有源、無源相控陣、都卜勒、合成孔徑、毫米波等雷達它們的優劣!

今天小編給大家簡單科普一下多種雷達的優劣,有喜歡的朋友關注一下,小編會用心努力

我們首先要科普楚幾個概念:相控陣指雷達天線的掃描方式,跟機械掃描相對應;而有源-無源則是根據天線-發射機組合體制劃分的;多普勒和合成孔徑是雷達的其中兩種工作模式;而毫米波則是波段的一種,在雷達體制、工作模式、波段這些不同範疇的概念之間我們無法對比優劣,必須細分來說(小編開始進入裝X模式)。

舉個栗子,就拿電視來說吧,雷達的體制就相當於是電視的液晶屏和顯像管屏;工作模式相當於接機頂盒還是閉路電視;波段就相當於用4G還是WIFI。

有源、無源相控陣、多普勒、合成孔徑、毫米波等雷達它們的優劣!

殲10之父宋文驄,這是當年他正在向劉華清上將介紹殲10A戰鬥機,注意雷達


殲-10A的標配雷達,就是釐米波波段的機械掃描雷達,而俄羅斯蘇-35則是釐米波波段的無源相控陣雷達,殲-10C和殲-20的雷達則是釐米波的有源相控陣雷達,它們都可以用多普勒模式攻擊空中的敵機,或者使用合成孔徑模式尋找地面的敵人;而殲-8II的雷達,也是釐米波的機械掃描雷達,但是它的工作模式就只有多普勒沒有合成孔徑,所以只能對空不能對地;而AH-64D旋翼頂端的“長弓”雷達則是毫米波雷達,有動目標檢測模式,可以搜索地面的車輛。

無源相控陣雷達,是採用一臺集中式的發射機接收機,用電子管或者是固態發射機,通過饋電系統連接到天線,再由分配網絡把發射信號分配到各個陣元,同時也把接收到的信號發到接收機。而有源相控陣,則是採用若干分散的發射-接收機,直接安裝到陣元上,省去了饋電系統和分配網絡。

有源、無源相控陣、多普勒、合成孔徑、毫米波等雷達它們的優劣!

無源(左)和有源(右)的區別,直接挑幹活說:有源的鏈路短很多,而無源的複雜機制就相當於一條公路上有大

有源相控陣主要有三個優點:(1),可以使用單管功率較小的晶體管,一個陣元用1到4個功率晶體管結構簡單可靠,很容易提高整體信噪比,而無源相控陣則是用幾十個甚至上百上千個電子管-晶體管組成複雜的推-挽結構,內部干擾大而且不可靠。(2)省掉了饋電系統和分配網絡,無源相控陣的饋電系統和分配網絡一般會帶來8分貝以上的內部噪聲,取消饋電系統等於讓整機有效功率提高几倍,在相當的功率下大大提升性能。(3)無源相控陣發射機-接收機都是一個損壞全部完蛋,而有源相控陣有上千甚至上萬個發射機-接收機組合,哪怕壞掉幾百個,也能湊合使用,可用性遠超無源相控陣。

這就和液晶電視與老式顯像管電視的區別非常接近:液晶電視一個點壞了頂多是屏幕上多幾個黑點,而顯像管壞了相當於整個電視機報廢。而且,液晶電視的耗電量發熱量也比顯像管低得多,多快好省就是技術進步的優勢。

最後來說說工作模式。多普勒是一種濾波方式,即雷達信號處理設備通過多普勒效應,濾掉那些固定不動的目標,它同時還能測量目標速度。在多普勒濾波模式出現以前,機載雷達對下方目標探測時,大量地面反射來的雜波會把目標完全掩蓋。因為地面是固定不動的,所以依靠多普原理把它們過濾掉以後,剩下來的目標就是低空的飛機。有點像以前生物課本里提到過的青蛙抓蚊子:不動的就看不到,動彈的就一下子抓住。

在多普勒雷達普及以前,超低空突防躲避雷達是對地打擊戰術的主流,像F-111、SU-24和狂風就是典型的貼地飛機,但是多普勒雷達普及後,這種戰術的優勢就逐漸弱化乃至接近消失了。

有源、無源相控陣、多普勒、合成孔徑、毫米波等雷達它們的優劣!

多普勒雷達擠掉了很多靠超低空突防的戰鬥轟炸機的飯碗

合成孔徑原理則是利用一個小天線沿著長線陣的軌跡等速移動並輻射相參信號, 把在不同位置接收的回波進行相干處理, 從而獲得較高分辨率的成像雷達,可分為聚焦型和非聚焦型兩類。以前的側視偵察雷達是七八米長的天線,也就能取得幾米的精度,而合成孔徑雷達的數據處理能力提高後,一個800毫米直徑的天線就能取得0.5米精度,性能提升是非常驚人的。

有源、無源相控陣、多普勒、合成孔徑、毫米波等雷達它們的優劣!

美軍E-8“聯合星”戰場監視機肚皮底下的凸起就是臺大型合成孔徑雷達


毫米波雷達則是使用波長很短的毫米波發射機,毫米波波長短,因此相同的口徑下波束更窄,精度更高。但是毫米波容易被雨珠反射,因此全天候適應性不佳。

有源、無源相控陣、多普勒、合成孔徑、毫米波等雷達它們的優劣!


阿帕奇直升機的“長弓”毫米波雷達,毫米波波長小,所以該雷達只需要尺寸很小的拋物面天線(紅框裡的物件)就可以有效地將毫米波信號發射出去。這樣,毫米波雷達的體積也相對小巧,可以裝在直升機的槳轂上。

好啦,雷達導論課上完了,下面佈置作業,讓我們用雷達術語來造句:

殲20裝有一部工作在釐米波段的有源相控陣雷達,它可以採用帶多普勒濾波的工作模式搜索、並引導空空導彈攻擊空中目標;也可以切換到合成孔徑工作模式,獲取地面圖像,發現目標,並給機上掛載的北斗衛星導航制導炸彈裝訂目標諸元(地面目標的方位、與飛機直線距離等)。

有源、無源相控陣、多普勒、合成孔徑、毫米波等雷達它們的優劣!


怎麼確定一款戰鬥機是否用相控陣雷達?看它的機頭雷達天線整流罩與機身的結合部,傾斜的肯定是相控陣雷達。這是因為相控陣雷達天線不需要進行機械掃描,天線面不需要與水平線垂直,斜置可以減小飛機的迎頭雷達反射截面積(RCS),利於隱身。當然,像蘇35、F-15SG這些三代半飛機,本來就不要求隱身能力,它們即便採用相控陣雷達,天線也是與水平線垂直的。


有源、無源相控陣、多普勒、合成孔徑、毫米波等雷達它們的優劣!

美軍換裝了相控陣雷達的F-15C戰鬥機,天線與水平線就是垂直的,沒隱身考慮。

聲明:此文僅代表個人觀點,有喜歡軍事類朋友請加關注,每日更新。


分享到:


相關文章: