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相控阵雷达的工作原理 相控阵雷达和普通雷达的区别

时间:2020-07-04 14:05:50  

  对于很多人来说,相控阵雷达非常耳熟,但它的原理却一直不是很清楚,今天咱们就来说说相控阵。

  相控阵雷达不但不动,而且天线阵列也是平面的,那奇怪了,它到底是如何调整扫描方向的?顾名思义,“相控阵”就是控制每个阵元产生电磁波的相位与幅度,以此强化电磁波在指定方向上的强度,并压抑其他方向的强度,从而实现让电磁波束的方向发生改变。如下图,就是相控阵雷达扫描不同方向的动画示意图:

  说相控阵雷达的原理,就不得不提一下传统雷达的工作方式。影视中,如果非要出现雷达画面的话,传统雷达就是最好的道具,因为传统雷达动感十足,快速旋转的天线便于营造紧迫感。

  雷达探测目标距离的原理是:雷达波从发射到从目标返回的总时间,乘上光速,等于目标距离的两倍。

  传统雷达依靠360度旋转来扫描目标,而相控阵雷达与它的区别是,绝大多数相控阵雷达都是不动的,既然不动,那它又是如何扫描不同方向的呢?

  相控阵雷达不是“一个雷达”,本质上,它是很多个“传统雷达”的共同体。下图为相控阵雷达的天线。

  很容易就能发现,相控阵雷达的天线由无数个小单元天线组成,这些小单元天线叫做“阵元”,对于有源相控阵雷达来说,每一个阵元都是独立控制的,它们既能独立发射雷达波,也能接收雷达波的回波信号。

  这就是相控阵雷达的基本工作原理,人们常把传统机械式扫描雷达比喻为“个体户”,而把相控阵雷达水斏是“合作社”。人们还把它水斏是21世纪的雷达,是否装配相控阵雷达也是第四代战斗机一个非常重要的标准。而很多第三代机,把老式雷达改装成相控阵雷达后,战斗力迅速提高。如下图的F-16。有人开玩笑说,F-16装上相控阵雷达后,火鸡变成了凤凰。

  下面,我们就来看看,相控阵雷达有哪些先进之处。

  没有机械运动

  相控阵雷达因为省去了整个天线的机械驱动系统,所以它的可靠性非常高,平均无故障时间远远高于传统雷达。另外,相控阵雷达的思想有点儿类似于互联网,某些节点坏了不影响整体功能的使用,数百个或上千个阵元中,就算有百分之十的阵元损坏,相控阵雷达依然可以使用。

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