有源相控阵雷达与相控阵雷达的详细资料?二者的区别有哪些?

2025-02-14 08:06:42
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回答1:

有源相控阵是未来雷达发展的一个重点方向。有源相控阵雷达内有大量的收/发组件代替了传统型的独立的发射机和接收机。这些组件安在平面阵上,形成了天线。如同垂直面内的电扫描可用移相进行,有源阵的电扫描可在方位和仰角上控制。每个组件都有自已的发射和接收天线,因此发射的脉冲信号各自独立,这样相位控制也是各自独立,达到整个波束能指向所需的目标。 该雷达能量以笔形波束聚焦,在方位和仰角上执行一般警戒扫描,或直接指向特别重要的区域,如有大量目标的区域或有干扰的区域。扫描角一般在±60°以上,虽然天线口径的减小会引起雷达性能随着角度增加而下降。 相控阵系统有一个或多个阵列面,每个阵列面有几千个独立的收/发单元,每个单元用数字相位控制作波束扫描。用三个或四个阵列面,就可指向不同方向,所以天线不需作机械移动就可达到整个方位的覆盖。 方位和仰角覆盖角达60°以上时,任意两个方向间的波束转换仅需重新作相位控制的时间限制,比典型的无源阵列的0.25ms小的多。 换句话说,如果天线以传统方式旋转,那么电扫描方式就加长了对有严重杂波或干扰的目标的探测,提取的信息量就加大了。在海上应用中,可用电控制卷动和调节,这就减小了机械复杂性和重量。这点对安装在船桅上的设备来说是很重要的。 1缓慢降级 传统型雷达有一发射机,它需要大的电压来产生大功率输出,如果发射机出故障,那么整个系统就失效了。同样,垂直面内的相控阵其发射机也常是唯一的,因此,仰角波束就可以通过相对少的接收通道形成。 2多波束 有源相控阵应用于多目标和强干扰情况下有其突出优点。变化的脉冲方向图和捷变频发射可用以对抗敌方的ECM和建立详细的警戒区域方向图。先进的波束形成技术就可达到多波束接收,并可对主波束和旁瓣间的噪音进行自适应对消。天线阵可对多个子阵同时作波束形成,每个子阵馈电给相应的接收机。即同相又正交的输出信号就可以数字化,并且经复数加权产生和、差及旁瓣波束输出。那么在这些接收通道内就可确定出可能的干扰源,并在每个干扰源处产生零点波瓣。例如:有15个接收机通道,那么在主波束和旁瓣间为了有最佳对消,干扰源可达到15个(可以是噪声也可以是脉冲干扰机)。 多功能有源阵列雷达适用于密集型干扰环境中对横截面积很小的导弹的探测。对现代化的武器系统,雷达可提供大量的火控通道,同时跟踪敌方的防御导弹,对一般的武器,还可提供中程控制。

回答2:

雷达是通过目标对无线电信号的发射达到探测的目的,为了达到探测的要求,就需要对无线电波进行控制,形成信号波束,并且通过这个波束在空中的扫描,得到对空间探测的回波信号来确定目标的位置参数,传统的雷达是通过天线的作用形成相对狭窄的波束,通过天线的运动达到扫描的目的。 相控阵雷达是雷达中的一种。它是一种新型的雷达,它跟传统的雷达相比,就是在形成波束和扫描上有原理上根本的差异,也就是在天线部分的根本差异。在形成波束的机制上,它采用了多信号源干涉的原理形成波束,在扫描机制上,采用了多信号源相位控制模式实现波束的扫描,用我们在日常生活中有类似结构的部件来比喻,那就是像汽车前照灯,过去是采用的反射聚焦灯,现在可以采用透镜投射聚焦灯,这个透镜投射聚焦就是跟相控阵天线具有相似的结构。在相控阵天线上,这个相控阵列就类似一个透镜,并且这个透镜的曲率还可以根据需要变化,以达到会聚点可以移动的目的,这就是达到了扫描的目的。相控阵列就是通过电控的方式达到对信号相位的控制,实现干涉最强点的变化实现扫描。在相控阵雷达之中,有两种模式,就是无源相控阵天线和有源相控阵,两种模式。 无源相控阵雷达就是它的天线是相控阵模式,这个天线就类似一个玻璃透镜,在这个阵列的后面就是发射信号的馈源,这个馈源就像汽车大灯的灯泡,有这个灯泡发射“信号”,在这个阵列上由可以控制相位的单元组合而成,对每个单元按照一定的规律实现相位的变化,就实现对信号的聚焦和扫面的目的。 有源相控阵雷达,它的这个阵列既是相位可控制的单元组成的天线,又是发射信号的源,在有源相控阵上面是由可以发射信号的模块和可以进行相位控制的部分组合而成,有源的概念指的是单元能自主发射信号的意思,有源和无源各自具有各自的优势,也各自具有各自的劣势。有源相控阵雷达,采用了独立的发射模块和移相模块组合,每个发射模块的功率就可以很小了,这就容易实现全固态化、小型化,通过功率合成也能得到较大的功率,实现较为远程的探测,同时少量单元的失效也不至于影响整体的性能,这就得到了较高的可靠性,但是这也带来了其它的缺点,因为采用的是全固态器件,在热量的耗散上增加了制造的难度和稳定性,同时由于功率较小,就很难得到大功率的信号,探测的距离就不会是太远,同时由于采用的半导体的器件,它抵抗电磁冲击的耐受性就不是很高。 无源相控阵雷达由于它采用的是传统的射频发生器件,它的发射功率就可以做得很大,能实现远程的探测,同时由于它的相控阵列只有可控移相单元构成,它的发热相对要小了很多,而且移相器的温度稳定性要大大强于半导体发射器件,因为,它的温度稳定性要高很多,同时,采用了传统的射频发射器件,它的波长范围要比有源的器件来得更为广泛,容易适应不同的探测要求。再有,采用了传统的真空管射频器件,它的电磁冲击耐受性要大大强于半导体固态器件,它的缺点就是很难实现小型化。 根据这两种相控阵雷达的特点,在使用领域上就有所不同,有源相控阵雷达易于小型化,它就能在飞机上,小型舰艇上,或者地面上小型探测装置上使用。无源相控阵就可以用在地面上或者是大型舰艇上,作为远程或者超远程探测使用。

回答3:

普通雷达的波束扫描是靠雷达天线的转动而实现的,又称为机械扫描雷达。 而相控阵雷达是用电的方式控制雷达波束的指向变化进行扫描的,这种方式被称为电扫描。相控阵雷达虽然不能像其他雷达那样依靠旋转天线来使雷达波束转动,但它自有自己的“绝招”,那就是使用“移相器”来实现雷达波束转动。相控阵雷达天线是由大量的辐射器(小天线)组成的阵列(正方形、三角形等),辐射器少则几百,多则数千,甚至上万,每个辐射器的后面都接有一个可控移相器,每个移相器都由电子计算机控制。当相控阵雷达搜索远距离目标时,虽然看不到天线转动,但上万个辐射器通过电子计算机控制集中向一个方向发射、偏转,即使是上万千米外的洲际导弹和几万千米远的卫星,也逃不过它的“眼睛”。如果是对付较近的目标,这些辐射器又可以分工负责,产生多个波束,有的搜索、有的跟踪、有的引导。正是由于这种雷达摒弃了一般雷达天线的工作原理,人们给它起了个与众不同的名字———相控阵雷达,表示“相位可以控制的天线阵”的含义。 相控阵雷达又分为有源(主动)和无源(被动)两类。其实,有源和无源相控阵雷达的天线阵相同,二者的主要区别在于发射/接收元素的多少。无源相控阵雷达仅有一个中央发射机和一个接收机,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(这一点与普通雷达区别不大)。有源相控阵雷达的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,因此在频宽、信号处理和冗度设计上都比无源相控阵雷达具有较大的优势。正因为如此,也使得有源相控阵雷达的造价昂贵,工程化难度加大。但有源相控阵雷达在功能上有独特优点,大有取代无源相控阵雷达的趋势。 有源相控阵雷达最大的难点在于发射/接收组件的制造上,相对来说,无源相控阵雷达的技术难度要小得多。无源相控阵雷达在功率、效率、波束控制及可靠性等方面不如有源相控阵雷达,但是在功能上却明显优于普通机械扫描雷达,不失为一种较好的折中方案。因此在研制出实用的有源相控阵雷达之前,完全可以采用无源相控阵雷达作为过渡产品。而且,即使有源相控阵雷达研制成功以后,无源相控阵雷达作为相控阵雷达家族的一种低端产品,仍具有很大的实用价值。

回答4:

相控阵雷达按工作方式分为有源和无源两种,其实就是主动和被动

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