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有源相控阵雷达,我是相控阵雷达

来源:整理 时间:2022-03-30 15:35:26 编辑:华为40 手机版

有源相控阵雷达到底有多厉害?

有源相控阵雷达到底有多厉害

阵风战机使用的AESA雷达现代战机多采用有源相控阵雷达,主要是它的优势很多,会很灵活的的快速改变波束在空间的指向,还容易获得更大的功率,可靠性也高。机械扫描的雷达需要雷达不停的左右上下转动来发射和接收雷达波,一是转动的期间有空档,二是高频率的转动会使得故障比较高,两者相比,机械雷达无故障时间为100小时,而有源相控阵雷达则达到2000小时,这个差距可就大多了。

同时有源相控雷达在传递能量过程中损失也小。主要是因为收发组件,在天线单元的后面,电流量发射出去路径短,传输过程中损失小。这样就对雷达提高发现距离更有利。而传统的机械扫描雷达,发射组件离天线单元距离远,这样电波量路径长,损失大;大概能少3-4倍。这样探测距离上就明显不如有源相控阵雷达那么远。另外,有源相控阵多功能性强大,大量收发组件都是独立工作的,效率高。

APG-79 AESA雷达,主要配备超级大黄蜂舰载机性能强大自然工艺要求也高。相当于要把发射机,接收机,移相器,功率放大管等关键部件都集合在一个很小的部件上,实际上就是说每一个收发组件都是一个微型的雷达,这么多雷达一起工作,要想不互相干扰相当复杂。电路设计要仔细精心合理,同时制作工艺也要过关,不然很容易损坏。

在雷达的总成本中,这些组件要占在8成左右。既然全是小雷达,那么想要增加功率就增加收发组件数就可以了,同时照射目标时,有源相控阵雷达可由计算时控制,在目标身上停留更多时间,从而到得更精确的数据,停留的时间长了自然雷达波照射目标的时间也长,返回的雷达波也会更多,自然也就能就让雷达看到更远更清楚。苏-27战斗机配备的NO01火控雷达。

有源雷达和无源雷达有什么区别?

有源雷达和无源雷达有什么区别

这个其实很好理解,它们之间最大的区别就在于有“源”和无“源”啊,至于这个“源”,指的就是辐射源了。有源雷达就是有辐射源(发射机)的雷达,无源雷达就是没有辐射源(发射机)的雷达。打个比方来简单理解一下,其实,辐射源就好比你手里的手电筒,有源雷达自己打开手电筒,让自己手电筒的光照在别人身上,从而让自己发现对方。

而无源雷达呢,本身没有手电筒,但是它可以等着别人打开手电筒,靠着别人手电筒的光线方向和强度变化,从而判断对方位置。当然,这只是个比喻,无源雷达技术手段其实还有很多。两者在战场上应用都很广泛,各自用途也并不相同,优劣程度也各不相同。有源雷达主动性强,主动权掌握在自己手中,但同时容易暴露自己。而无源雷达靠别人来发现别人,可以说主动性弱了些,但它本身不用辐射,现场生存能力更强一些。

其实,无源雷达最初的目的就是为了规避越来越多的反辐射导弹攻击而设计的。雷达就是战场上的“眼睛”,战争初期,为了夺取制空权和现场主动权,双方都会想方设法打掉对方的眼睛,从而使对方致盲,所以生存能力是一部雷达首先要考虑的大事。因为有源雷达在发现目标的同时,也一样容易被别人发现,从而成为别人的攻击目标,而设计一款不用辐射的雷达出来,自然就少了这份威胁。

什么是有源相控阵雷达?有什么用呢?

有源相控阵雷达到底有多厉害

我参与设计过相控阵雷达,所以比较了解,但是如果只依靠专业的知识来解释,恐怕很多人还是很难听懂,所以我这就里就通过做一个通俗常见物品的比喻,来向大家解释一下相控阵雷达的工作原理,以及什么又是有源和无源相控阵雷达。什么是相控阵雷达首先做个比喻,原始的雷达就是一个非常大的探照灯,只能照射到一个固定的方向,如果想要照射到其它方向,就必须通过转动来实现。

比如想要实现360度的照射,这就需要探照灯不停的围绕中心旋转。如果想要探测上下目标,就需要上下旋转。所以非常麻烦,探测的角度有限,需要做机械运动。就是我们经常在电视上看到的那种雷达,天线不断的在旋转。为什么把探照灯比喻传统雷达呢?因为探照灯和手电发出的光,也是一种电磁波,所以把它们比喻成雷达,也是可以的。

这个时候人与探照灯或者手电,就形成了一部完整的雷达系统,灯的光源就是雷达的信号源,发射的光源照射到物品发生反射,被眼睛接收,经过处理成像在我们的大脑中。这就和雷达的工作原理一样:发射雷达波、遇到物体反射、反射信号被接收机接收、处理器处理然后成像。那相控阵是个什么样子的探照灯呢?它是成千上万个小手电排列在一起,形成一个大阵列的探照灯(有点类似我们生活中LED光源),这里的每个手电就是一部小雷达,每个手电都可以自己独立工作并且转动(当然实际的雷达天线不转动,是通过相位控制雷达波束的指向,但也就相当于手电的转动)。

就比如一百个小手电,按照边长为十个排列成一个矩形方阵,所有的小手电,既可以同时照射同一个固定的方向,相当于照射一个目标。也可以分成不同的组别,例如相邻的十个为一组,这样就分成了十组,每组都能照射一个方向,那就是同时照射十个方向,也等于可以至少照射十个目标。这样在不转动雷达本身的情况下,就可以在一定的角度内实现全部方向的覆盖。

如果部署三部不同朝向的相控阵雷达或者更多,就能够实现360的覆盖,大家可参考军舰上面的相控阵雷达分布。不过和手电不一样的就是,真正的相控阵雷达,里面全部的部件全都是固定的,尤其是相控阵雷达的天线是固定的,它是通过改变馈电的相位,来实现雷达波束的偏移,通过模拟电子的方式代替了传统机械式的旋转(这里比较专业,大家也不需要理解的)。

现在大家都应该知道相控阵雷达原理了,它有许多的优势,比如多目标,角度广,探测距离远等。另外加上集成电路的发展,相控阵雷达相比原始的雷达,体积变小了,重量变轻了,能够按安装在小型的作战平台,比如说战斗时上面。另外相控阵还有一个特点,那就是可靠性,因为相控阵每个雷达模块都独立工作,所以坏了几个几十个,基本不影响雷达整体的效果。

而且现实的相控阵雷达有成千上万的小雷达模块组成的,坏一小部分没事。有源与无源的区别接下来就和大家说一说相控阵雷达的有源(主动)和无源(被动)区别。区别就在:无源相控阵,整个雷达系统只有一个雷达信号源,产生信号后,被分到各个雷达模块。而有源的,每一个雷达模块,都有自己的雷达波发射源,它们是可以独自的进行发射与接收信号(T/R组件)。

相比较无源的,有源的难度更大一些,成本也更高,但是性能却更加先进,所以目前主流的相控阵,都是有源主动的,无源被动的慢慢被淘汰了,当然无源的在某些领域,还是可以继续发挥功能的。目前世界上,相控阵雷达技术最先进的国家,要属美国了。就比如它在军舰上首次使用了宙斯盾系统,主要就是依靠相控阵来实现功能的。还有就是前几年闹得比较厉害的部署在韩国的某型防御系统,用的也是相控阵雷达,所以这个防御系统的探测距离就比较远,探测精度也非常高。

有源相控阵雷达与无源相控阵雷达孰优孰劣?

有源雷达和无源雷达有什么区别

如果要是以有源相控阵雷达和无源相控阵雷达的技术先进程度上来讲的话,那当然是有源相控阵雷达更先进,可是在有源相控阵雷达无法装备的基础上,无源相控阵雷达却是还可以依旧装备的一款更老式的相控阵雷达,就好比我们所使用的电工工具,你说是插电源的方便?还是自备电池的更方便?它们的不同之处大概是以下三点:首先无源相控阵雷达功率会小很多,有源相控阵雷达在频宽、信号处理和冗度设计上会具有绝对的优势。

无源相控阵雷达仅有一个中央发射机和一个接收机,而有源相控阵雷达的每个辐射器都会有一个发射与一个接收组件。有源相控阵雷达每一个组件都能自己产生、接收电磁波,而无源相控阵雷达发射机产生的高频能量只能经计算机再分配给天线阵的各个辐射器,再将目标反射信号经接收机统一放大才能接收电磁波。然后有源相控阵雷达的制造技术难度会比无源相控阵雷达大,造价会比较贵一些,而无源相控阵雷达的制造技术难度要小得多,造价就会相对便宜的多。

最后在当今全世界选用相控阵雷达的选择上,大家所研制的舰载雷达、机载雷达、弹道导弹防御雷达以及星载雷达,都采用的是有源相控阵雷达阵列。无源相控阵雷达只能作为有源相控阵雷达普之前的一种过渡产品,并没有被广泛所采用。无源相控阵雷达该适用于哪些地方呢?如果你在没有电源可提供的地方,或者产生的电力不能足够提供相控阵雷达正常使用的地方安装相控阵雷达,你还能选择有源相控阵雷达吗?答案显然是不可以了,为了能让相控阵雷达能正常工作,唯有选择无源相控阵雷达来部署了。

有源相控阵雷达是怎么回事,到底有多利害?

世界上第一款机载有源相控阵雷达是日本自卫队F2战斗机,不过由于他们综合集成能力很差,所以导致它的雷达是世界上探测距离最近的有源相控阵雷达。相控阵雷达与多普勒雷达相比集成度更高,无论是有源相控阵还是无源相控阵,它们的基本单位是T/R组件,这些组件又有氮化镓和砷化镓之分,其中每一个T/R组件都相当于一部小雷达,这就是结构的区别。

有源相控阵跟无源相控阵比,功率更大、分辨率更高、可靠性高,因为有源相控阵雷达的每一个T/R组件都是一个单独的发射机和接收机,而无源相控阵是一个组件一个发射机,后端共用一个接收机。有源相控阵雷达的组件损失50%,还能维持原有的探测距离,类似于动物的复眼结构。有源相控阵厉害的地方在于天线扁平化,不用像多普勒雷达需要曲面天线反射,并且波束可以通过移相器击中,比如某个方向来袭目标可以击中波束照射这个方向,而多普勒雷达波束不能偏转,所以如果刚好在波束能量弱的地方遇到电磁干扰就丢失目标,相控阵就不会有这种问题发现目标就直接集中波束。

电视中经常提到的有源相控阵雷达和无源相控阵雷达有什么区别?

最近几年,随着我国军事实力的大幅度提高,各种各样的先进雷达也进入了人们的视野。其中又以相控阵雷达出境最多。再加上因为反隐身战机需要而曝光率明显增加的各类米波雷达,不禁让人疑惑,有源相控阵和无源相控阵雷达有什么区别?而米波雷达和普通的相控阵雷达又有着怎样的差异? 简单来说,有源相控阵雷达是由数百到上千个不等的发射/接收单元组成的,简称其为T/R模块。

这些TR模块都可以独立发射、接收雷达波信号,并在相关算法的加持下进行协同工作。有源相控阵雷达采用平板式雷达阵面,雷达波的损耗量较小。并且在部分T/R组建损坏时,其仍旧能照常工作。但是其T/R组件采用的原料较为稀缺,且报废率高,因此有源相控阵雷达的造价和使用费用是十分高昂的。 而无源相控阵雷达则是通过组成系统,接收外部发射机的反射信号。

没有数量众多的发射组建意味着其造价将会大大降低。制造工艺的简单化使得在战时可以进行快速补充。同时,其可以使用不同波段的发射机进行工作,工作方式相比于有源相控阵来讲灵活了不少。但是其本身又较为娇贵,一旦一部发射机损坏就会导致整部雷达瘫痪。 而米波雷达,则是采用了不同波段雷达波的雷达。世界上目前主流的雷达绝大部分都是工作在毫米波段,这就让各国五代机在无法做到全频段隐身时不约而同的选择了毫米波段隐身。

正因为如此,各国在开发反隐身雷达时都选择了米波。米波雷达的衰减较小,有着较远的探测距离。但是其探测精度较低,通常情况下只能探测到隐身战机的大体方位。 总的来说,没有一款雷达是完美的,真正的防空作战都是多种雷达结合,互相补充、形成一个完善的作战网络,只有一种武器是无法保卫天空的。叙利亚近几日被炸毁的反隐身雷达就说明了,只能用米波雷达发现隐身战机的方位并不足以击落敌机,需要其他雷达、导弹的配合,才能完成作战。

什么是相控阵雷达,什么是有源相控阵雷达,两者之间有什么区别吗?

相控阵雷达(Phased Array Radar)又叫相位控制电子扫描阵列雷达,是电子扫描阵列雷达(electronically scanned array——ESA)的一种,这种雷达通过改变雷达波的相位来改变波束扫描方向,而传统的机械扫描雷达都需要马达驱动天线快速转动来改变扫描方向。当然有些电子扫描阵列雷达因为阵面数量少的原因也会采用机械转动的方式来获得更大的扫描范围,例如中国054A护卫舰上的382型雷达和现代级驱逐舰上的俄制原版“顶板”雷达,而美国伯克级以及中国052C/D型驱逐舰的四面大型相控阵雷达都是固定安装在舰体上,扫描范围全方位覆盖。

美国宙斯盾系统的核心——SPY-1相控阵雷达有源相控阵雷达(Active Phased Array Radar——APAR)又是相控阵雷达的一种,也叫主动相控阵雷达;另一种是无源相控阵雷达(Passive Phased Array Radar——PPAR),也叫被动相控阵雷达。这里要注意,除了相控阵雷达外,早前还出现过频率控制电子扫描阵列雷达,只不过如今已经销声匿迹,完全被相控阵雷达取代,所以如今AESA(Active electronically scanned array——有源电子扫描阵列雷达)成了有源相控阵雷达的泛称,而PESA(Passive electronically scanned array——无源电子扫描阵列雷达)成了无源相控阵雷达的泛称。

F-22使用的AN/APG-77和F-35使用的AN/APG-81 AESA雷达苏-35战机使用的雪豹-E PESA雷达如上图,AESA雷达的天线阵列由上千个发射/接收模块组成,因此表面整齐密布凸出的T/R组件,而PESA雷达只有一个中央发射机和接收机,天线就像一块平板,这是AESA和PESA雷达外观上最大的区别。

功能上,由于AESA雷达每个辐射器都配装有一个发射/接收组件,每一个组件都能自己产生、接收电磁波,使得其反应速度、扫描范围、多目标跟踪、可靠性、抗干扰能力都比之前的雷达要好很多,而且一台雷达能同时形成多个独立波束,可同时实现搜索、识别、跟踪、制导、无源探测等多种功能。而PESA雷达只有一个中央发射机和接收机,发射机产生的高频能量经计算机自动分配给天线阵的各个辐射器,目标反射信号经接收机统一放大,功率、效率、波束控制及可靠性等方面都不如AESA雷达。

看到网上说战斗机雷达有有源雷达,无源雷达,火控雷达,多普勒雷达,这些都啥意思

所长回答!所长从事的就是和雷达相关的专业,参与研发了一些雷达,比如谐波探测雷达和相控阵雷达等等,下面我用通俗的语言为大家简单解释一下上面几款雷达的原理。首先就是什么是雷达?雷达就是一个发射无线信号和接收无线信号的装置,简单的说就是发射电磁波,遇到障碍物,会发生反射,反射后的电磁波被雷达接收,然后处理得到目标的信息,比如距离、目标大小、方向等等。

这里举例说明一下距离是怎么计算的,就是雷达发射信号和接收到反射信号时间间隔,乘以光速除以二,就是雷达和目标之间的距离。有源雷达/无源雷达这两个雷达是相对的,简单的说就是有源雷达自己发射信号自己接收,而无源雷达就是别人发自己收。有源雷达基本上告诉别人自己的位置,因为辐射出信号,对方雷达能够探测到信号源位置。

但是无源雷达,不发射信号,只是接收信号,通过接收其它雷达发射的信号碰到目标发生反射的信号,这样就不会暴露自身的位置。火控雷达这个雷达就是专门为武器设计的,是一种战术雷达,主要是为武器提供目标的方位和速度等信息的雷达。比如军舰装备的近防系统,在受到攻击的时候,比如火炮和导弹,火控雷达会照射目标,根据目标的移动速度或者移动方位等信息,引导近防系统攻击这些目标。

这相当于武器的眼睛,原来的武器需要靠人眼瞄准,有了火控雷达,就不需要人眼,直接用火控雷达就可以了。多普勒雷达这种雷达的原理主要依靠一种多普勒效应,就是当雷达发射相应的信号后,目标反射后的信号频率升高,则说明目标距离雷达越来越近,如果频率降低,则目标距离雷达越来越远,同时根据反射的信号,还可以计算出目标的速度和方位等等信息。

文章TAG:相控阵雷达有源

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