用各種無線電定位方法,探測、識別各種目標,測定目標坐標和其它情報的裝置。在現代軍事和生產中,雷達的作用越來越顯示其重要性,特別是第二次世界大戰,英國空軍和納粹德國空軍的“不列顛”空戰,使雷達的重要性顯露的非常清楚。雷達由天線系統、發射裝置、接收裝置、防干擾設備、顯示器、信號處理器、電源等組成。其中,天線是雷達實現大空域、多功能、多目標的技術關鍵之一;信號處理器是雷達具有多功能能力的核心組件之 雷達種類很多,可按多種方法分類:(1)按定位方法可分為:有源雷達、半有源雷達和無源雷達。(2)按裝設地點可分為;地面雷達、艦載雷達、航空雷達、衛星雷達等。(3)按輻射種類可分為:脈沖雷達和連續波雷達。(4)按工作被長波段可分:米波雷達、分米波雷達、厘米波雷達和其它波段雷達。(5)按用途可分為:目標探測雷達、偵察雷達、武器控制雷達、飛行保障雷達、氣象雷達、導航雷達等。 相控陣雷達是一種新型的有源電掃陣列多功能雷達。它不但具有傳統雷達的功能,而且具有其它射頻功能。有源電掃陣列的最重要的特點是能直接向空中輻射和接收射頻能量。它與機械掃描天線系統相比,有許多顯著的優點。例如、相控陣省略了整個天線驅動系統,其中個別部件發生故障時,仍保持較高的可靠性,平均無故障時間為10萬小時,而機械掃描雷達天線的平均無故障時間小于1000小時。下面主要介紹先進的相掛陣雷達。 相控陣雷達的概況 相控陣技術,早在30年代后期就已經出現。1937年,美國首先開始這項研究工作。但一直到50年代中期才研制出2部實用型艦載相控陣雷達。60年代,美國和前蘇聯相繼研制和裝備了多部相控陣雷達,多用于彈道導彈防御系統,如美國的 AN/FPS-46、AN/FPS-85、MAR、MSR,前蘇聯的“雞籠”和“狗窩”等。這些都屬于固定式大型相控陣雷達,其共同點: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。其中美國的AN/FPS-85和前蘇聯的“狗窩”最為典型,70年代,相控陣雷達得到了迅速發展,除美蘇兩國外,又有很多國家研制和裝備了相控陣雷達,如英、法、日、意、德、瑞典等。其中最為典型的有:美國的AN/TPN-25 、AN/TPQ―37和GE―592、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一75等。這一時期的相控陣雷達具有機動性高、天線小型化、天線掃描體制多樣化、應用范圍廣等特點。80年代,相控陣雷達由于具有很多獨特的優點,得到了更進一步的應用。在已裝備和正在研制的新一代中、遠程防空導彈武器系統中多采用多功能相控陣雷達,它已成為第三代中、遠程防空導彈武器系統的一個重要標志。從而,大大提高了防空導彈武器系統的作戰性能。在21世紀,相控陣雷達隨著科技的不斷發展和現代戰爭兵器的特點,其制造和研究將會更上一層樓。 相控陣原理 相控陣,就是由許多輻射單元排成陣列形式構成的走向天線,各單元之間的輻射能量和相位關是可以控制的。典型的相控陣是利用電子計算機控制移相器改變天線孔徑上的相位分布來實現波束在空間掃描,即電子掃描,簡稱電掃。相位控制可采用相位法、實時法、頻率法和電子饋電開關法。在一維上排列若干輻射單元即為線陣,在兩維上排列若干輻射單元稱為平面陣。輻射單元也可以排列在曲線上或曲面上.這種天線稱為共形陣天線。共形陣天線可以克服線陣和平面陣掃描角小的缺點,能以一部天線實現全空域電掃。通常的共形陣天線有環形陣、圓面陣、圓錐面陣、圓柱面陣、半球面陣等。綜上所述,相控陣雷達因其天線為相控陣型而得名。 分類 相控陣雷達大體可分為兩大類,即全電掃相控陣和有限電掃相控陣。全電掃相控陣又可稱固定式相控陣,即在方位上和仰角上都采用電掃,天線陣是固定不動的。有限電掃相控陣是一種混合設計的天線,即把兩種以上天線技術結合起來,以獲得所需要的效果,起初把相掃技術與反射面天線技術相結合,其電掃角度小,只需少量的輻射單元,因此可大大降低設備造價和復雜程度。 天線陣,根據掃描情況可分為相掃、頻掃、相/相掃、相/頻掃、機/相掃、機/頻掃、有限掃等多種體制。相掃系列利用移相器改變相位關系來實現波束電掃。頻掃是利用改變工作頻率的方法來實現波束電掃。相/相掃是利用移相器控制平面陣兩個角坐標實現波束電掃。相/頻掃是利用移相器控制平面陣一個坐標而另一坐標利用頻率變化控制來實現波束電掃.機/相掃是在方位上采用機掃、仰角上采用相掃。機/頻掃是在方位上采用機掃、仰角上采用頻掃。 相控陣雷達的特點 相控陣雷達之所以具有強大的生命力,因為它優勝于一般機械掃描雷達。它具有以下特點: (1)能對付多目標。相控陣雷達利用電子掃描的靈活性、快速性和按時分割原理或多波束,可實現邊搜索邊跟蹤工作方式,與電子計算機相配合,能同時搜索、探測和跟蹤不同方向和不同高度的多批目標,并能同時制導多枚導彈攻擊多個空中目標。因此,適用于多目標、多方向、多層次空襲的作戰環境。 (2)功能多,機動性強。相控陣雷達能夠同時形成多個獨立控制的波束,分別用以執行搜索、探測、識別、跟蹤、照射目標和跟蹤、制導導彈等多種功能。一部相控陣雷達能起到多部專用雷達的作用,如“愛國者”的一部多功能相控陣雷達可以完成相當于“霍克”和“奈基”-2型9部雷達的功能,而且還遠比它們能夠同時對付的目標多。因此,可大大減少武器系統的設備,從而提高系統的機動能力。 (3)反應時間短、數據率高。相控陣雷達可不需要天線驅動系統,波束指向靈活,能實現無慣性快速掃描,從而縮短了對目標信號檢測、錄取、信息傳遞等所需的時間,具有較高的數據率。相控陣天線通常采用數字化工作方式,使雷達與數字計算機結合起來,能大大提高自動化程度,簡化了雷達操作,縮短了目標搜索、跟蹤和發控準備時間,便于快速、準確地實施畦達程序和數據處理。因而可提高跟蹤空中高速機動目標的能力。 (4)抗干擾能力強。相控陣雷達可以利用分布在天線孔徑上的多個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,可以根據不同方向上的需要分配不同的發射能量,易于實現自適應旁瓣抑制和自適應抗各種干擾,有利于發現遠離目標和小雷達反射面目標(如隱形飛機),還可提高抗反輻射導彈的能力。 (5)可靠性高。相控陣雷達的陣列組較多,且并聯使用,即使有少量組件失效,仍能正常工作,突然完全失效的可能性最小。此外,隨著固態器件的發展,格控陣雷達的固態器件越來越多,甚至已生產出全固態兒控陣雷達,如美國的。“愛國者”雷達,其天線的平均故障間隔時間高達15萬小時,即使有10%單元損壞也不會影響雷達的正常工作。 當然,相控陣雷達不是十全十美的,也有其缺點。主要是造價貴,典型的相控陣雷達比一般雷達的造價要高出若干倍。此外,相控陣雷達對于短程彈道導彈的襲擊可以說是無能為力,這也是美國及臺灣為什么擔心大陸方面在福建沿海部署東風導彈的原因。而1991年,海灣戰爭期間,伊拉克用“飛毛腿”導彈襲擊以色列的時候,其“愛國者”導彈根本無法有效將其擊落,何況短短的臺灣海峽呢? 。
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相控陣雷達是利用控制天線陣中每個單元的饋電相位,實現天線波束控制的雷達。它的天線是數千個天線單元組成的陣列,并且各天線元間的射頻能量和相位關系是可以控制的,用來改變天線口面上的電磁場分布,獲得所需要的定向輻射或接收,形成波束的掃描多波束或其它形狀的波束。當饋送給各天線元的微波的載波幅度。相位不同時,天線陣的輻射方向也不同。因此,在時間上連續不停地改變它們之間的相位差, 便能使波束在一定的空間范圍內掃描。它能在幾個微秒的瞬間使波束從空間一個方向跳到另一個方向。同時,它還能形成多個波束,可以同時跟蹤多個目標。
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何謂相控陣雷達? 雷達在搜索目標時,需要不斷改變波束的方向。改變波束方向的傳統方法是轉動天線,使波束掃過一定的空域、地面或海面,稱為機械掃描。把天線做成一個平面,上面有規則地排列許多個輻射單元和接收單元,稱為陣元。利用電磁波的相干原理,通過計算機控制輸往天線各陣元電流相位的變化來改變波束的方向,同樣可進行掃描,稱為電掃描。接收單元將收到的雷達回波送入主機,完成雷達的搜索、跟蹤和測量任務。這就是相控陣技術。利用相控陣技術的雷達稱為相控陣雷達。與機械掃描雷達相比,相控陣雷達的天線無需轉動,波掃描更靈活,能跟蹤更多的目標,抗干擾性能好,還能發現隱形目標。 相控陣雷達的軍事應用十分廣泛,在地面遠程預警、機載和艦載預警、地面和艦艇防空系統、機載和艦載火控系統、炮位測量、靶場測量等領域,都已經使用相控陣雷達。 有代表性的相控陣雷達有美國的“丹麥眼鏡蛇”和AN/EPS-115戰略預警雷達、“愛國者”防空導彈系統用的AN/MPQ-53多功能相控陣雷達、“宙斯盾”指揮控制系統的相控陣雷達等。以色列為智利研制的“費爾康”預警機是世界上第一架相控陣雷達預警飛機,已于1995年5月交付智利空軍。 相控陣雷達有多神? 2001年4月,美國又將討論對臺軍售,其中“宙斯盾”(又名“神盾”)驅逐艦成為各方關注的焦點,其“宙斯盾”系統的核心就是SPY―1D相控陣雷達,特別是它出眾的預警搜索能力和識別能力,仿佛給妄圖“獨立”的臺灣新領導人一根救命稻草,一把夢幻的保護傘,而相控陣雷達又再一次走進國人的視線中。說到相控陣雷達或技術,大家可能很陌生,但如果說起去年美國軍方關于中國如何監測其隱型戰斗機的報道,大家可能就清楚了。對,用一大串電視接收天線來監視天空,經濟又有效,這就是最原始、最基礎的雷達,相控陣雷達。 下面談一談雷達和相控陣雷達的發展情況。 雷達及其分類 雷達(Radar,即 radio detecting and ranging),意為無線電搜索和測距。它是運用各種無線電定位方法,探測、識別各種目標,測定目標坐標和其它情報的裝置。在現代軍事和生產中,雷達的作用越來越顯示其重要性,特別是第二次世界大戰,英國空軍和納粹德國空軍的“不列顛”空戰,使雷達的重要性顯露的非常清楚。雷達由天線系統、發射裝置、接收裝置、防干擾設備、顯示器、信號處理器、電源等組成。其中,天線是雷達實現大空域、多功能、多目標的技術關鍵之一;信號處理器是雷達具有多功能能力的核心組件之 雷達種類很多,可按多種方法分類:(1)按定位方法可分為:有源雷達、半有源雷達和無源雷達。(2)按裝設地點可分為;地面雷達、艦載雷達、航空雷達、衛星雷達等。(3)按輻射種類可分為:脈沖雷達和連續波雷達。(4)按工作被長波段可分:米波雷達、分米波雷達、厘米波雷達和其它波段雷達。(5)按用途可分為:目標探測雷達、偵察雷達、武器控制雷達、飛行保障雷達、氣象雷達、導航雷達等。 相控陣雷達是一種新型的有源電掃陣列多功能雷達。它不但具有傳統雷達的功能,而且具有其它射頻功能。有源電掃陣列的最重要的特點是能直接向空中輻射和接收射頻能量。它與機械掃描天線系統相比,有許多顯著的優點。例如、相控陣省略了整個天線驅動系統,其中個別部件發生故障時,仍保持較高的可靠性,平均無故障時間為10萬小時,而機械掃描雷達天線的平均無故障時間小于1000小時。下面主要介紹先進的相掛陣雷達。 相控陣雷達的概況 相控陣技術,早在30年代后期就已經出現。1937年,美國首先開始這項研究工作。但一直到50年代中期才研制出2部實用型艦載相控陣雷達。60年代,美國和前蘇聯相繼研制和裝備了多部相控陣雷達,多用于彈道導彈防御系統,如美國的 AN/FPS-46、AN/FPS-85、MAR、MSR,前蘇聯的“雞籠”和“狗窩”等。這些都屬于固定式大型相控陣雷達,其共同點: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。其中美國的AN/FPS-85和前蘇聯的“狗窩”最為典型,70年代,相控陣雷達得到了迅速發展,除美蘇兩國外,又有很多國家研制和裝備了相控陣雷達,如英、法、日、意、德、瑞典等。其中最為典型的有:美國的AN/TPN-25 、AN/TPQ―37和GE―592、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一75等。這一時期的相控陣雷達具有機動性高、天線小型化、天線掃描體制多樣化、應用范圍廣等特點。80年代,相控陣雷達由于具有很多獨特的優點,得到了更進一步的應用。在已裝備和正在研制的新一代中、遠程防空導彈武器系統中多采用多功能相控陣雷達,它已成為第三代中、遠程防空導彈武器系統的一個重要標志。從而,大大提高了防空導彈武器系統的作戰性能。在21世紀,相控陣雷達隨著科技的不斷發展和現代戰爭兵器的特點,其制造和研究將會更上一層樓。 相控陣原理 相控陣,就是由許多輻射單元排成陣列形式構成的走向天線,各單元之間的輻射能量和相位關是可以控制的。典型的相控陣是利用電子計算機控制移相器改變天線孔徑上的相位分布來實現波束在空間掃描,即電子掃描,簡稱電掃。相位控制可采用相位法、實時法、頻率法和電子饋電開關法。在一維上排列若干輻射單元即為線陣,在兩維上排列若干輻射單元稱為平面陣。輻射單元也可以排列在曲線上或曲面上.這種天線稱為共形陣天線。共形陣天線可以克服線陣和平面陣掃描角小的缺點,能以一部天線實現全空域電掃。通常的共形陣天線有環形陣、圓面陣、圓錐面陣、圓柱面陣、半球面陣等。綜上所述,相控陣雷達因其天線為相控陣型而得名。 分類 相控陣雷達大體可分為兩大類,即全電掃相控陣和有限電掃相控陣。全電掃相控陣又可稱固定式相控陣,即在方位上和仰角上都采用電掃,天線陣是固定不動的。有限電掃相控陣是一種混合設計的天線,即把兩種以上天線技術結合起來,以獲得所需要的效果,起初把相掃技術與反射面天線技術相結合,其電掃角度小,只需少量的輻射單元,因此可大大降低設備造價和復雜程度。 天線陣,根據掃描情況可分為相掃、頻掃、相/相掃、相/頻掃、機/相掃、機/頻掃、有限掃等多種體制。相掃系列利用移相器改變相位關系來實現波束電掃。頻掃是利用改變工作頻率的方法來實現波束電掃。相/相掃是利用移相器控制平面陣兩個角坐標實現波束電掃。相/頻掃是利用移相器控制平面陣一個坐標而另一坐標利用頻率變化控制來實現波束電掃.機/相掃是在方位上采用機掃、仰角上采用相掃。機/頻掃是在方位上采用機掃、仰角上采用頻掃。 相控陣雷達的特點 相控陣雷達之所以具有強大的生命力,因為它優勝于一般機械掃描雷達。它具有以下特點: (1)能對付多目標。相控陣雷達利用電子掃描的靈活性、快速性和按時分割原理或多波束,可實現邊搜索邊跟蹤工作方式,與電子計算機相配合,能同時搜索、探測和跟蹤不同方向和不同高度的多批目標,并能同時制導多枚導彈攻擊多個空中目標。因此,適用于多目標、多方向、多層次空襲的作戰環境。 (2)功能多,機動性強。相控陣雷達能夠同時形成多個獨立控制的波束,分別用以執行搜索、探測、識別、跟蹤、照射目標和跟蹤、制導導彈等多種功能。一部相控陣雷達能起到多部專用雷達的作用,如“愛國者”的一部多功能相控陣雷達可以完成相當于“霍克”和“奈基”-2型9部雷達的功能,而且還遠比它們能夠同時對付的目標多。因此,可大大減少武器系統的設備,從而提高系統的機動能力。 (3)反應時間短、數據率高。相控陣雷達可不需要天線驅動系統,波束指向靈活,能實現無慣性快速掃描,從而縮短了對目標信號檢測、錄取、信息傳遞等所需的時間,具有較高的數據率。相控陣天線通常采用數字化工作方式,使雷達與數字計算機結合起來,能大大提高自動化程度,簡化了雷達操作,縮短了目標搜索、跟蹤和發控準備時間,便于快速、準確地實施畦達程序和數據處理。因而可提高跟蹤空中高速機動目標的能力。 (4)抗干擾能力強。相控陣雷達可以利用分布在天線孔徑上的多個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,可以根據不同方向上的需要分配不同的發射能量,易于實現自適應旁瓣抑制和自適應抗各種干擾,有利于發現遠離目標和小雷達反射面目標(如隱形飛機),還可提高抗反輻射導彈的能力。 (5)可靠性高。相控陣雷達的陣列組較多,且并聯使用,即使有少量組件失效,仍能正常工作,突然完全失效的可能性最小。此外,隨著固態器件的發展,格控陣雷達的固態器件越來越多,甚至已生產出全固態兒控陣雷達,如美國的。“愛國者”雷達,其天線的平均故障間隔時間高達15萬小時,即使有10%單元損壞也不會影響雷達的正常工作。 當然,相控陣雷達不是十全十美的,也有其缺點。主要是造價貴,典型的相控陣雷達比一般雷達的造價要高出若干倍。此外,相控陣雷達對于短程彈道導彈的襲擊可以說是無能為力,這也是美國及臺灣為什么擔心大陸方面在福建沿海部署東風導彈的原因。而1991年,海灣戰爭期間,伊拉克用“飛毛腿”導彈襲擊以色列的時候,其“愛國者”導彈根本無法有效將其擊落,何況短短的臺灣海峽呢? 。
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相控陣雷達是用電的方式控制雷達波束的指向變動來進行掃描發現目標的。這種方式被稱為電掃描。相控陣雷達雖然不能像其他雷達那樣靠旋轉天線來使電磁瓣轉動,一個相位一個相位地進行搜索。但它自有自己的“絕招”,那就是使用“移相器”來實現電磁瓣轉動。
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相控陣雷達的概況 相控陣技術,早在30年代后期就已經出現。1937年,美國首先開始這項研究工作。但一直到50年代中期才研制出2部實用型艦載相控陣雷達。60年代,美國和前蘇聯相繼研制和裝備了多部相控陣雷達,多用于彈道導彈防御系統,如美國的 AN/FPS-46、AN/FPS-85、MAR、MSR,前蘇聯的“雞籠”和“狗窩”等。這些都屬于固定式大型相控陣雷達,其共同點: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。其中美國的AN/FPS-85和前蘇聯的“狗窩”最為典型,70年代,相控陣雷達得到了迅速發展,除美蘇兩國外,又有很多國家研制和裝備了相控陣雷達,如英、法、日、意、德、瑞典等。其中最為典型的有:美國的AN/TPN-25 、AN/TPQ—37和GE—592、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一75等。這一時期的相控陣雷達具有機動性高、天線小型化、天線掃描體制多樣化、應用范圍廣等特點。80年代,相控陣雷達由于具有很多獨特的優點,得到了更進一步的應用。在已裝備和正在研制的新一代中、遠程防空導彈武器系統中多采用多功能相控陣雷達,它已成為第三代中、遠程防空導彈武器系統的一個重要標志。從而,大大提高了防空導彈武器系統的作戰性能。在21世紀,相控陣雷達隨著科技的不斷發展和現代戰爭兵器的特點,其制造和研究將會更上一層樓。 相控陣原理 相控陣,就是由許多輻射單元排成陣列形式構成的走向天線,各單元之間的輻射能量和相位關是可以控制的。典型的相控陣是利用電子計算機控制移相器改變天線孔徑上的相位分布來實現波束在空間掃描,即電子掃描,簡稱電掃。相位控制可采用相位法、實時法、頻率法和電子饋電開關法。在一維上排列若干輻射單元即為線陣,在兩維上排列若干輻射單元稱為平面陣。輻射單元也可以排列在曲線上或曲面上.這種天線稱為共形陣天線。共形陣天線可以克服線陣和平面陣掃描角小的缺點,能以一部天線實現全空域電掃。通常的共形陣天線有環形陣、圓面陣、圓錐面陣、圓柱面陣、半球面陣等。綜上所述,相控陣雷達因其天線為相控陣型而得名。 分類 相控陣雷達大體可分為兩大類,即全電掃相控陣和有限電掃相控陣。全電掃相控陣又可稱固定式相控陣,即在方位上和仰角上都采用電掃,天線陣是固定不動的。有限電掃相控陣是一種混合設計的天線,即把兩種以上天線技術結合起來,以獲得所需要的效果,起初把相掃技術與反射面天線技術相結合,其電掃角度小,只需少量的輻射單元,因此可大大降低設備造價和復雜程度。 天線陣,根據掃描情況可分為相掃、頻掃、相/相掃、相/頻掃、機/相掃、機/頻掃、有限掃等多種體制。相掃系列利用移相器改變相位關系來實現波束電掃。頻掃是利用改變工作頻率的方法來實現波束電掃。相/相掃是利用移相器控制平面陣兩個角坐標實現波束電掃。相/頻掃是利用移相器控制平面陣一個坐標而另一坐標利用頻率變化控制來實現波束電掃.機/相掃是在方位上采用機掃、仰角上采用相掃。機/頻掃是在方位上采用機掃、仰角上采用頻掃。 相控陣雷達的特點 相控陣雷達之所以具有強大的生命力,因為它優勝于一般機械掃描雷達。它具有以下特點: (1)能對付多目標。相控陣雷達利用電子掃描的靈活性、快速性和按時分割原理或多波束,可實現邊搜索邊跟蹤工作方式,與電子計算機相配合,能同時搜索、探測和跟蹤不同方向和不同高度的多批目標,并能同時制導多枚導彈攻擊多個空中目標。因此,適用于多目標、多方向、多層次空襲的作戰環境。 (2)功能多,機動性強。相控陣雷達能夠同時形成多個獨立控制的波束,分別用以執行搜索、探測、識別、跟蹤、照射目標和跟蹤、制導導彈等多種功能。一部相控陣雷達能起到多部專用雷達的作用,如“愛國者”的一部多功能相控陣雷達可以完成相當于“霍克”和“奈基”-2型9部雷達的功能,而且還遠比它們能夠同時對付的目標多。因此,可大大減少武器系統的設備,從而提高系統的機動能力。 (3)反應時間短、數據率高。相控陣雷達可不需要天線驅動系統,波束指向靈活,能實現無慣性快速掃描,從而縮短了對目標信號檢測、錄取、信息傳遞等所需的時間,具有較高的數據率。相控陣天線通常采用數字化工作方式,使雷達與數字計算機結合起來,能大大提高自動化程度,簡化了雷達操作,縮短了目標搜索、跟蹤和發控準備時間,便于快速、準確地實施畦達程序和數據處理。因而可提高跟蹤空中高速機動目標的能力。 (4)抗干擾能力強。相控陣雷達可以利用分布在天線孔徑上的多個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,可以根據不同方向上的需要分配不同的發射能量,易于實現自適應旁瓣抑制和自適應抗各種干擾,有利于發現遠離目標和小雷達反射面目標(如隱形飛機),還可提高抗反輻射導彈的能力。 (5)可靠性高。相控陣雷達的陣列組較多,且并聯使用,即使有少量組件失效,仍能正常工作,突然完全失效的可能性最小。此外,隨著固態器件的發展,格控陣雷達的固態器件越來越多,甚至已生產出全固態兒控陣雷達,如美國的。“愛國者”雷達,其天線的平均故障間隔時間高達15萬小時,即使有10%單元損壞也不會影響雷達的正常工作。 當然,相控陣雷達不是十全十美的,也有其缺點。主要是造價貴,典型的相控陣雷達比一般雷達的造價要高出若干倍。此外,相控陣雷達對于短程彈道導彈的襲擊可以說是無能為力,這也是美國及臺灣為什么擔心大陸方面在福建沿海部署東風導彈的原因。而1991年,海灣戰爭期間,伊拉克用“飛毛腿”導彈襲擊以色列的時候,其“愛國者”導彈根本無法有效將其擊落,何況短短的臺灣海峽呢?。