爱问知识人 爱问教育 医院库

有源相控雷达有何优势

首页

有源相控雷达有何优势


        

提交回答
好评回答
  • 2006-08-04 19:26:28
      相控阵雷达分为有源(主动)和无源(被动)两类。
    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。 相控阵雷达分有源和无源。区别在于:有源相控阵雷达的天线采用的是一种称为T/R模组的接受与发射装置,每一块T/R模组都能产生电磁波而无源相控阵雷达则是使用统一的发射机和接受器,外加具有相位控制能力的相控阵天线组成,天线本身不能产生雷达波,这是结构上的区别。
      有源相控阵雷达的收发装置只有T/R模组,所以重量较轻,故障率较低,即使几个T/R模组损坏了,也不会影响到整台机器的使用,而无源相控阵雷达就不具有这种优势,这是性能上的差别。 相控阵雷达(PAR)已在各种战略、战术雷达中得到广泛使用,成了当今雷达发展的主流。
      采用有源相控阵天线(APAA)的雷达称为有源相控阵雷达(APAR)。有源相控阵天线的重要组成部分是安置在每一天线单元上的发射/接收组件(T/R组件)。图1是一个典型的T/R组件的组成框图。实际上,一个T/R组件就是一部雷达的发射/接收前端。有的T/R组件还包括本振信号输入和中频、视频输出。
      基于直接频率综合(DDS)的T/R组件,可称为数字T/R组件。先进工艺支撑的T/R组件的批量生产能力和成本的不断降低,给有源相控阵雷达的发展提供了有力的技术推动。 国内外先进的相控阵雷达均采用了有源相控阵天线,如美国AN/FPS-115(PAV PAWS)相控阵预警雷达,以色列“箭式”(ARROW)战区导弹防御系统(TBM)中的EL/M-2080相控阵雷达,美国用于TMD高层防御的GBR相控阵雷达,美海军AN/SPY-2远程多功能相控阵雷达,美、欧、日等在研制的多种机载有源相控阵雷达及各国已研制成功的多种有源相控阵战术雷达〔1〕等,我国南京电子技术研究所研制的YLC-6,YLC-2等也都是采用有源相控阵天线的三坐标雷达。
      可以说,有源相控阵雷达已成了当今相控阵雷达发展的一个重要方向。采用集中的大功率发射机(多为电真空发射机)或若干部大功率发射机和无源相控阵天线的雷达称为无源相控阵雷达。在很多情况下,特别是在波长较短,如在C、X、Ku、mmw波段,又要求高发射功率的情况下,无源相控阵雷达与采用众多T/R组件的有源相控阵雷达相比,仍有其优点。
       在雷达主要战术技术指标大体相同的情况下,在有源相控阵天线与无源相控阵天线之间做出合理的选择,是相控阵雷达预先设计过程中必须加以考虑的一个重要问题。 在有源与无源相控阵天线之间做出选择,有多种出发点,其中要考虑的一个重要因素是进行功率比较,即在从阵列天线口面上辐射的RF功率相同的条件下,比较采用两种天线对发射机输出的总功率、相应要求的初级电源的总功率和在天线阵面上的热耗功率,以及为实现阵面冷却所要求的冷却系统的功率等。
      讨论这一问题的重要性还在于,由此可以得出对两种阵列天线及其组成部件的一些不容忽视的要求,这将有助于相控阵雷达有关分系统的设计人员更主动地改进设计和积累经验。 ①可充分利用相控阵天线的空间功率合成能力,获得雷达系统需要的总的发射信号功率。 ②可降低相控阵天线中馈线分系统的信号传输损耗,即降低从发射机(功率放大器)输出端至天线(发射状态)和从天线至接收机输出端(接收状态)的损耗。
       ③从充分利用雷达载体(雷达平台)可能提供的阵列天线面积出发,采用有源相控阵共形阵列天线。 ④在采用密度加权的大口径相控阵天线时,可考虑将大部分天线单元上的T/R组件中的发射通道与接收通道分开,减少组件中收/发开关的损耗。 ⑤当T/R组件中的发射通道研制有困难时,也可以采用半有源相控阵天线,即在每个天线单元上只保留T/R组件中的接收通道部分。
      例如采用宽发射波束照射,用有源相控阵接收天线形成多个窄接收波束的雷达工作方式。 。

    k***

    2006-08-04 19:26:28

其他答案

    2006-08-04 19:38:41
  •       有源电子扫描阵列(ESA),其主要优点是实现了波束的无惯性扫描,在作战中有助于对辐射能量的控制。现役的此种类型的雷达有美国空军的B1-B和俄罗斯的米格-31装备的雷达,在研的有法国装备其"阵风"战斗机的RBE-2雷达。
        有源ESA它的每一个阵元中都有一个RF发射机和灵敏的RF接收机,在各个发射/接收(T/R)模块内都有一个功率放大器、一个低噪声放大器和用砷化镓技术制造的相位振幅控制装置。
      有源ESA雷达技术放弃了传统的中心式高功率发射机,除了具有无源相控阵雷达的优点外,还提高了能量的使用效率并具有自适应波束控制、强抗干扰能力和高可靠性等优点。 简单点说,所谓的无源相控阵的中央接收机和发射机也是共同工作的,这点和MSA一样。
      不同是取消了伺服机控的天线,通过把电子控制移相器置于每个辐射源后来引导天线阵列形成波束。 有源阵则与MSA有跟本不同。它的后端处理中取消了双工。保护和放大器。一般说来只有接收和激厉器。其它的部分如RF收/发和功放都装进了天线上的单个T/R中。
      所以难度要大得多。 。

    ****

    2006-08-04 19:38:41

  • 2006-08-04 18:32:33
  •   中国的全固态机载有源相控阵雷达(内部资料) 
    名  称: 328/328甲全固态机载相控阵雷达 
    体  制: 全固态有源阵、单脉冲、脉冲压缩 
    波  段: X 
    研制单位: 中国科学院电子研究所、长风机器厂、航天部二院二十五所、上海电子物理研究所、中国雷华电子研究所等多家科研机构 
    研制时间: 1993年开始,1999年完成第一阶段计划:328全固态机载相控阵雷达 
    研制目的: 研究全固态机载有源相控阵雷达 
    现  状: 2002年9月已发展到第二阶段:可装备试用阶段:328甲全固态机载相控阵雷达 
    技术特点: 
      328甲是我国多家科研部门为空军研制的第一部全固态有源相控阵雷达。
      它的主要技术成果是:射频功率放大器、中放、混频器、倍频器、移相器以及开关等器件的集成化和批生产能力。   328甲全固态机载相控阵雷达系统具有地形跟随、地形回避、地面测绘和空地测距等功能。该系统除天线阵列和共用电源外,还有六个密封部件。天线阵列结构含数百个插入式射频微型组件,射频和直流综合装置以及冷却装置。
      各微型组件安装在间隔为0。517λ的方形格栅上。射频微型组件是一发射机/接收机复合单元,每一组件均能发射和接收9600兆赫能量。发射机激励和本振功率从信号发生器通过公用馈电系统均匀地分配到每个组件。信号发生器输出的S波段信号在组件中倍频到9600兆赫,2235兆赫本振信号在组件中倍频到9100兆赫,并与9600兆赫信号差频到510兆赫中频。
         328甲全固态机载相控阵雷达系统采用脉冲压缩技术以得到足够的灵敏度的良好的分辨力。发射机激励信号可以工作于脉冲压缩方式,也可将脉冲压缩发射与非脉冲压缩发射组合应用。这就使得在地形回避、地形测绘和空地测距时,不论是近距离或远距离都有良好的分辨力。
        微型组件的510兆赫中频输出按指定的加权分布在接收综合装置中组合起来,以获得良好的旁瓣特性。微型组件共有六个单独的电路基片,中频放大器和调制器是分开制作的,分别结合在混频器/收发转换开关和脉冲功率放大器基片上。各电路的互连采用金丝网焊接在微带线上来实现。
         微型组件共有两个同轴线连接。一个是S波段输入,发射时(发射机激励)在2360兆赫上给出2。05毫瓦;接收时(本机振荡激励)在2235兆赫上给出2。05毫瓦。另一同轴线接向综合装置组合网络,以传输510兆赫中频信号。   发射机与本机振荡器的激励信号之间的转换在射频分配系统之前完成,因而仅需一个S波段共用馈线。
      对于脉冲压缩工作,在发射时,S波段的输入在1。95微秒周期内由2360。75到2359。25兆赫进行线性调频。对于非脉冲压缩工作,发射时输入的是中心频率为2360兆赫的短脉冲(0。24微秒)。在接收周期内,无论那一种工作状态,S波段的输入都是2235兆赫的连续波信号。
         S波段前置放大器是两级宽带晶体管放大器,对于两种工作状态的S波段输入,都能给出约11。7分贝的增益。S波段收发转换开关根据转换信号将该放大器输出,或接到发射移相器,或接到接收移相器。   移相器包括四个数字移相元件,它们由四级连续计数器的输出控制。
      最大数位表示S波段时的45°相移。因此,移相器可在0~90°间按5。04°的增量提供任何角度的相移。由于以后的四倍频,在X波段的输出中可得到总共360°的相移。连续计数器在每个脉冲重复频率都由行和列的输入进行变换,并且恰好在接收新的相位输入之前被“复位”脉冲清洗。
      接收移相器由逻辑电路的互补输出驱动,而逻辑电路对发射机和接收机的移相器都能馈送信号。   脉冲功率放大器由多个晶体管放大级组成,在2360兆赫时最小增益23分贝。此放大器的输出为输入变容二极管谐波的四倍频。   微型组件的辐射单元,是一由隙缝式平衡/不平衡变换器馈电的半波长偶极子,此变换器保证单端微带线与平衡式双导体天线馈线之间所必需的变换。
      对偶极子的阻抗匹配进行选择,使得在所有平面上±45°范围内失配最小。 性能数据 工作频率 9600MHz 本振频率 9100MHz 接 收 机 类  型 二次变频 脉 压 比 105∶1 天线尺寸 53cm直径,六角形 天 线 阵 元  数 XXX(此项暂不公开) 阵元排列 六角形 发射器件 晶体管五倍频 发射功率 (此项暂不公开) 移 相 器 (此项暂不公开) 类  型 X位二极管(此项暂不公开) 馈电方式 S波段共同馈电 显  示 13。
      3cm直观存贮管,地形跟随显示和地形回避和地面测绘显示 天线阵元      峰值输出功率 0。76W      发射机增益  15。2dB      噪声系数   16。8dB      发射插入相位 10。0°      接收插入相位 10。
      5°      体积     (此项暂不公开)      重量     45g 幻真儿摘自军队内部刊物《军事学术》――军事工程版2003年12月。

    晨***

    2006-08-04 18:32:33

类似问题

换一换

相关推荐

正在加载...
最新资料 推荐信息 热门专题 热点推荐
  • 1-20
  • 21-40
  • 41-60
  • 61-80
  • 81-100
  • 101-120
  • 121-140
  • 141-160
  • 161-180
  • 181-200
  • 1-20
  • 21-40
  • 41-60
  • 61-80
  • 81-100
  • 101-120
  • 121-140
  • 141-160
  • 161-180
  • 181-200
  • 1-20
  • 21-40
  • 41-60
  • 61-80
  • 81-100
  • 101-120
  • 121-140
  • 141-160
  • 161-180
  • 181-200
  • 1-20
  • 21-40
  • 41-60
  • 61-80
  • 81-100
  • 101-120
  • 121-140
  • 141-160
  • 161-180
  • 181-200

热点检索

  • 1-20
  • 21-40
  • 41-60
  • 61-80
  • 81-100
  • 101-120
  • 121-140
  • 141-160
  • 161-180
  • 181-200
返回
顶部
帮助 意见
反馈

确定举报此问题

举报原因(必选):