相控陣?yán)走_(dá)與多普勒雷達(dá)相比,優(yōu)勢(shì)劣勢(shì)是什么?:我是雷達(dá)工程師,我可以來(lái)回答這個(gè)問(wèn)題!其實(shí)相控陣?yán)走_(dá)和多普勒雷達(dá)并不是兩個(gè)并列的分類,而是一種包含的關(guān)系
我是雷達(dá)工程師,我可以來(lái)回答這個(gè)問(wèn)題!其實(shí)相控陣?yán)走_(dá)和多普勒雷達(dá)并不是兩個(gè)并列的分類,而是一種包含的關(guān)系,相控陣?yán)走_(dá)就是多普勒雷達(dá),或者說(shuō)相控陣?yán)走_(dá)工作的基本原理里面用到了多普勒原理!
這種雷達(dá)主要采用的就是一種叫做多普勒效應(yīng)的原理,而多普勒效應(yīng)簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō),就當(dāng)雷達(dá)的發(fā)射機(jī)部分發(fā)射某一固定頻率的信號(hào)源,通過(guò)天線發(fā)射出去,然后在空中遇到目標(biāo)發(fā)生反射,反射的回波信號(hào)被雷達(dá)的接收機(jī)接收。如果目標(biāo)是移動(dòng)的話,返回的信號(hào)頻率就會(huì)和發(fā)射信號(hào)的頻率不一樣!當(dāng)回波信號(hào)頻率比發(fā)射的信號(hào)頻率高一些的時(shí)候,證明目標(biāo)是在向雷達(dá)這個(gè)方向移動(dòng),當(dāng)回波信號(hào)頻率比發(fā)射信號(hào)頻率低一些的時(shí)候,那就代表目標(biāo)是向遠(yuǎn)離雷達(dá)方面移動(dòng)。
而且還可以根據(jù)回波信號(hào)和發(fā)射信號(hào)的頻率差或者時(shí)間差的情況,計(jì)算出來(lái)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度,這個(gè)時(shí)候雷達(dá)就可以獲得目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)方向和速度等重要的信息了。
現(xiàn)在的多普勒雷達(dá)大多也都是脈沖多普勒雷達(dá),相比普通的雷達(dá),可以理解脈沖多普勒雷達(dá)不是連續(xù)的發(fā)射雷達(dá)波,而是隔一段時(shí)間發(fā)射一個(gè)較強(qiáng)的脈沖信號(hào),功率比較大,這個(gè)時(shí)候目標(biāo)反射的信號(hào)功率也是比較大,就非常方便的被接收機(jī)接收到分析處理。因?yàn)槿绻瞧胀ǖ倪B續(xù)波雷達(dá),功率就比較小,回波信號(hào)特別弱,很容易被空氣當(dāng)中的雜波覆蓋,這樣接收機(jī)就接收不了。而且這樣也就導(dǎo)致了脈沖多普勒抗干擾能力比較強(qiáng)。
可以說(shuō)相控陣?yán)走_(dá),就是很多的小多普勒雷達(dá)組成的。因?yàn)橄嗫仃嚴(yán)走_(dá)也是需要獲得目標(biāo)的速度、距離和運(yùn)動(dòng)方向等信息的,而其中一些信息的獲取也是需要利用到多普勒效應(yīng)。
相控陣?yán)走_(dá)主要是通過(guò)控制模擬信號(hào)的相位來(lái)控制雷達(dá)的波束(探測(cè)方向),這里我們進(jìn)行了比喻,來(lái)解釋一下什么是相控陣?yán)走_(dá)。
前面的多普勒雷達(dá),就是一個(gè)普通手電筒,照射哪里,就必須要對(duì)著哪里,也就是需要轉(zhuǎn)動(dòng)手電筒,這就是傳統(tǒng)的雷達(dá),一次只能照射探測(cè)固定的方向,要想探測(cè)水平方向或者上下的方向,天線就需要不停的轉(zhuǎn)動(dòng)了,這個(gè)就是我們經(jīng)常在新聞當(dāng)中看到的在不斷旋轉(zhuǎn)的雷達(dá)天線。
但是相控陣,里面是成百上千個(gè)小雷達(dá),也就是小手電筒,比如10X10這樣的排列,組合在一起形成了大的手電。不過(guò)這里面的小手電,每個(gè)都是可以獨(dú)立工作的,并且都是可以進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的(實(shí)際相控陣?yán)走_(dá)天線不轉(zhuǎn)動(dòng),這里比喻不當(dāng))。
當(dāng)需要朝著一個(gè)方向的時(shí)候或者只有一個(gè)目標(biāo)的時(shí)候,大家同時(shí)工作,也可以根據(jù)目標(biāo)的不同情況,其中一部分工作。這個(gè)時(shí)候所有的小手電可以一起朝著同一方向轉(zhuǎn)動(dòng),指向目標(biāo),這樣就可以實(shí)現(xiàn),整個(gè)大的手電筒指向不動(dòng)的情況下,可以實(shí)現(xiàn)不同方向的探測(cè)。這里的手電照射出來(lái)的光,就好像是和雷達(dá)輻射的波束是一樣的。
如果目標(biāo)是不同的方向,這個(gè)時(shí)候就可以把100個(gè)小手電燈進(jìn)行分組,比如分成10個(gè)小組,每組都是相鄰的10個(gè)手電燈,這個(gè)時(shí)候這10個(gè)小組也可以獨(dú)立的工作,一部雷達(dá)瞬間變成了十部雷達(dá),也就是可以探測(cè)跟蹤十個(gè)方向的十個(gè)不同的目標(biāo),每個(gè)小組也都是可以實(shí)現(xiàn)不同方向的照射,在一定的角度內(nèi),想照哪里照哪里!
因?yàn)橄嗫仃嚴(yán)锩娓鱾(gè)小雷達(dá)都是獨(dú)立工作的,所以即使壞了一些,整體不受太大的影響,也就是具有可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。而傳統(tǒng)雷達(dá),一旦出現(xiàn)問(wèn)題,整個(gè)雷達(dá)就失效了。
相控陣?yán)走_(dá)可以在不轉(zhuǎn)動(dòng)天線的情況下,實(shí)現(xiàn)不同方向的探測(cè)跟蹤和對(duì)不同目標(biāo)的探測(cè)跟蹤,這也是相控陣的優(yōu)勢(shì)了,多目標(biāo)和多方向。目前的相控陣?yán)走_(dá),同時(shí)跟蹤幾百個(gè)目標(biāo)都沒(méi)有問(wèn)題。
而傳統(tǒng)的多普勒雷達(dá),只能探測(cè)跟蹤一個(gè)目標(biāo)或者極少數(shù)目標(biāo),探測(cè)的角度也是非常的有限。不過(guò)脈沖多普勒雷達(dá)相比較相控陣?yán)走_(dá),技術(shù)要求要低一些,也就是成本比較低,適合大規(guī)模裝備。相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)含量很高,也就導(dǎo)致成本費(fèi)用高,適合高端裝備按照,比如戰(zhàn)斗機(jī)和軍艦。
目前全球能夠研制和生產(chǎn)相控陣?yán)走_(dá)的國(guó)家不多,就算是沒(méi)有能力研制的國(guó)家,購(gòu)買也可能沒(méi)有足夠的資金購(gòu)買,因?yàn)樘F了。
上面就是所長(zhǎng)關(guān)于多普勒雷達(dá)和相控陣?yán)走_(dá)的簡(jiǎn)單解釋,我本人還有更多關(guān)于雷達(dá)方向的文章,有些比本文解釋的更詳細(xì),包括雷達(dá)的基本工作原理等,還有解釋什么是火控雷達(dá)和測(cè)速雷達(dá)等文章,歡迎大家關(guān)注。
紙上的宣仔,為您解答。
脈沖多普勒雷達(dá)和相控陣?yán)走_(dá)其實(shí)概念并不在一個(gè)層次上,更不是互斥相對(duì)的。脈沖多普勒指的是用高重復(fù)頻率脈沖的多普勒效應(yīng)來(lái)過(guò)濾雜波,識(shí)別出空中目標(biāo)的技術(shù);而相控陣?yán)走_(dá)指的是用多個(gè)振子的相位控制來(lái)實(shí)現(xiàn)波陣面偏轉(zhuǎn),指的是天線的形式和波束控制。就技術(shù)先進(jìn)性而言,相控陣出現(xiàn)的更晚,功能更多技術(shù)更復(fù)雜,也更先進(jìn)。脈沖多普勒本身就是相控陣的一個(gè)工作模式。當(dāng)然它的功能更加高級(jí),能干的也不止脈沖多普勒一種?傊叩母拍钌喜皇菍(duì)立互斥的。比如現(xiàn)在的一款先進(jìn)的有源相控陣機(jī)載雷達(dá),你完全可以認(rèn)為是一個(gè)用了相控陣天線的多普勒脈沖雷達(dá)(當(dāng)然實(shí)際包括SAR、ISAR等更復(fù)雜的功能)。
脈沖多普勒雷達(dá)(Pulse Dolpler)是上個(gè)世紀(jì)60年代,比相控陣?yán)走_(dá)早得多,是為了解決雷達(dá)下視問(wèn)題而研發(fā)的。我們都知道,雷達(dá)是靠回波來(lái)檢測(cè)敵方戰(zhàn)機(jī)目標(biāo)的。那么如果回波打到的不是戰(zhàn)斗機(jī),而是一顆樹(shù),一個(gè)巖石,那怎么分辨呢?早期的機(jī)載雷達(dá)還真就解決不了這個(gè)問(wèn)題。所以早期的戰(zhàn)機(jī)下視能力都很差,一旦有敵方目標(biāo)飛到了比自己還低的空域,憑雷達(dá)幾乎很難把戰(zhàn)機(jī)和地面背景分辨出來(lái)。而脈沖多普勒雷達(dá)就是為了解決這個(gè)問(wèn)題應(yīng)運(yùn)而生的。雖然雷達(dá)下視的時(shí)候會(huì)引入很多背景雜波,但是有一點(diǎn)是可以和戰(zhàn)機(jī)區(qū)分開(kāi)的,那就是不同速度的目標(biāo)其回波的多普勒頻移不同。由于地面是靜止的,其多普勒頻移幾乎都是一樣的,而飛機(jī)因?yàn)榭梢钥焖僖苿?dòng),則回波可以產(chǎn)生一個(gè)較強(qiáng)的多普勒頻移,與地面背景雜波區(qū)分開(kāi)。找到這個(gè)特定頻率的回波,就相當(dāng)于發(fā)現(xiàn)了飛機(jī)目標(biāo)。要想實(shí)現(xiàn)這個(gè)能力,需要多普勒脈沖雷達(dá)擁有足夠高的重復(fù)頻率。多普勒脈沖雷達(dá)的發(fā)射機(jī)用的是行波管技術(shù),早期天線采用倒置卡塞格倫天線,后期平板縫隙天線,一直到相控陣天線的出現(xiàn),才徹底取代了這些天線。
倒置卡塞格倫天線
殲-8II上使用的1471 平板縫隙雷達(dá)
而相控陣?yán)走_(dá)(ESA)是目前較新體制的一種雷達(dá),也是最先進(jìn)的,具體可以分為有源相控陣(AESA)和無(wú)源相控陣(PESA)。PESA還使用行波管的中央發(fā)射機(jī),而AESA的MMIC本身就相當(dāng)于一個(gè)小發(fā)射機(jī)/接收機(jī)。相控陣?yán)走_(dá)利用數(shù)字處理終端,通過(guò)對(duì)時(shí)間的延遲實(shí)現(xiàn)每個(gè)天線振子進(jìn)行相位控制,最終實(shí)現(xiàn)波陣面合成,每個(gè)天線陣子的相位不同,最終導(dǎo)致的波陣面不同,表現(xiàn)為增益最大點(diǎn)的方向不同,也就是說(shuō)實(shí)現(xiàn)了雷達(dá)波的偏轉(zhuǎn)。而整個(gè)過(guò)程不需要機(jī)械旋轉(zhuǎn),天線陣面始終是靜止的。
F-22 AN/APG-77 有源相控陣?yán)走_(dá),每一個(gè)單元都是一個(gè)小天線
無(wú)源相控陣?yán)走_(dá)的工作原理
與多普勒雷達(dá)相比,相控陣?yán)走_(dá)是一種新體制的雷達(dá),具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。
多普勒雷達(dá)是利用目標(biāo)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的頻率變化來(lái)探測(cè)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的。但是,多普勒雷達(dá)對(duì)雜波抑制能力和抗干擾能力都有限,主要原因是傳統(tǒng)的脈沖多普勒雷達(dá)能夠提供的信息僅限于二維:距離和速度。但是,由于平臺(tái)本身是運(yùn)動(dòng)的,多普勒雷達(dá)存在距離模糊和速度模糊無(wú)法有效解決的問(wèn)題。因此,多普勒雷達(dá)對(duì)電磁環(huán)境的適應(yīng)性差。
而相控陣?yán)走_(dá)盡管也利用多普勒效應(yīng)提供速度維度的信息,但是有源相控陣的陣列天線提供了比傳統(tǒng)多普勒雷達(dá)更多的信息:頻率、波形、空間、距離、時(shí)間、角度和相關(guān)性維度的信息。因此,其原理上與普通多普勒雷達(dá)是完全不同的,是本質(zhì)不同的兩種雷達(dá)。
相控陣?yán)走_(dá)可以利用頻率分集、波形分集、空間分集、角度分集等分集技術(shù),能夠提供更多維度的系統(tǒng)自由度,對(duì)于雜波和干擾都有良好的抑制效果,這是普通多普勒雷達(dá)沒(méi)有條件做到的。這是因?yàn)橄嗫仃嚴(yán)走_(dá)陣列天線可以分成不同的組,每一組單獨(dú)發(fā)射確定的頻率和波形的脈沖信號(hào),不同組之間相互獨(dú)立,在探測(cè)同一目標(biāo)所得到的信號(hào)可以通過(guò)概率分析的方法抑制雜波和干擾信號(hào)。
因此,有源相控陣?yán)走_(dá)的抗干擾能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于多普勒雷達(dá)?梢酝ㄋ滓稽c(diǎn)說(shuō)吧,多普勒雷達(dá)是二維度信號(hào)雷達(dá),而相控陣?yán)走_(dá)屬于多維度信號(hào)雷達(dá),相控陣?yán)走_(dá)的信號(hào)檢查研究空間巨大,現(xiàn)在先進(jìn)的機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)趨向于采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)檢測(cè)特定電磁信號(hào),可以從復(fù)雜電磁環(huán)境中檢測(cè)出微弱的隱身戰(zhàn)機(jī)目標(biāo)信號(hào)。
要說(shuō)缺點(diǎn),相控陣?yán)走_(dá)最大的缺點(diǎn)就是運(yùn)算量大,且隨著信號(hào)檢測(cè)算法不斷更新,其對(duì)計(jì)算速度的需求越來(lái)越高。相控陣?yán)走_(dá)的機(jī)載計(jì)算機(jī)的性能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于多普勒雷達(dá)。
相控陣?yán)走_(dá)提供的信息遠(yuǎn)比多普勒要多,其工作模式也大大增加。因此,對(duì)操作系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高。相控陣?yán)走_(dá)是一種高度智能化的電子系統(tǒng),已經(jīng)脫離了單純的目標(biāo)信號(hào)探測(cè),而且具備通信組網(wǎng)、電子戰(zhàn)與網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)的能力。
F35的機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)可以探測(cè)對(duì)方通信基站的通信頻率和波形,并自動(dòng)分析其編碼,然后建立與該通信基站的鏈接,從而侵入對(duì)方電信網(wǎng)絡(luò),發(fā)送虛假信息,進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)。
【鶇飛天】
很長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有回答的問(wèn)題了!因?yàn)榻诠ぷ魈Γ〉戳私裉斓念}目,我不得不針對(duì)“相控”與“多普勒”說(shuō)上兩句!
1、相控陣?yán)走_(dá)中的“相控”兩個(gè)字,指的是控制雷達(dá)波束改變發(fā)射方向的方法。
傳統(tǒng)機(jī)械式雷達(dá),通過(guò)安裝在天線下端的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),來(lái)改變雷達(dá)天線對(duì)空指示方向,從而達(dá)到擴(kuò)大雷達(dá)監(jiān)視空域的寬度,因此,傳統(tǒng)機(jī)械式雷達(dá)要想實(shí)現(xiàn)360度空域監(jiān)視,就必須需要讓雷達(dá)天線不停的旋轉(zhuǎn)。
而相控陣?yán)走_(dá)可以不用改變雷達(dá)天線方向,通過(guò)算法就能實(shí)現(xiàn)雷達(dá)波束的偏轉(zhuǎn),以此實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大雷達(dá)監(jiān)視空域?qū)挾鹊哪康摹_@個(gè)能夠改變雷達(dá)波束方向的算法被稱為“相移”。
在模擬型無(wú)源相控陣?yán)走_(dá)中,雷達(dá)波束的“相移”是通過(guò)相移器實(shí)現(xiàn)的。而相移器是一個(gè)耗能且很占空間設(shè)備。發(fā)展的今天最高水平的全數(shù)字化有源相控陣?yán)走_(dá),相移器已經(jīng)沒(méi)有了,完全通過(guò)軟件運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此,全數(shù)字化有源相控陣?yán)走_(dá)也被稱為“數(shù)字化軟件雷達(dá)”。
通過(guò)“相控”來(lái)實(shí)現(xiàn)雷達(dá)波束偏轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大雷達(dá)監(jiān)控空域是有限度的。雷達(dá)波束的偏轉(zhuǎn)后,其法線方向垂直雷達(dá)天線截面存在夾角,因此會(huì)造成雷達(dá)增益的大幅度降低,嚴(yán)重影響對(duì)目標(biāo)的探測(cè)效果與探測(cè)距離。例如,當(dāng)利用“相控”使得雷達(dá)波束偏轉(zhuǎn)到60度夾角方向時(shí),該雷達(dá)的增益只有雷達(dá)波束為偏轉(zhuǎn)時(shí)的一半。所以,相控陣?yán)走_(dá)在雷達(dá)天線固定不動(dòng)的情況下,最大探測(cè)寬度只有120度空域。這也是為何空警2000預(yù)警機(jī)的大圓盤中需要按放三部相控陣?yán)走_(dá)的原因。
2、“多普勒”是一套算法,也被稱為多普勒效應(yīng)。其算法的目的是根據(jù)多普勒效應(yīng),能夠精確的計(jì)算出雷達(dá)波束發(fā)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的速度。
但多普勒效應(yīng)也存在一個(gè)bug,即,當(dāng)高速運(yùn)動(dòng)的目標(biāo),其運(yùn)動(dòng)方向與雷達(dá)波束的掃描方向平行,相對(duì)位移處于靜止?fàn)顟B(tài),那么,多普勒效應(yīng)就會(huì)被大量抵消,因此,在“多普勒算法”看來(lái)是靜止目標(biāo)。
而對(duì)空作戰(zhàn)的雷達(dá)會(huì)自動(dòng)將靜止目標(biāo)做為雜波直接過(guò)濾掉。這也就是戰(zhàn)斗機(jī)在被對(duì)方雷達(dá)鎖定后,會(huì)連續(xù)做水平機(jī)動(dòng)或者垂直機(jī)動(dòng)的原因。
其目的就是通過(guò)這些水平(垂直)機(jī)動(dòng),找到自身戰(zhàn)斗機(jī)運(yùn)動(dòng)方向與對(duì)手雷達(dá)波束掃描方向平行的狀態(tài)。以此實(shí)現(xiàn)己方戰(zhàn)斗機(jī)在對(duì)方雷達(dá)上的短暫脫鎖,讓對(duì)方雷達(dá)瞬間丟失目標(biāo)。使其雷達(dá)的跟蹤運(yùn)算中斷,讓雷達(dá)的目標(biāo)鎖定工作流程只能從頭開(kāi)始,從而給己方逃離危急提供條件,再加上其他的干擾手段,讓己方能夠逃之夭夭,甚至實(shí)現(xiàn)攻防轉(zhuǎn)換,實(shí)現(xiàn)大逆轉(zhuǎn)……
3、綜上所述,“相控”實(shí)現(xiàn)的是改變雷達(dá)波束偏轉(zhuǎn)的方向,“多普勒”則是實(shí)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)、分辨目標(biāo)與計(jì)算目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度的方法。因此,“相控”與“多普勒”完全是不相干的兩回事,各干各的事兒,互補(bǔ)對(duì)立、互不干擾。相控陣?yán)走_(dá)也用“多普勒”進(jìn)行目標(biāo)運(yùn)算,機(jī)械式雷達(dá)也會(huì)用“多普勒”算法。
如果非要類比的話,以手機(jī)舉例,“相控”可視為處理器“多核技術(shù)”,“多普勒”可看做“高清觸摸屏”技術(shù)。兩者相互配合,才能給操作者呈現(xiàn)五彩繽紛、包羅萬(wàn)象的使用體驗(yàn)。
不知道我的回答是否說(shuō)明白了!如果能領(lǐng)您滿意請(qǐng)點(diǎn)贊!
相控陣?yán)走_(dá)雖然發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的能力很高,但他自己也相對(duì)的容易被發(fā)現(xiàn)。所以現(xiàn)在的戰(zhàn)斗機(jī)一般情況下都是保持“無(wú)線電靜默”。不會(huì)主動(dòng)去搜索對(duì)方的。
缺點(diǎn),技術(shù)要求高,造價(jià)高。
普勒雷達(dá)與傳統(tǒng)雷達(dá)的一個(gè)區(qū)別在于它的發(fā)射機(jī)一直處于開(kāi)啟狀態(tài),這種類型的雷達(dá)稱為連續(xù)波或CW雷達(dá)。發(fā)射機(jī)之所以必須一直開(kāi)啟,因?yàn)樗幌駛鹘y(tǒng)雷達(dá),需計(jì)算發(fā)射與接收間的時(shí)間,多普勒雷達(dá)尋找頻率變化。而頻率變化不會(huì)持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間,因此發(fā)射機(jī)必須一直處于開(kāi)啟狀態(tài)。
缺點(diǎn),航區(qū)測(cè)量范圍偏小,不能連續(xù)跟蹤。
相控陣?yán)走_(dá)是從雷達(dá)天線技術(shù)角度說(shuō)的,多普勒雷達(dá)通常專指脈沖多普勒雷達(dá),題中所問(wèn)應(yīng)該是指這種雷達(dá),是從雷達(dá)信號(hào)檢測(cè)角度說(shuō)的。多普勒雷達(dá)可以用相控陣技術(shù)實(shí)現(xiàn),也可以用普通天線技術(shù)實(shí)現(xiàn)。相控陣?yán)走_(dá)肯定會(huì)使用多普勒技術(shù)來(lái)過(guò)濾雜波,但不一定是多普勒雷達(dá)。
雷達(dá)一是靠天線波束掃描來(lái)確定敵方飛機(jī)在哪個(gè)方向,道理如同手電筒光束照到北邊,只能看見(jiàn)北邊的人,確定這個(gè)人在我北面一樣。二是靠發(fā)射脈沖狀電磁波來(lái)測(cè)距,道理如同一個(gè)人在一個(gè)山洞里邊大吼一聲,通過(guò)回音,可以判斷山洞那頭是不是堵了,賭點(diǎn)離我的距離有多遠(yuǎn)一樣。
相控陣?yán)走_(dá)是用許許多多小天線組成一個(gè)陣列,叫做相控陣天線來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)向的。它的好處是天線波束掃描不再需要通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)天線來(lái)實(shí)現(xiàn)了,只需要控制各個(gè)小天線互相之間的相位關(guān)系,就可以實(shí)現(xiàn)波束掃描。從而實(shí)現(xiàn)空間快速搜索。這個(gè)可以用蜻蜓的眼睛和人的眼睛對(duì)比來(lái)說(shuō)明。蜻蜓的眼睛是由許許多多小眼睛組成的,因此它的視眼非常寬,頭不動(dòng)也能看到側(cè)面的東西?墒侨说难劬σ曆酆苷,要看到側(cè)面的物體,只能靠轉(zhuǎn)過(guò)頭去看。
多普勒雷達(dá)通常是指采用脈沖多普勒技術(shù)實(shí)現(xiàn)信號(hào)檢測(cè)來(lái)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的雷達(dá)。普通雷達(dá)通過(guò)發(fā)射一個(gè)脈沖,然后檢測(cè)有沒(méi)有這個(gè)脈沖的回波,來(lái)確定前方空中有沒(méi)有飛機(jī),以及飛機(jī)離我有多遠(yuǎn)。這種技術(shù)對(duì)于地面雷達(dá)觀察空中的飛機(jī)那是沒(méi)有問(wèn)題的。但是對(duì)于機(jī)載雷達(dá),當(dāng)它往下看的時(shí)候,它大部分時(shí)間或者說(shuō)幾乎全部時(shí)間,它看到的都是地面。也就是說(shuō),它發(fā)射一個(gè)脈沖,發(fā)射完了以后的時(shí)間里,它幾乎只能收到地面的回波。如果一架飛機(jī)在它前下方飛行,飛機(jī)回波就會(huì)混到地面回波里邊,飛機(jī)又比地面小很多,你根本就分辨不出來(lái)有沒(méi)有飛機(jī),也就發(fā)現(xiàn)不了它,更談不上測(cè)距了。在這種情況下,脈沖多普勒技術(shù)就可以派上用場(chǎng)了。脈沖多普勒技術(shù)不是利用時(shí)間上的空檔去發(fā)現(xiàn)目標(biāo),而是利用飛機(jī)速度和地面不一樣,把飛機(jī)和地面區(qū)分開(kāi)。具體來(lái)說(shuō),由于飛機(jī)和地面對(duì)我機(jī)載雷達(dá)來(lái)說(shuō),相對(duì)速度是不一樣的,因此根據(jù)多普勒效應(yīng),它們回波的多普勒頻率也是不一樣的,這樣我就可以從多普勒頻率的不同,也就是速度的不同,把飛機(jī)和地面區(qū)分開(kāi)了,這樣也就發(fā)現(xiàn)了目標(biāo)。或者說(shuō),普通雷達(dá)是利用雷達(dá)回波時(shí)間上的空檔來(lái)發(fā)現(xiàn)目標(biāo),脈沖多普勒雷達(dá)是利用多普勒頻率上的空檔來(lái)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。
因此,通常只有機(jī)載雷達(dá)需要使用脈沖多普勒技術(shù)來(lái)過(guò)濾地雜波,這時(shí)候,脈沖會(huì)非常密集,單位時(shí)間脈沖數(shù)比普通雷達(dá)多幾十倍到上百倍,這樣的雷達(dá)才叫脈沖多普勒雷達(dá),這個(gè)應(yīng)該就是題中所問(wèn)的多普勒雷達(dá)。
結(jié)論:相控陣?yán)走_(dá)和多普勒雷達(dá)哪個(gè)優(yōu)劣是沒(méi)有可比性的。
脈沖多普勒雷達(dá)一般用在三代機(jī)上,由于利用多普勒雷達(dá)能將地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)從地物雷達(dá)回波背景中分辨出來(lái),可以使戰(zhàn)機(jī)擁有下視下射能力,該能力也是區(qū)分二代機(jī)和三代機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)。
相控陣?yán)走_(dá)通過(guò)控制很多按波長(zhǎng)一半距離間隔排列的小雷達(dá)的相位,達(dá)到不需轉(zhuǎn)動(dòng)天線而控制波束方向的目的。前三代戰(zhàn)機(jī)使用的雷達(dá),雷達(dá)天線是強(qiáng)反射源,但是相控陣?yán)走_(dá)可以將雷達(dá)天線反射截面較小的方向朝向目標(biāo),從而達(dá)到隱身的目的。是四代隱身戰(zhàn)機(jī)的必備雷達(dá)。
有源相控陣?yán)走_(dá)每個(gè)雷達(dá)單元都能自己產(chǎn)生雷達(dá)波,,而無(wú)源相控陣?yán)走_(dá)每個(gè)發(fā)射單元不能產(chǎn)生雷達(dá)波,需要從同一行波管獲取雷達(dá)波,因此有源相控陣?yán)走_(dá)可以通過(guò)增加雷達(dá)單元數(shù)量來(lái)提高發(fā)射功率和探測(cè)距離,而無(wú)源雷達(dá)的功率卻受到行波管的限制,探測(cè)距離受到限制。在可靠性上有源雷達(dá)也強(qiáng)于無(wú)源雷達(dá),因?yàn)橹灰胁ü艹霈F(xiàn)故障,無(wú)源雷達(dá)就廢了,但是有源雷達(dá)即使有數(shù)百個(gè)雷達(dá)單元損壞,仍然可以依靠其他雷達(dá)單元正常工作。
多普勒和相控陣不是對(duì)立的關(guān)系,而是并行不悖的。
多普勒是測(cè)量原理,相控陣是信號(hào)波形式。相控陣?yán)走_(dá)可以采用多普勒原理測(cè)量目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度和方向。
只不過(guò)多普勒技術(shù)首先成熟應(yīng)用,相控陣技術(shù)因?yàn)樵O(shè)備體積龐大,在小型化后才能在艦船飛機(jī)上采用。好像相控陣比多普勒更新更先進(jìn)一樣。
多普勒技術(shù)利用反射信號(hào)與發(fā)射信號(hào)的頻率變化,測(cè)量目標(biāo)的相對(duì)速度。原先的多普勒雷達(dá)采用機(jī)械掃描天線,掃描一周需要幾秒到幾十秒。
相控陣?yán)走_(dá)的雷達(dá)波采用多發(fā)射元合成技術(shù),通過(guò)改變每個(gè)發(fā)射元的信號(hào),合成一個(gè)定向的雷達(dá)波。通過(guò)改變發(fā)射元信號(hào)的相位,改變合成信號(hào)的方向,形成掃描效果。所以掃描速度快每秒可以掃描幾十次,上百次由于發(fā)射元相位是計(jì)算機(jī)控制的,信號(hào)接收也是計(jì)算機(jī)控制檢測(cè)。可以分時(shí)處理幾十個(gè)、幾百個(gè)目標(biāo)信號(hào),同時(shí)跟蹤測(cè)量幾百個(gè)目標(biāo)。也可以同時(shí)制導(dǎo)幾十枚幾百枚導(dǎo)彈攻擊目標(biāo)。并且可以選擇其中威脅最大的目標(biāo),進(jìn)行首先攻擊。次要目標(biāo)的攻擊放在后面。即目標(biāo)具有優(yōu)先級(jí)。
速度快,多目標(biāo)能力,智能化控制,這是相控陣的優(yōu)點(diǎn)。
這個(gè)問(wèn)題有趣,這是不了解雷達(dá)基礎(chǔ)知識(shí)才有的疑問(wèn)。就像問(wèn)你,男人和老人相比,優(yōu)劣如何一樣。相控陣?yán)走_(dá)包括脈沖雷達(dá)和連續(xù)波,脈沖雷達(dá)包括多普勒雷達(dá)。多普勒雷達(dá)包括多天線雷達(dá)和單天線雷達(dá),多天線雷達(dá)包括相控陣?yán)走_(dá)。
在我看來(lái),由于軍事領(lǐng)域時(shí)間往往具有決定性,跳出雷達(dá)的思維方式,可以做得更好。大約在8年前,我就有了新的概念,對(duì)雷達(dá)是革命性的,其探測(cè)原理與處理信號(hào)的原理要先進(jìn)很多,可惜官方?jīng)]人相信我的話。要知道,我雖然不是該領(lǐng)域的專家,也沒(méi)有搞過(guò)一天雷達(dá),但并不能說(shuō)明我提不出更好的概念來(lái),我同樣不是水工專家,但如果當(dāng)年三峽船閘使用我的發(fā)明,只需一級(jí)船閘就行了,過(guò)閘時(shí)間要節(jié)省一大半,可惜當(dāng)年官方聽(tīng)不進(jìn)我的話,只有張光斗教授給我回過(guò)信。船閘的發(fā)明在2004年獲得國(guó)家專利,名稱就是一種新型船閘,不信可以搜索得到。
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