第一篇：量子雷達(dá)與經(jīng)典雷達(dá)的區(qū)別范文

量子雷達(dá)與經(jīng)典雷達(dá)的區(qū)別

量子雷達(dá)與經(jīng)典雷達(dá)的區(qū)別

2016年8月份上月，中國(guó)電科首部基于單光子檢測(cè)的量子雷達(dá)系統(tǒng)，在14所研制成功，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。該量子雷達(dá)系統(tǒng)由中國(guó)電科14所智能感知技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研制，在中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、中國(guó)電科27所以及南京大學(xué)等協(xié)作單位的共同努力下，經(jīng)過不懈的努力，完成了量子探測(cè)機(jī)理、目標(biāo)散射特性研究，以及量子探測(cè)原理的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并且在外場(chǎng)完成真實(shí)大氣環(huán)境下目標(biāo)探測(cè)試驗(yàn)，獲得百公里級(jí)探測(cè)威力，探測(cè)靈敏度極大提高，指標(biāo)均達(dá)到預(yù)期效果，取得階段性重大研究進(jìn)展與成果。

國(guó)內(nèi)科研團(tuán)隊(duì)相繼在量子通信和量子計(jì)算上取得技術(shù)突破后，中國(guó)在量子雷達(dá)領(lǐng)域再下一城。那么，和經(jīng)典雷達(dá)相比量子雷達(dá)又有何特殊之處呢？ 量子雷達(dá)不是對(duì)經(jīng)典雷達(dá)的顛覆

雷達(dá)最早在二戰(zhàn)期間得到大規(guī)模應(yīng)用，特別是在不列顛空戰(zhàn)中，英國(guó)皇家空軍依靠雷達(dá)的輔助對(duì)德國(guó)空軍造成較大殺傷。當(dāng)時(shí)的雷達(dá)單純利用發(fā)射的電磁波信號(hào)，經(jīng)過目標(biāo)表面散射后，通過判斷接收信號(hào)的能量，來識(shí)別、判斷目標(biāo)。不過，這種雷達(dá)的信息載體只能通過信號(hào)的絕對(duì)幅度或幅度的變化來體現(xiàn)，檢測(cè)機(jī)理就是簡(jiǎn)單的能量檢測(cè)，無法區(qū)分雜波和目標(biāo)，分不清在空中飛舞的錫箔條和真正的戰(zhàn)機(jī)，信息利用方式單一，因此，應(yīng)用領(lǐng)域受到較大的限制。

隨著技術(shù)的發(fā)展，雷達(dá)也不斷發(fā)生變化，從單純利用信號(hào)的強(qiáng)度信息，演化為綜合利用電磁信號(hào)的頻率和相位信息，即電磁場(chǎng)的二階特性。通過發(fā)射電磁波二階特性的應(yīng)用，在調(diào)制方式上，出現(xiàn)了線性調(diào)頻、相位編碼和捷變頻等復(fù)雜信號(hào)形式，這些信號(hào)形式有效解決了傳統(tǒng)雷達(dá)時(shí)寬與帶寬的矛盾，并提升雷達(dá)抗干擾、抗雜波的能力。在檢測(cè)技術(shù)上，催生了動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)、空時(shí)自適應(yīng)處理技術(shù)和脈沖多普勒體制，這些技術(shù)利用目標(biāo)和雜波在多普勒域上的差異，實(shí)現(xiàn)雜波中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的有效檢測(cè)，提升雷達(dá)抗雜波能力。

量子雷達(dá)則是將量子信息技術(shù)，引入經(jīng)典雷達(dá)探測(cè)領(lǐng)域，解決經(jīng)典雷達(dá)在探測(cè)、測(cè)量和成像等方面的技術(shù)瓶頸，提升雷達(dá)的綜合性能。量子雷達(dá)屬于一種新概念雷達(dá)，首要應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)目標(biāo)有無的探測(cè)，在此基礎(chǔ)上可以進(jìn)一步擴(kuò)展應(yīng)用領(lǐng)域，包括量子成像雷達(dá)、量子測(cè)距雷達(dá)和量子導(dǎo)航雷達(dá)等，從本質(zhì)上來說，量子雷達(dá)并沒有脫離經(jīng)典雷達(dá)探測(cè)的框架體系，只是在利用量子理論進(jìn)行系統(tǒng)分析時(shí)，對(duì)雷達(dá)中一些概念和物理現(xiàn)象，如接收機(jī)噪聲等，具有全新的、更準(zhǔn)確的理解。在此基礎(chǔ)上，量子雷達(dá)從信息調(diào)制載體和檢測(cè)處理等方面入手，提升雷達(dá)的性能?？傮w而言，量子雷達(dá)是對(duì)經(jīng)典雷達(dá)理論的更新和補(bǔ)充，而不是顛覆和取代。量子雷達(dá)的分類

根據(jù)利用量子現(xiàn)象和光子發(fā)射機(jī)制的不同，量子雷達(dá)主要可以分為以下3個(gè)類別：

一是量子雷達(dá)發(fā)射非糾纏的量子態(tài)電磁波。其探測(cè)過程為利用泵浦光子穿過（ＢＢＯ）晶體，通過參量下轉(zhuǎn)換產(chǎn)生大量糾纏光子對(duì)，各糾纏光子對(duì)之間的偏振態(tài)彼此正交，將糾纏的光子對(duì)分為探測(cè)光子和成像光子，成像光子保留在量子存儲(chǔ)器中，探測(cè)光子由發(fā)射機(jī)發(fā)射經(jīng)目標(biāo)反射后，被量子雷達(dá)接收，根據(jù)探測(cè)光子和成像光子的糾纏關(guān)聯(lián)，可提高雷達(dá)的探測(cè)性能。與不采用糾纏的量子雷達(dá)相比，采用糾纏的量子雷達(dá)分辨率，以二次方速率提高。

二是量子雷達(dá)發(fā)射糾纏的量子態(tài)電磁波。發(fā)射機(jī)將糾纏光子對(duì)中的信號(hào)光子發(fā)射出去，“備份”光子保留在接收機(jī)中，如果目標(biāo)將信號(hào)光子反射回來，那么通過對(duì)信號(hào)光子和“備份”光子的糾纏測(cè)量，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的檢測(cè)。

三是雷達(dá)發(fā)射經(jīng)典態(tài)的電磁波。在接收機(jī)處使用量子增強(qiáng)檢測(cè)技術(shù)以提升雷達(dá)系統(tǒng)的性能，目前，該技術(shù)在激光雷達(dá)技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用。中電14所實(shí)際上應(yīng)用的是上述三種模式中的一種。量子雷達(dá)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

目前，經(jīng)典雷達(dá)存在一些缺點(diǎn)，一是發(fā)射功率大（幾十千瓦），電磁泄漏大；二是反隱身能力相對(duì)較差；三是成像能力相對(duì)較弱；四是信號(hào)處理復(fù)雜，實(shí)時(shí)性弱。針對(duì)經(jīng)典雷達(dá)存在的技術(shù)難點(diǎn)，量子信息技術(shù)均存在一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，可以通過與經(jīng)典雷達(dá)相結(jié)合，提升雷達(dá)的探測(cè)性能。

首先，量子信息技術(shù)中的信息載體為單個(gè)量子，信號(hào)的產(chǎn)生、調(diào)制和接收、檢測(cè)的對(duì)象均為單個(gè)量子，因此整個(gè)接收系統(tǒng)具有極高的靈敏度，即量子接收系統(tǒng)的噪聲基底極低，相比經(jīng)典雷達(dá)的接收機(jī)，噪聲基底能夠降低若干個(gè)數(shù)量級(jí)。再忽略工作頻段、雜波和動(dòng)態(tài)范圍等實(shí)現(xiàn)因素，則雷達(dá)作用距離可以大幅提升數(shù)倍甚至數(shù)十倍。從而大大提升雷達(dá)對(duì)于微弱目標(biāo)，甚至隱身目標(biāo)的探測(cè)能力。

其次，量子信息技術(shù)中的調(diào)制對(duì)象為量子態(tài)，相比較經(jīng)典雷達(dá)的信息調(diào)制對(duì)象，量子態(tài)可以表征量子“漲落變化”等微觀信息，具有比經(jīng)典時(shí)、頻、極化等更加高階的信息，即調(diào)制信息維度更高。從信息論角度出發(fā)，通過對(duì)高維信息的操作，可以獲取更多的性能。對(duì)于目標(biāo)探測(cè)而言，通過高階信息調(diào)制，可以在不影響積累得益的前提下，進(jìn)一步壓低噪聲基底，從而提升噪聲中微弱目標(biāo)檢測(cè)的能力；從信號(hào)分析角度出發(fā)，通過對(duì)信號(hào)進(jìn)行量子高階微觀調(diào)制，使得傳統(tǒng)信號(hào)分析方法難以準(zhǔn)確提取征收信號(hào)中調(diào)制的信息，從而提升在電子對(duì)抗環(huán)境下的抗偵聽能力。綜合而言，通過量子信息技術(shù)的引入，通過量子化接收，原理上可以有效降低接收信號(hào)中的噪聲基底功率；通過量子態(tài)調(diào)制，原理上可以增加信息處理的維度，一方面可以提升信噪比得益，另一方面可以降低發(fā)射信號(hào)被準(zhǔn)確分析和復(fù)制的可能性，從而在目標(biāo)探測(cè)和電子對(duì)抗領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用潛力。

第二篇：雷達(dá)基礎(chǔ)知識(shí)

雷達(dá)工作時(shí)發(fā)射無線電波，依靠接收器接收物體反射回波來判斷其距離，速度和移動(dòng)路線 雷達(dá)技術(shù)定義：

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雷達(dá)技術(shù)就是利用電磁波對(duì)目標(biāo)進(jìn)行測(cè)向和定位。它發(fā)射電磁波對(duì)目標(biāo)進(jìn)行照射并接收其回波，經(jīng)過處理來獲取目標(biāo)的距離、方位和高度等信息。雷達(dá)一詞是英文Radar的音譯，它是Radio Detection and Ranging幾個(gè)英文單詞詞頭的縮寫，意為“無線電檢測(cè)和測(cè)距”。雷達(dá)技術(shù)涉及到天線、接收、發(fā)射、控制、顯示、數(shù)據(jù)處理、收發(fā)開關(guān)、調(diào)制器、定時(shí)器及微電子等技術(shù)領(lǐng)域。雷達(dá)技術(shù)作為一種技術(shù)探測(cè)手段，具有白天黑夜均能檢測(cè)到遠(yuǎn)距離的較小目標(biāo)，不為云、霧和兩所阻擋，具有探測(cè)距離遠(yuǎn)，測(cè)量目標(biāo)參數(shù)速度快等特點(diǎn)，因此，它不僅用于軍事目的，還廣泛地應(yīng)用到民用事業(yè)和各項(xiàng)科學(xué)研究中，如交通管制、氣象預(yù)報(bào)、資源探測(cè)、航天、電離層結(jié)構(gòu)和天體研究等等。雷達(dá)可以按照不同的方法進(jìn)行分類：按雷達(dá)波段可分為米波雷達(dá)、分米波雷達(dá)、厘米波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)及其他波段雷達(dá)等；按雷達(dá)發(fā)射信號(hào)形式或信息加工方式可分為脈沖雷達(dá)、連續(xù)波雷達(dá)、脈沖壓縮雷達(dá)、動(dòng)目標(biāo)顯示雷達(dá)、脈沖多卜勒雷達(dá)等；按雷達(dá)架設(shè)地點(diǎn)不同可分為地面雷達(dá)、航空器載(機(jī)載)雷達(dá)、船舶載雷達(dá)、航天器載雷達(dá)等；按雷達(dá)完成的戰(zhàn)術(shù)任務(wù)不同可分為：遠(yuǎn)程和超遠(yuǎn)程警戒雷達(dá)、指揮引導(dǎo)雷達(dá)、炮瞄雷達(dá)、跟蹤測(cè)量雷達(dá)、導(dǎo)彈制導(dǎo)雷達(dá)、航空管制雷達(dá)和氣象雷達(dá)等；按天線特點(diǎn)可分為相控陣?yán)走_(dá)，合成孔徑雷達(dá)和共形天線雷達(dá)等等。不論怎么分類，雷達(dá)基本上劃分為連續(xù)波和脈沖雷達(dá)兩大類。各類雷達(dá)的研究、發(fā)展和設(shè)置由雷達(dá)所承擔(dān)的任務(wù)來決定。國(guó)外概況：

雷達(dá)技術(shù)的基本概念形成于20世紀(jì)初。20年代的研究證明了雷達(dá)技術(shù)可發(fā)現(xiàn)船只，并用于測(cè)量電離層的高度。30年代初開始研制探測(cè)飛機(jī)的脈沖雷達(dá)技術(shù)。從30年代中開始，軍事部門利用雷達(dá)技術(shù)來測(cè)定遠(yuǎn)距離或看不見的目標(biāo)的方向、距離和大小之后，雷達(dá)技術(shù)得到了迅速發(fā)展。特別是在第二次世界大戰(zhàn)初期，英國(guó)利用新出現(xiàn)的雷達(dá)設(shè)備在鄰近德國(guó)的本土海岸線上(英倫海峽沿岸)布設(shè)了一道觀測(cè)敵方飛機(jī)的早期報(bào)警雷達(dá)鏈，使倫敦城及其周圍的機(jī)場(chǎng)不致遭到德國(guó)法西斯入侵飛機(jī)的突襲，對(duì)保衛(wèi)英國(guó)本土起了決定性的作用，從此，雷達(dá)技術(shù)引起世界各國(guó)的關(guān)注。在第二次世界大戰(zhàn)期間，由于作戰(zhàn)的需要，雷達(dá)技術(shù)發(fā)展極為迅速，新的雷達(dá)器件不斷現(xiàn)出，雷達(dá)使用頻率不斷擴(kuò)展，作戰(zhàn)使用效率不斷提高。在戰(zhàn)前的雷達(dá)器件和技術(shù)只能達(dá)到幾十兆赫。大戰(zhàn)初期，德國(guó)首先研制成大功率三、四極電子管后，雷達(dá)工作頻率可達(dá)500兆赫以上，這不僅提高了雷達(dá)探索和引導(dǎo)飛機(jī)的精度，而且也提高了高炮控制雷達(dá)的性能，使高炮命中率更高，1939年，英國(guó)發(fā)明工作頻率為3000兆赫的功率磁控管以后，雷達(dá)技術(shù)開始向空中發(fā)展，地面與空中雷達(dá)投入使用，使盟軍在空戰(zhàn)和海-空作戰(zhàn)方面取得了優(yōu)勢(shì)。大戰(zhàn)后期，美國(guó)進(jìn)一步把雷達(dá)技術(shù)使用的磁控管的工作頻率提高到10吉赫，實(shí)現(xiàn)了機(jī)載雷達(dá)小型化并提高了測(cè)量精度。在高炮火控方面，精密自動(dòng)跟蹤雷達(dá)技術(shù)使高炮命中率從戰(zhàn)爭(zhēng)初期的數(shù)千發(fā)炮彈擊落一架飛機(jī)，提高到數(shù)十發(fā)擊中一架飛機(jī)，命中率提高了二個(gè)數(shù)量級(jí)。隨著電子技術(shù)和武器裝備的發(fā)展，雷達(dá)技術(shù)不斷向前推進(jìn)，新的雷達(dá)體制不斷涌現(xiàn)，并相繼建立了許多防空預(yù)警雷達(dá)系統(tǒng)(網(wǎng))。就雷達(dá)技術(shù)和體制而言，40年代后期出現(xiàn)了動(dòng)目標(biāo)顯示技術(shù)，誕生了動(dòng)目標(biāo)顯示雷達(dá)，這有利于從地雜波和云雨等雜波背景中發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。50年代，雷達(dá)技術(shù)已經(jīng)較廣泛地采用了動(dòng)目標(biāo)顯示、單脈沖測(cè)角和跟蹤以及脈沖壓縮技術(shù)，并研制出高分辨力的合成孔徑雷達(dá)技術(shù)。60年代出現(xiàn)了相控陣?yán)走_(dá)、超視距雷達(dá)和三坐標(biāo)雷達(dá)，并將合成孔徑雷達(dá)推廣到民用。70年代固態(tài)相控陣?yán)走_(dá)和脈沖多普勒雷達(dá)問世。從雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用而言，隨著50年代高速噴氣式飛機(jī)的出現(xiàn)，60年代低空突防飛機(jī)、部分軌道轟炸武器和中、遠(yuǎn)程彈道導(dǎo)彈以及軍用衛(wèi)星的出現(xiàn)，人們研制了低空警戒雷達(dá)、超遠(yuǎn)程警戒和跟蹤測(cè)量雷達(dá)，并建立了專門用于對(duì)付這些目標(biāo)的雷達(dá)預(yù)警系統(tǒng)，如50年代美國(guó)為對(duì)付前蘇聯(lián)遠(yuǎn)程轟炸機(jī)的威脅，相繼建立了“松樹預(yù)警線”、“遠(yuǎn)程預(yù)警線”和“中加拿大預(yù)警線”；60年代為對(duì)付彈道導(dǎo)彈威脅建立了“北方彈道導(dǎo)彈預(yù)警系統(tǒng)”；60年代至70年代初建立了“潛射彈道導(dǎo)彈預(yù)警系統(tǒng)”；到70年代和80年代又決定用更先進(jìn)的雷達(dá)(包括固態(tài)大型相控陣?yán)走_(dá))對(duì)上述系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，以使這些防空預(yù)警系統(tǒng)現(xiàn)代化，并使其中的一些大型系統(tǒng)具備一機(jī)多能(情報(bào)搜集、預(yù)警、跟蹤、對(duì)空間目標(biāo)的編目監(jiān)視以及攻擊制定)和對(duì)付多目標(biāo)的能力。目前，美國(guó)和前蘇聯(lián)的雷達(dá)(現(xiàn)在主要由俄羅斯接管)無論從雷達(dá)體制的多樣性、雷達(dá)技術(shù)水平的先進(jìn)性、雷達(dá)預(yù)警系統(tǒng)的完整性以及大型雷達(dá)的數(shù)量等方面看，它們均處于世界前列，各種體制的雷達(dá)，它們都擁有，有的只有它們建成了，如大型后向散射超視距雷達(dá)，美國(guó)從80年代初到90年代初建造了兩部。前蘇聯(lián)從80年代初開始至蘇聯(lián)解體時(shí)為止，共建造了四部。探測(cè)距離與跟蹤距離達(dá)數(shù)千公里的大型雷達(dá)及雷達(dá)網(wǎng)，國(guó)外只有它們兩家擁有。如陸(海)基先進(jìn)的大型相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)，前蘇聯(lián)最多，達(dá)20多部，美國(guó)也有9部。這些大型雷達(dá)系統(tǒng)一部的建造費(fèi)用少則幾千萬美元，多則達(dá)數(shù)億美元，如美國(guó)的后向散射超視距雷達(dá)(原計(jì)劃用25億美元建四部)。陸基大型相控陣?yán)走_(dá)盡管技術(shù)上已經(jīng)成熟和完善，但是，冷戰(zhàn)結(jié)束后，其發(fā)展暫處于穩(wěn)定狀態(tài)，近幾年，美國(guó)和俄羅斯很少新建這類雷達(dá)，相反，俄羅斯由于經(jīng)濟(jì)方面的原因，其大型相控陣?yán)走_(dá)的數(shù)量還在減少，如1998年8月已關(guān)閉了位于拉脫維亞的雷達(dá)站。另一方面，由于相控陣?yán)走_(dá)具有一機(jī)多能、波束易控以及對(duì)付多目標(biāo)等優(yōu)點(diǎn)，它在機(jī)載和艦船載應(yīng)用方面仍是雷達(dá)技術(shù)發(fā)展的方向，國(guó)外仍在大力發(fā)展中，如美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)等均在為先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)及聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機(jī)研制固態(tài)相控陣?yán)走_(dá)，以提高戰(zhàn)斗機(jī)的多目標(biāo)、多功能及遠(yuǎn)程攻擊能力；美國(guó)和以色列等國(guó)家還在研制新的裝載相控陣?yán)走_(dá)的預(yù)警飛機(jī)。

雷達(dá)技術(shù)從軍方開始利用它來測(cè)定遠(yuǎn)距離或看不見的目標(biāo)的方向、距離、大小等為起點(diǎn)，其發(fā)展已經(jīng)歷了六十多年，時(shí)至今日，仍方興未艾，蓬勃發(fā)展。雷達(dá)體制從開始時(shí)單一的脈沖制，發(fā)展成為今天擁有動(dòng)目標(biāo)顯示、合成孔徑、相控陣、超視距以及脈沖多普勒等多種體制。雷達(dá)功能不斷擴(kuò)展，當(dāng)初主要是觀察空中飛機(jī)，現(xiàn)在觀測(cè)目標(biāo)已拓寬到從地下到空間的多類目標(biāo)，如地下工事、地下指揮所、地面和海面慢速移動(dòng)目標(biāo)、低空和超低空飛行目標(biāo)、空中的有人駕駛和無人駕駛飛行器、固定機(jī)翼和旋轉(zhuǎn)機(jī)翼飛行器、空間航天飛行器、運(yùn)載火箭以及彈道導(dǎo)彈等等；當(dāng)初主要是主動(dòng)、快速獲取目標(biāo)信息的手段，除此之外，它現(xiàn)在還是各類先進(jìn)作戰(zhàn)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)精確打擊的必備設(shè)備，是發(fā)展先進(jìn)武器系統(tǒng)測(cè)試評(píng)估的手段。雷達(dá)功能的拓展要求雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展必須滿足這些要求，這就促使雷達(dá)技術(shù)向多功能(搜索、檢測(cè)和跟蹤)；多模工作方式；地面和海上雷達(dá)相互融匯；天線系統(tǒng)采用電掃陣列、合成孔徑、工作頻段寬、輻射能力強(qiáng)、重量輕和噪聲低的器件；機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、可移動(dòng)或易移動(dòng)；采用雙/多基地雷達(dá)和逆合成孔徑雷達(dá)，以進(jìn)一步提高抗干擾、抗摧毀和對(duì)付隱身目標(biāo)的能力；采用相控陣技術(shù)發(fā)展三坐標(biāo)低空補(bǔ)盲雷達(dá)；雷達(dá)系統(tǒng)信號(hào)處理的數(shù)字化和智能化等方向發(fā)展。影響：

雷達(dá)技術(shù)對(duì)國(guó)防科技和武器裝備發(fā)展的影響主要體現(xiàn)在下列三方面：1.是軍事上實(shí)時(shí)、主動(dòng)、全天候獲取各類目標(biāo)信息不可缺少的技術(shù)探測(cè)手段，是收集各種軍事情報(bào)的傳感器技術(shù)之一，是“千里眼”。在當(dāng)今高技術(shù)條件下，對(duì)一個(gè)戰(zhàn)區(qū)乃至全球多方面的情報(bào)收集、處理、分發(fā)是指揮員做出正確決策和快速響應(yīng)必不可少的前提，在防空及各軍兵種與各個(gè)級(jí)別上的戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)指揮控制與通信(C3I)系統(tǒng)中，雷達(dá)技術(shù)是主動(dòng)獲取信息的重要手段，是其它探測(cè)手段不能替代的。2.雷達(dá)是先進(jìn)作戰(zhàn)平臺(tái)的組成部分，其作用是人們研制各類武器系統(tǒng)最為關(guān)心的。例如，先進(jìn)的機(jī)載脈沖多普勒火控雷達(dá)是戰(zhàn)斗機(jī)火控系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，西方主要國(guó)家早已將其裝備部隊(duì)，它們還在為更先進(jìn)的戰(zhàn)斗機(jī)研制固態(tài)相控陣?yán)走_(dá)，以提高戰(zhàn)斗機(jī)的多目標(biāo)、多功能及遠(yuǎn)程攻擊能力；機(jī)載轟炸雷達(dá)是轟炸機(jī)提高轟炸成功率的重要保證，使轟炸可以不受氣象條件和白天黑夜的限制，并可與激光瞄準(zhǔn)設(shè)備相配合，實(shí)現(xiàn)精確打擊的目的；地形跟蹤和地形回避雷達(dá)可使轟炸機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)和巡航導(dǎo)彈實(shí)現(xiàn)低空、超低空安全隱蔽接近作戰(zhàn)地域和要攻擊的目標(biāo)。3.雷達(dá)技術(shù)是發(fā)展先進(jìn)武器系統(tǒng)測(cè)試評(píng)估的技術(shù)手段。例如各種精密打擊武器，在其研制過程及最終性能評(píng)估中，必須要有精密測(cè)量雷達(dá)對(duì)其飛行軌跡、落點(diǎn)精度等進(jìn)行測(cè)量與鑒定；在導(dǎo)彈和衛(wèi)星的研制和發(fā)展中，雷達(dá)是彈道參數(shù)測(cè)量、真假目標(biāo)識(shí)別、突防能力檢驗(yàn)、衛(wèi)星安全控制及軌道測(cè)量等必不可少的手段。由此可見，雷達(dá)技術(shù)是一個(gè)國(guó)家國(guó)防和武器裝備現(xiàn)代化以及國(guó)防科技發(fā)展必不可少的技術(shù)。?? [ 轉(zhuǎn)自鐵血社區(qū) http://bbs.tiexue.net/ [技術(shù)難點(diǎn)] 雷達(dá)技術(shù)經(jīng)歷了六十多年的發(fā)展之后，目前最關(guān)鍵的是如何與數(shù)字計(jì)算機(jī)相結(jié)合，使之成為一個(gè)完整的統(tǒng)一體，以實(shí)現(xiàn)從原始的回波信號(hào)中實(shí)時(shí)提取大量有用信息，并以簡(jiǎn)便、直觀方式顯示給操作人員，送達(dá)到與其相配合的武器系統(tǒng)，使雷達(dá)系統(tǒng)能執(zhí)行更多的任務(wù)，能自適應(yīng)環(huán)境而工作。由于雷達(dá)技術(shù)與現(xiàn)代武器系統(tǒng)密不可分，它所要探測(cè)的目標(biāo)種類越來越多，這就要求雷達(dá)需要解決的技術(shù)難題也很多。1.要解決多目標(biāo)識(shí)別(尤以非合作目標(biāo)的識(shí)別)問題；2.要解決對(duì)低空、超低空目標(biāo)的探測(cè)以及對(duì)低空和地面移動(dòng)目標(biāo)的探測(cè)問題；3.要解決對(duì)付隱身目標(biāo)、尋的導(dǎo)彈、反輻射導(dǎo)彈的攻擊；4.要解決一機(jī)多能及抗電子干擾問題；5.要解決輕重量、以滿足平臺(tái)升高、機(jī)載和星載應(yīng)用要求；6.要研制不同波段的合成孔徑雷達(dá)等。機(jī)載雷達(dá)的發(fā)展概況

六十年來，國(guó)外機(jī)載雷達(dá)已發(fā)展成九大類，數(shù)百個(gè)型號(hào)。其中，軍用機(jī)載雷達(dá)占大多數(shù)?，F(xiàn)在，軍用機(jī)載達(dá)不但已經(jīng)成為各種軍用飛機(jī)必不可少的重要電子裝備，而且其性能優(yōu)劣已成為軍用飛機(jī)性能的重要標(biāo)志。

1、六十年的發(fā)展歷程

軍用機(jī)載雷達(dá)是30 年代誕生的。當(dāng)時(shí)機(jī)載雷達(dá)使用的是笨重的米波振子陣列天線，而且被安裝在飛機(jī)機(jī)頭和機(jī)翼的外側(cè)。二戰(zhàn)期間，盡管磁控管在雷達(dá)中廣泛使用后出現(xiàn)了多種型號(hào)的10 厘米和3 厘米波段的軍用機(jī)載雷達(dá)，有了空對(duì)地（搜索）轟炸、空對(duì)空（截?fù)簦┗鹂?、敵我識(shí)別、無線電高度（計(jì)）、護(hù)尾告警等類型，但它們的技術(shù)水平卻很低。它們所采用的信號(hào)不過是脈沖調(diào)制和調(diào)頻連續(xù)波兩種；發(fā)射管不過是多極真空管和磁控管；天線不過是振子和拋物反射面；顯示器全都采用陰極射線管；自動(dòng)角度跟蹤和距離跟蹤系統(tǒng)多數(shù)用機(jī)電式，技術(shù)上還不夠完善。當(dāng)時(shí)較新的技術(shù)只有機(jī)械式電掃描天線，動(dòng)目標(biāo)顯示和傳送雷達(dá)信號(hào)到地面觀測(cè)站的中繼線路這三項(xiàng)。

二戰(zhàn)以后,機(jī)載雷達(dá)發(fā)展了單脈沖角度跟蹤、脈沖多普勒信號(hào)處理、合成孔徑和脈沖壓縮的高分辨率、結(jié)合敵我識(shí)別的組合系統(tǒng)、結(jié)合計(jì)算機(jī)的自動(dòng)截?fù)艋鹂叵到y(tǒng)、地形回避和地形跟隨、無源或有源的相控陣，頻率捷變、多目標(biāo)探測(cè)與跟蹤等新的雷達(dá)系統(tǒng)。分系統(tǒng)所采用的新技術(shù)有高效矩陣平板線、全固態(tài)相控陣的收發(fā)單元功能模塊、低噪聲射頻接收?qǐng)鲂?yīng)放大器、高頻率穩(wěn)定頻率綜合器、數(shù)字式信號(hào)處理與數(shù)據(jù)處理、可編程的功率控制和數(shù)字處理、彩色電視光柵掃描變換顯示、大功率的液壓或力矩馬達(dá)的天線驅(qū)動(dòng)、控制指令和信息傳輸?shù)臄?shù)字總線、計(jì)算機(jī)控制的機(jī)內(nèi)自檢系統(tǒng)等。所采用的新器件有柵控功率行波管、砷化鎵射頻器件、高速大規(guī)模集成電路等。目前裝備各國(guó)的軍用飛機(jī)的雷達(dá)已有所需的各種類型、各種性能；覆蓋從分米波到光波的寬廣頻域；不同復(fù)雜程度雷達(dá)的可*性達(dá)到100～1000小時(shí)MTBF。

[ 轉(zhuǎn)自鐵血社區(qū) http://bbs.tiexue.net/、90年代的機(jī)載雷達(dá)

90年代在各國(guó)軍用飛機(jī)上裝備的產(chǎn)品都具有很高的技術(shù)水平。雷達(dá)波段通常為X與Kｕ波段；預(yù)警雷達(dá)使用更長(zhǎng)波段；直升機(jī)雷達(dá)使用毫米波段。雷達(dá)的波形通常為具有高、中、低脈沖重復(fù)頻率的全波形脈沖多普勒全相參系統(tǒng)。發(fā)射機(jī)通常使用功率行波管。天線一般使用平板縫陣天線，并向無源相控陣以至有源相控陣過渡。信號(hào)處理已基本實(shí)現(xiàn)數(shù)字化；數(shù)據(jù)處理也已實(shí)現(xiàn)數(shù)字計(jì)算機(jī)化；由于微處理機(jī)的快速發(fā)展而使信號(hào)處理與數(shù)據(jù)處理合并在同一個(gè)可編程處理機(jī)中進(jìn)行。機(jī)載雷達(dá)的顯示信息均已變換成電視制式信號(hào)在飛機(jī)的綜合顯示系統(tǒng)中顯示。雷達(dá)的可*性因大規(guī)模集成電路的使用和模塊化設(shè)計(jì)而大幅度提高；雷達(dá)的維護(hù)性則由于機(jī)內(nèi)自檢與試驗(yàn)臺(tái)的廣泛使用而得到極大改善。雷達(dá)的體積與重量逐年降低；功耗則穩(wěn)定在合理水平上。

美國(guó)隱形飛機(jī)上裝備的最新一代機(jī)載雷達(dá)與過去50年裝備使用的有很大差別。出于隱形的要求，必須裝備低截獲概率雷達(dá)。相控陣天線具有較好的隱身性能，而其技術(shù)進(jìn)展已到了實(shí)用階段，因而成為首選的系統(tǒng)。B-2隱身轟炸機(jī)的AN/APQ-181和F-22隱形戰(zhàn)斗機(jī)的AN/APG-77分別采用無源和有源的二維相控陣天線。F-117A隱形攻擊機(jī)為了保持其隱形特性與突出對(duì)地攻擊的能力，它僅裝備紅外探測(cè)和制導(dǎo)激光炸彈的激光照射設(shè)備，沒有裝備主動(dòng)微波雷達(dá)。正在研制的隱形直升機(jī)RAH-66則采用傳播衰減較大的短毫米波段以保持其隱形特性。新一代軍用機(jī)載雷達(dá)的另一特點(diǎn)是模塊化和在航空電子系統(tǒng)中的集成化。無論是APG-77還是APG-181雷達(dá)，它所構(gòu)成的組件大量采用其它主力飛機(jī)所裝備的APG-68、APG-70/APG-73和APG-164等雷達(dá)的模塊，它們之中有很高比例的模塊通用性。由于這一代飛機(jī)已逐步采用集成航空電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，雷達(dá)在傳統(tǒng)上作為一個(gè)完整設(shè)備的特征開始消失。在“數(shù)字航空集成系統(tǒng)（DAIS）”中，雷達(dá)的數(shù)據(jù)輸入與輸出，及其控制指令都通過數(shù)據(jù)總線（在美軍用飛機(jī)中采用軍用1553B數(shù)據(jù)總線）傳輸，雷達(dá)已沒有獨(dú)立的顯示控制分系統(tǒng)。在F-22飛機(jī)的“寶石柱”模塊化集成航空電子系統(tǒng)中，由于大量的信號(hào)處理，數(shù)據(jù)處理和顯示控制功能都已由飛機(jī)的集成航空電子系統(tǒng)的信號(hào)處理區(qū)、任務(wù)處理區(qū)與集成顯示器來完成，APG-77雷達(dá)只剩下有源單元電掃陣列（AESA）和可編程信號(hào)處理機(jī)。有源單元是用砷化鎵材料制造的單片微波集成電路（MMIC）收發(fā)模塊，并直接連接小型輻射器。新一代軍用機(jī)載雷達(dá)在使用上的特點(diǎn)便于維護(hù)、使用周期長(zhǎng)。航空電子系統(tǒng)的機(jī)內(nèi)自檢（BIT）系統(tǒng)能夠自動(dòng)檢測(cè)與隔離故障。判明故障以后，更換通用性較強(qiáng)的模塊也很方便。而有源陣列天線更具備“整機(jī)性能柔性下降”的能力，不會(huì)發(fā)生致命性突然失效，因而在很大程度上減少了外場(chǎng)的維護(hù)工作。、21世紀(jì)的機(jī)載雷達(dá)

90年代以來，國(guó)際形勢(shì)趨于緩和，因而大大減少了軍用飛機(jī)用雷達(dá)的需求。軍用飛機(jī)未來發(fā)展方向可歸納為隱形、高機(jī)動(dòng)性、多用途化以及武器制導(dǎo)的精確化。21世紀(jì)軍用飛機(jī)的航行、探測(cè)與識(shí)別目標(biāo)、隱蔽自身、精確攻擊、戰(zhàn)果確認(rèn)等各個(gè)階段都需要有更先進(jìn)的雷達(dá)設(shè)備。以相控陣技術(shù)為基礎(chǔ)的多功能機(jī)載雷達(dá)可使未來的軍用飛機(jī)履行多種類型的作戰(zhàn)任務(wù)，使之成為多用途的軍用飛機(jī)。

20世紀(jì)后半葉，以數(shù)字計(jì)算和大模集成電路為基礎(chǔ)的電子技術(shù)得到飛速發(fā)展，為軍用機(jī)載雷達(dá)跨進(jìn)21世紀(jì)和實(shí)現(xiàn)重大轉(zhuǎn)折奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。雷達(dá)獲取的信息已從最初的回波有無的檢測(cè)和距離測(cè)量發(fā)展到距離、角度、速度四維參數(shù)的測(cè)量和目標(biāo)頻率特征的分析；從單頻單極化發(fā)展到寬頻多極化以獲取更廣泛的目標(biāo)與背景信息；用逆散射特征獲取目標(biāo)尺寸和形狀的信息。雷達(dá)的頻段將向更短（毫米波、紅外、激光）和更長(zhǎng)（分米波、米波）兩個(gè)方向發(fā)展，以獲得更高分辨率、更高抗干擾能力、更多的目標(biāo)特征或更高的穿透能力。雷達(dá)射頻能量的產(chǎn)生、輻射、波束控制和接收將由傳統(tǒng)的發(fā)射機(jī)、天線、接收機(jī)三大部件轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)以百、千計(jì)的相位控制陣列的收發(fā)組件。這種無需轉(zhuǎn)動(dòng)天線、可用計(jì)算機(jī)控制天線波束以及“柔性性能下降”特性，更適應(yīng)多功能機(jī)載場(chǎng)合的需要。隨著工藝和技術(shù)水平的進(jìn)一步提高，相控陣列還會(huì)向飛機(jī)機(jī)體的仿形陣和敏感蒙皮的方向發(fā)展，那將是機(jī)載雷達(dá)由目前的立體結(jié)構(gòu)向面狀分布的根本變化。雷達(dá)的信號(hào)、數(shù)據(jù)等信息的處理將實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和綜合化。不但雷達(dá)內(nèi)部各種處理系統(tǒng)可以通過編程完成各項(xiàng)處理功能，而且航空電子系統(tǒng)可以把包括雷達(dá)在內(nèi)的各電子設(shè)備的信息處理綜合在一起，由統(tǒng)一的處理機(jī)來處理。這就是美國(guó)目前已經(jīng)推行的“寶石柱”和即將推行的“寶石臺(tái)”航空電子集成化計(jì)劃的要點(diǎn)。雷達(dá)的控制和顯示，目前已通過數(shù)據(jù)總線并入航空電子集成系統(tǒng)之中。數(shù)據(jù)總線將逐步改用光纖傳送；控制將盡量由計(jì)算機(jī)按程序來完成；必需由人員親自干預(yù)的控制將用語音來完成，以減少手控動(dòng)作和控制裝置；雷達(dá)顯示將在集成彩色平板顯示屏上出現(xiàn)。

21世紀(jì)，雷達(dá)的可*性和可維修性將有根本的改進(jìn)。雖然雷達(dá)的功能和性能都已不斷發(fā)展與提高，但經(jīng)過長(zhǎng)期對(duì)可*性改進(jìn)、雷達(dá)測(cè)試設(shè)備和機(jī)內(nèi)自檢系統(tǒng)的研究，目前已使平均無故障工作時(shí)間達(dá)到200小時(shí)以上，外場(chǎng)平均修復(fù)時(shí)間降到20分鐘。相控陣?yán)走_(dá)所具有的柔性性能下降特性還有可能使機(jī)載雷達(dá)逐步做到使用期內(nèi)免修。雷達(dá)的設(shè)計(jì)和研制方法已經(jīng)發(fā)生很大的變化。計(jì)算機(jī)在設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試過程中取代了大量的人力。雷達(dá)的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和組合（模塊）化改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。它將使機(jī)載雷達(dá)的設(shè)計(jì)量減少、研制周期縮短；零部件的通用性提高；雷達(dá)的發(fā)展已形成系列。由于目前軍用機(jī)載雷達(dá)已面臨人為電子干擾、目標(biāo)低空突防、遭受反輻射導(dǎo)彈攻擊、目標(biāo)隱身和高功率能束武器攻擊等多種對(duì)抗環(huán)境，人們需要更多地研究與采用各種對(duì)抗措施。未來的雷達(dá)研制工作將側(cè)重系統(tǒng)研究和設(shè)計(jì)，按照用戶的各項(xiàng)要求采用成熟的雷達(dá)技術(shù)和商用元器件與模塊，并用較短時(shí)間制成所需的產(chǎn)品。

若綜合應(yīng)用上述已取得或正在取得的高新技術(shù)成果，21世紀(jì)的軍用機(jī)載雷達(dá)將會(huì)普遍采用脈沖多普勒系統(tǒng)，以具備下視能力；具有多目標(biāo)探測(cè)、識(shí)別和攻擊能力，以對(duì)付多個(gè)目標(biāo)；同時(shí)具有地形跟隨與地形回避能力，以超低空突防；具有合成孔徑和逆合成孔徑能力，以具備高分辨能力；采用無源或有源相控陣天線，以具備多功能、高可*性等超級(jí)能力；采用毫米波、紅外與激光探測(cè)跟蹤器，以適應(yīng)特殊要求；具有風(fēng)切變探測(cè)能力，以確保飛機(jī)著陸時(shí)的安全。21世紀(jì)的軍用機(jī)載雷達(dá)還會(huì)繼續(xù)探索并解決一系列新概念、新課題，以對(duì)付隱身目標(biāo)、抑制干擾、識(shí)別敵我、充分利用電磁信息的能力。軍用機(jī)載雷達(dá)將會(huì)發(fā)展成一個(gè)以微波雷達(dá)為主體、集多頻段探測(cè)器為一體，進(jìn)行多傳感器數(shù)據(jù)融合的集成系統(tǒng)；將是一個(gè)低截獲概率的、能探測(cè)隱身目標(biāo)的探測(cè)系統(tǒng)；將具備自適應(yīng)對(duì)抗各種人為電子干擾、抗擊反輻射武器和高功率束射武器能力的探測(cè)系統(tǒng)；將具備遠(yuǎn)距離識(shí)別敵方目標(biāo)、二維高分辨能力的探測(cè)系統(tǒng)；將是一個(gè)利用機(jī)身和機(jī)翼外表仿形安裝的共形陣探測(cè)系統(tǒng)或敏感蒙皮系統(tǒng)。

戰(zhàn)斗機(jī)雷達(dá)基本概念

首先，現(xiàn)在在世界上能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)和制造現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)雷達(dá)的能力的公司，僅有十幾個(gè)而已。美國(guó)有休斯（后來被合并到雷錫恩公司）、西屋（Westinghouse，后被合并到諾斯若普－格魯曼）公司、埃莫森(Emerson)公司和GE（后被合并到洛克西德－馬丁）公司等。從以上說明也可以看到，美國(guó)的雷達(dá)公司們一般來說開始都是綜合性電子公司出身，后來則逐步被合并到航空、防務(wù)公司集團(tuán)中去的。在歐洲，本來有英國(guó)的馬克羅尼公司（Gec Marconi）和法國(guó)的湯普森CSF公司，后來合并為泰雷斯公司。這兩者都是有名的雷達(dá)制造企業(yè)，我國(guó)在外貿(mào)產(chǎn)品上也采用過這些公司的產(chǎn)品。另外，法國(guó)的達(dá)索公司不是專門的雷達(dá)公司，但為了陣風(fēng)的開發(fā)，也參與制造戰(zhàn)斗機(jī)雷達(dá)。另外的國(guó)家，這有瑞典的薩伯（Saab）公司，和以色列的埃爾塔（Elta）公司等。這些幾乎就是西方系列的主流雷達(dá)制造公司的全部了。這也反映了要設(shè)計(jì)一個(gè)當(dāng)代的優(yōu)秀戰(zhàn)斗機(jī)雷達(dá)，是一件多么困難的事情。先說兩個(gè)術(shù)語，波段（Band）和模式（Mode）。

[ 轉(zhuǎn)自鐵血社區(qū) http://bbs.tiexue.net/ 波段：指的是雷達(dá)波長(zhǎng)的范圍，根據(jù)雷達(dá)的種類和用途，其使用的波段都不一樣，像C波段，Ku波段等等，都是指這些（譯者注：波段的編號(hào)有新舊兩種記號(hào)方式，后續(xù)文章再進(jìn)行說明）。

模式：說的就是雷達(dá)用于特種目的的使用方式，現(xiàn)代的雷達(dá)都是采用多種模式的雷達(dá)。簡(jiǎn)單來說，有空對(duì)空模式，空對(duì)地模式等等等，第三代戰(zhàn)斗機(jī)的雷達(dá)一般擁有18種左右的模式，但F－18戰(zhàn)斗機(jī)采用的AN/APG-65雷達(dá)則擁有28個(gè)模式（因?yàn)镕－18應(yīng)該稱為F/A-18，是第三代戰(zhàn)斗機(jī)中少數(shù)擁有常備多任務(wù)的戰(zhàn)斗機(jī)）?，F(xiàn)在簡(jiǎn)單羅列一下這些模式： * AIR-TO-AIR.空對(duì)空模式

Range While Search(RWS)– 搜索及測(cè)距模式

Track While Scan(TWS)– 邊掃描邊追蹤模式 TRACK AND SCAN（TAS）34.....F-104 的雷達(dá) AN/APG-50......F-4 基本型的雷達(dá)。雷達(dá)是什么？

RADAR 是RAdio Detection And Ranging的縮略語。簡(jiǎn)單來說，雷達(dá)就是一種發(fā)射電磁能量(electromagnetic energy)，并收到從目標(biāo)物體反射而來的反射波(echo)來知道目標(biāo)方位信息的一種儀器?，F(xiàn)在隨著雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)能夠把握目標(biāo)物體的外形特征了。從這里可以看出，從目標(biāo)物體反射的信號(hào)(echo signal)體現(xiàn)則所有目標(biāo)信息，重要性如同雷達(dá)工學(xué)中的生命。

從反射波可以獲得很多信息。首先，與目標(biāo)的距離(軍用名詞標(biāo)識(shí)為range，與distance同義)是通過說放出的電磁波返回的時(shí)間（Round trip time）來測(cè)算的。由于電磁波的速度相當(dāng)于光速，是通過常數(shù)C(約 30萬 km/sec)乘與 Round trip time/2 來計(jì)算的。(往返距離應(yīng)該除以2是吧？)?}然后是目標(biāo)的方向。首先目標(biāo)的坐標(biāo)(coordinates)根據(jù)目標(biāo)所處的空間可分為2維(2 Dimension, 2D)和3維(3 Dimension, 3D)。（做圖形設(shè)計(jì)或者玩游戲的人都知道^^）海上的艦艇或者地面目標(biāo)，由于不能上下移動(dòng)，可看作二維物體，而飛在空中的飛機(jī)或者水下的潛艇，擁有一個(gè)高度（或者潛深）的概念，當(dāng)然要適用三維坐標(biāo)。

[ 轉(zhuǎn)自鐵血社區(qū) http://bbs.tiexue.net/ 一般的航海雷達(dá)或者遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)(Air Surveillance)都是2D雷達(dá)。反之，戰(zhàn)斗機(jī)雷達(dá)則都是三維雷達(dá)（沒有高度信息的雷達(dá)，對(duì)蕉坊比皇敲揮玫腲^）。二位雷達(dá)一般進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)，而戰(zhàn)斗機(jī)雷達(dá)不能監(jiān)控360賭全方位，一般來說120度是期探測(cè)極限范圍。再對(duì)2D和3D進(jìn)行分析：

首先要區(qū)分的概念，就是方位(Bearing)和方向(Direction)。

“方位”是二維概念，以自身位置為中心來標(biāo)識(shí)目標(biāo)的相對(duì)位置。相對(duì)的，“方向”是包括了“方位 + 高度”的三維概念。這里面的方位和二維所說的方位是同一個(gè)東西，但一般用Azimuth來表示。一般的表現(xiàn)方式就是以方位角(azimuth angle)來標(biāo)識(shí)的。在雷達(dá)用名詞里面，高度不是以一般名詞Altitude，而是用Elevation來表示的。因?yàn)檫@里所說的高度并不是海拔高度，而是相對(duì)于自身的目標(biāo)相對(duì)高度。因此表示起來也不會(huì)用“**米高度”而是以“高度角××”來表示的，英語就是elevation angle。整理一下，就是： 2D = Bearing + Range(方位 + 距離)3D = Azimuth + Elevation + Range(方位 + 高度 + 距離 = 方向 + 距離)[ 轉(zhuǎn)自鐵血社區(qū) http://bbs.tiexue.net/ 這樣，就能確定目標(biāo)的二維或三維位置信息。以飛機(jī)目標(biāo)為例，就會(huì)表示為“Azimuth angle 270度 + Elevation angle 15 度 + Range 70 km” 這種方式。

想象一下無線廣播。就像是從一個(gè)火堆散發(fā)熱量，從一個(gè)大大的天線中，電波會(huì)散播到周圍。這時(shí)候是不能知道接收信息的對(duì)象是哪些的。如果雷達(dá)波也是這樣的話，就只會(huì)根據(jù)反射波知道周圍有物體，而不能知道目標(biāo)在什么地方。

那么雷達(dá)是怎么探知目標(biāo)位置的呢？ 雷達(dá)之所以能夠認(rèn)知到目標(biāo)方位，是因?yàn)槔走_(dá)是將電磁波作為控制得很窄的波束(beam)的形態(tài)來發(fā)射的。用這種控制良好的波束來“很勤勞地”反復(fù)射向想要搜索的目標(biāo)區(qū)域，并用一定的順序來掃描，所以就能夠探測(cè)到目標(biāo)的方位的。舉例來說，弱這個(gè)波束的寬度是90度角，那么向東西南北各發(fā)射看看，如果南方有回波，那就能知道目標(biāo)在南邊，就是這個(gè)原理。同樣，如果將波束的寬度再次細(xì)分，調(diào)整到每1度、2度，那么就能夠獲得更加精確的方向。就是這種精確探測(cè)能力的程度，被稱為角解析度(Angular Resolution)。波束寬度變得越窄，角解析度救護(hù)變得越高。在雷達(dá)天線的驅(qū)動(dòng)裝置上面，就有Angle Tracking System，當(dāng)接收到 echo的時(shí)候，就會(huì)一直不斷地計(jì)算正確的角度。這個(gè)角度，就是目標(biāo)的方向信息。雷達(dá)的波束韃子可以分為兩類：一個(gè)是傘形波束(fan beam)，另一個(gè)是鉛筆波束(pancil beam)。傘形波束就如同以切好的西瓜片，鉛筆波束這是一個(gè)如同鉛筆的很細(xì)很長(zhǎng)的圓錐形波束。形容波束的形狀也是用角度(angle)來表示的。就像“Azimuth 幾度, Elevation 幾度”這個(gè)樣子。

第三篇：雷達(dá)總結(jié)

雷達(dá)氣象學(xué)是一門與大氣探測(cè)、大氣物理，天氣系統(tǒng)探測(cè)相關(guān)聯(lián)的學(xué)科

Radar：通過無線電技術(shù)對(duì)目標(biāo)物的探測(cè)和定位。測(cè)定目標(biāo)位置的無線電技術(shù)范疇 氣象雷達(dá):是用于探測(cè)氣象要素和各種天氣現(xiàn)象的雷達(dá)，“千里眼、順風(fēng)耳”。

雷達(dá)氣象學(xué)：利用氣象雷達(dá)，進(jìn)行大氣探測(cè)和研究雷達(dá)波與大氣相互作用的學(xué)科，它是大氣物理學(xué)、大氣探測(cè)和天氣學(xué)共同研究的一個(gè)分支。雷達(dá)氣象學(xué)在突發(fā)性、災(zāi)害性天氣的監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)和警報(bào)中具有極為重要的作用。氣象雷達(dá)的分類：探空雷達(dá)、測(cè)雨雷達(dá)、聲雷達(dá)、多普勒雷達(dá)、激光雷達(dá) 南方：S波段為主，北方：C波段為主 雷達(dá)機(jī)的主要構(gòu)成

RDA-雷達(dá)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng) RPG-雷達(dá)產(chǎn)品生成子系統(tǒng)

PUP-主用戶處理器子系統(tǒng)

其次包括：通訊子系統(tǒng)、附屬安裝設(shè)備 RDA 主要結(jié)構(gòu)：天伺系統(tǒng)、發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、信號(hào)處理器 定義：用戶所使用的雷達(dá)數(shù)據(jù)的采集單元。

功能：產(chǎn)生和發(fā)射射頻脈沖，接收目標(biāo)物對(duì)這些脈沖的散射能量，并通過數(shù)字化形成基數(shù)據(jù)。雷達(dá)的硬件系統(tǒng)！

RDA的掃描方式：雷達(dá)在一次體積掃描中使用多少角度和時(shí)間。

RDA的天氣模式：1.晴空模式：VCP11或VCP21

2.降水模式：VCP31或VCP32

新一代雷達(dá)：降水模式 VCP：雷達(dá)天線體掃模式

RPG（雷達(dá)產(chǎn)品生成系統(tǒng)）定義：（指令中心）由寬帶通訊線路從RDA接收數(shù)字化的基本數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行處理和生成各種雷達(dá)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，并將產(chǎn)品通過窄帶通訊線路傳給用戶

功能：產(chǎn)品生成、產(chǎn)品分發(fā)、雷達(dá)控制臺(tái)（UCP）PUP（主用戶處理系統(tǒng)）

功能：獲取、存貯和顯示雷達(dá)數(shù)據(jù)產(chǎn)品。預(yù)報(bào)員通過這一界面獲取所需要的雷達(dá)產(chǎn)品，并將它們以適當(dāng)?shù)男问斤@示在監(jiān)視器上

用處：(1)產(chǎn)品請(qǐng)求(獲取)，(2)產(chǎn)品數(shù)據(jù)存貯和管理，(3)產(chǎn)品顯示，(4)狀態(tài)監(jiān)視，(5)產(chǎn)品編輯注釋。粒子對(duì)電磁波有散射，衰減，折射的作用

散射：當(dāng)電磁波束在大氣中傳播，遇到空氣介質(zhì)或云滴、雨滴等懸浮粒子時(shí)，入射電磁波會(huì)從這些介質(zhì)或粒子上向四面八方傳播開來，這種現(xiàn)象稱為散射現(xiàn)象。

主要物質(zhì)：大氣介質(zhì)、云滴、水滴，氣溶膠等。其它散射現(xiàn)象：光波、聲波等 散射的類型：瑞利散射：d<<λ；米(Mie)散射：

d≈λ 瑞利散射

散射函數(shù)或方向函數(shù) ：

后向散射能量：雷達(dá)天線接收到的只是粒子散射中返回雷達(dá)方向（θ＝π）的那一部分能量，這部分能量稱為后向散射能量。瑞利散射性質(zhì)

①粒子的散射能力與波長(zhǎng)的四次方成反比。波長(zhǎng)越短，散射越強(qiáng)。②粒子的散射能力與直徑的6次方成正比。粒子半徑越大，散射越強(qiáng)。

③粒子的前向散射和后向散射為最大，粒子無側(cè)向散射。散射截面為紡錘形。散射截面或后向散射截面

定義：設(shè)有一個(gè)理想的散射體，其截面為σ，它能全部接收射到其上的電磁波能量，并全部均勻地向四周散射，該理想散射體散射回雷達(dá)天線處的電磁波能流密度，恰好等于同距離上實(shí)際散體返回雷達(dá)天線的電磁波能流密度，則該理想散射體的截面σ就是實(shí)際散射體的后向散射截面。

意義：用來表示粒子后向散射能力的強(qiáng)弱。后向散射截面越大，粒子的后向散射能力越強(qiáng)，在同樣條件下，所產(chǎn)生的回波信號(hào)也越強(qiáng)。

反射率η：?jiǎn)挝惑w積內(nèi)全部降水粒子的雷達(dá)截面之和。反射率因子（Z）： Z的不同取值，意味著不同天氣狀況。通常Z的取值從0dBz~70dBz，因此要求天氣雷達(dá)必需有非常大的檢測(cè)范圍。新一代天氣多普勒雷達(dá)的接收機(jī)動(dòng)態(tài)范圍是90~100dBz以內(nèi)。

云、雨滴的散射：

雷達(dá)的波長(zhǎng)越短，散射越強(qiáng)。若雷達(dá)的波長(zhǎng)一定時(shí)，在滿足瑞利散射的情況下，粒子半徑越大，散射越強(qiáng)。電磁波衰減：電磁波能量沿傳播路徑減弱的現(xiàn)象，是散射和吸收兩種作用的總和。

衰減原因：當(dāng)電磁波投射到氣體或云雨粒子上時(shí)，一部分能量被散射，一部分能量被吸收，轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芑蚱渌问降哪芰?，從而使電磁波能量減弱。

雷達(dá)回波：當(dāng)雷達(dá)波束投射到云、降水粒子上時(shí)，云、降水粒子就會(huì)發(fā)生散射現(xiàn)象。其中向后方散射的一部分散射波重新返回到雷達(dá)天線處，并在雷達(dá)顯示器上顯示出各種圖像。

雷達(dá)氣象方程：雷達(dá)回波強(qiáng)度不僅取決于雷達(dá)系統(tǒng)各參數(shù)的特性，而且和被測(cè)云、降水粒子的性質(zhì)有關(guān)，還與雷達(dá)和被測(cè)目標(biāo)之間的距離以及其間的大氣狀態(tài)有關(guān)。雷達(dá)氣象方程就是根據(jù)所測(cè)定的回波強(qiáng)度去推斷云、降水的物理狀況，將雷達(dá)的作用距離與發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、天線、目標(biāo)和環(huán)境的種種特性聯(lián)系起來的方程。普通雷達(dá)方程：

結(jié)論：雷達(dá)回波功率強(qiáng)弱取決于：Pt發(fā)射功率，G增益，雷達(dá)截面，R目標(biāo)物距雷達(dá)站的距離

雷達(dá)氣象方程的討論：雷達(dá)氣象方程：①雷達(dá)機(jī)各參數(shù)、②氣象因子、③目標(biāo)物和雷達(dá)機(jī)之間的距離 雷達(dá)機(jī)參數(shù)：①發(fā)射功率，②脈沖寬度和脈沖長(zhǎng)度，③波瓣寬度，④天線增益等

發(fā)射功率：增加發(fā)射功率通常可以提高信噪比，從而增大最大探測(cè)距離。但最大探測(cè)距離還取決于脈沖重復(fù)頻率，目標(biāo)物最大高度，雷達(dá)架設(shè)高度，以及地球曲率等影響。

脈沖寬度Γ和脈沖長(zhǎng)度h:當(dāng)兩者增加時(shí)，雷達(dá)脈沖在空間的體積增加，同一時(shí)間里被電磁波所照射到的降水粒子數(shù)量增多，所以回波接收功率增大，使一些弱的雨區(qū)等容易發(fā)現(xiàn)。缺點(diǎn)：1）雷達(dá)的距離分辨率變低2）雷達(dá)的盲區(qū)變大。

波束寬度θ: 水平波束寬度和垂直寬度愈大，天線發(fā)射的能量愈分散，入射能流密度將隨距離增加而較快地減小，造成回波能量變?nèi)酢Ｌ炀€增益也隨之增加。

天線增益G: 天線增益增加時(shí)，回波功率以平方的倍數(shù)增大，可提高雷達(dá)的探測(cè)能力。提高G，必須增大圓拋物面口徑的幾何面積，帶來轉(zhuǎn)動(dòng)性能和抗風(fēng)能力差的缺點(diǎn)。增大天線口徑面積可以提高天線的增益和減小波束寬度，從而增大雷達(dá)的探測(cè)能力和探測(cè)的角分辨率

波長(zhǎng)：雷達(dá)的最重要參數(shù)，云雨粒子對(duì)電磁波的散射能力和衰減能力，都與波長(zhǎng)有密切關(guān)系。各氣象因子的作用:1）目標(biāo)物的后向散射特性。反映在因子

上

2）波束路徑上各種粒子對(duì)雷達(dá)波的衰減作用。反映在因子

上

距離因子的影響:Pr與R平方成反比，氣象目標(biāo)隨距離增加而減小，同樣強(qiáng)度的降水出現(xiàn)在遠(yuǎn)距離處要比近距離處弱得多 大氣折射：電磁波在大氣中曲線傳播的現(xiàn)象

大氣折射類型：標(biāo)準(zhǔn)大氣折射、臨界折射、超折射、零折射、負(fù)折射

大氣折射對(duì)探測(cè)的影響：由于大氣折射指數(shù)分布不均勻性，會(huì)使電磁波在傳播中發(fā)生折射現(xiàn)象

超折射：當(dāng)波束路徑曲率大于地球表面的曲率時(shí)，雷達(dá)波束在傳播時(shí)將碰到地面，經(jīng)地面反射后繼續(xù)向前傳播。然后再?gòu)澢降孛?，再?jīng)地面反射，重復(fù)多次，雷達(dá)波束在地面和某層大氣之間，依靠地面的反射向前傳播，與波導(dǎo)管中的微波傳播相似，又稱超折射

超折射形成的氣象條件：超折射是因?yàn)榇髿庵姓凵渲笖?shù)m隨高度迅速減小造成。折射指數(shù)隨高度迅速減小，必須是氣溫向上遞增，同時(shí)水汽壓向上迅速遞減，就是常說”暖干蓋”的大氣層結(jié)。雨后晴朗的夜間：由于地面輻射，形成上干下濕的逆溫層，發(fā)生超折射

測(cè)距原理：物理基礎(chǔ)：目標(biāo)散射，電磁波等速直線傳播。多普勒頻率（頻移）：當(dāng)目標(biāo)物與雷達(dá)之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收到回波信號(hào)的頻率相對(duì)于原來的發(fā)射的頻率產(chǎn)生一個(gè)頻率偏移，在物理學(xué)上稱之為多普勒頻移。

徑向速度：物體（目標(biāo)）在觀察者視線方向的速度。

距離折疊：是指雷達(dá)對(duì)雷達(dá)回波的一種辨認(rèn)錯(cuò)誤，當(dāng)目標(biāo)位于最大不模糊距離以外時(shí)，會(huì)發(fā)生距離折疊，雷達(dá)顯示回波位置的方位角是正確的，但是距離是錯(cuò)誤的。

多普勒兩難：對(duì)于實(shí)際工作的雷達(dá)，波長(zhǎng)是固定的，當(dāng)選定了最大不模糊距離（或脈沖重復(fù)頻率）后，就存在一個(gè)最大不模糊速度。即當(dāng)目標(biāo)的徑向速度大于最大不模糊速度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生混淆。由雷達(dá)測(cè)得的徑向速度將相差兩倍最大不模糊速度。2

當(dāng)最大不模糊速度較小時(shí)，會(huì)產(chǎn)生多次速度折疊。

顯示方式： PPI：平面掃描、RHI：垂直掃描、VOL：體積掃描顯示、CAPPI：等高平面位置顯示、VCS：任意垂直剖面、局部多層CAPPI顯示、、垂直最大回波顯示CR、等值線圖顯示

等速度線：徑向速度相同的點(diǎn)構(gòu)成的線。零速度線是由雷達(dá)徑向速度為零的點(diǎn)組成 零徑向速度：某點(diǎn)的徑向速度為零。

1）該點(diǎn)處的真實(shí)風(fēng)向與該點(diǎn)相對(duì)于雷達(dá)的徑向互相垂直 2）該點(diǎn)的真實(shí)風(fēng)速為零，在那里的大氣運(yùn)動(dòng)極小或處于靜止?fàn)顟B(tài)

零徑向速度意義：零等速點(diǎn)的風(fēng)向是由鄰近的負(fù)速度區(qū)，垂直于該等速度點(diǎn)吹向正速度區(qū)。地物回波：是指由山地及其上面的各種建筑物等對(duì)電磁波的散射產(chǎn)生的回波。晴空回波：云很稀薄或沒有云雨的晴空大氣里，或在不可能被探測(cè)到的小粒子所組成的云區(qū)內(nèi)探測(cè)到的回波 超折射回波：當(dāng)大氣狀況為超折射時(shí)，雷達(dá)回波會(huì)出現(xiàn)平常探測(cè)不到的遠(yuǎn)距離地物回波，就是超折射回波 旁瓣假回波：雷達(dá)沿主波瓣傳輸電磁波，主波瓣典型寬度為1o，當(dāng)旁瓣發(fā)射出的電磁波在近距離遇到一些特別強(qiáng)的降水中心時(shí)，也能產(chǎn)生雷達(dá)接收到的回波。一般情況下，旁瓣產(chǎn)生的回波太弱，不易分辨出來。但是當(dāng)遇上反射率因子極高的目標(biāo)物（如積雨云中柱狀的冰雹和暴雨）時(shí)就能夠出現(xiàn)旁瓣回波 二次回波：由于距離折疊或者多層回波，當(dāng)目標(biāo)物位于最大不模糊距離之外時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生距離折疊，而出現(xiàn)二次回波

三體散射：由于雷達(dá)能量在強(qiáng)回波區(qū)向前散射而形成的異?；夭?。因?yàn)閺?qiáng)回波區(qū)一部分能量被散射到雷達(dá)，一部分能量散射回地面，其中散射到地面的能量又返回到含冰雹的強(qiáng)反射率因子區(qū)，強(qiáng)反射率因子區(qū)再次反射回雷達(dá)而形成。

層狀云降水：又稱穩(wěn)定性降水或連續(xù)性降水。特點(diǎn)：水平尺度較大、持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，強(qiáng)度較均勻，時(shí)間變化緩慢。

層狀云降水回波： PPI：呈均勻連續(xù)的大面積薄膜狀，片狀，絲縷狀結(jié)構(gòu)明顯，強(qiáng)度弱，一般在20～30dBz，邊緣不整齊，有時(shí)有強(qiáng)雨中心。（零度層亮帶）

RHI：云體厚度較小，回波高度約5-6km，頂部和底部平坦，結(jié)構(gòu)較均勻。

零度層亮帶：是層狀云降水回波的主要特征，是冰水混合層，反映了層狀云中有明顯的冰水轉(zhuǎn)化區(qū)。零度層以上的降水粒子以冰晶為主，通過亮帶后，全部轉(zhuǎn)化為水滴。亮帶說明層狀云氣流穩(wěn)定，無明顯對(duì)流活動(dòng)。積狀云:或稱對(duì)流云，是由對(duì)流運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的，通常與短時(shí)強(qiáng)烈天氣相配合。

積云降水回波強(qiáng)度特征:PPI：表現(xiàn)為幾km到幾十km不規(guī)則分散、孤立塊狀?；夭ㄍǔＳ蓡蝹€(gè)或多個(gè)對(duì)流單體形成的回波組成?；夭ǔ蕢K狀，尺度小，結(jié)構(gòu)密實(shí)，邊緣清晰，強(qiáng)度較強(qiáng)（35dBz以上），持續(xù)時(shí)間變化大。強(qiáng)中心到外圍的強(qiáng)度梯度較大，隨不同的天氣過程排列成帶狀、條狀、離散狀等。

RHI：?jiǎn)误w呈柱狀結(jié)構(gòu)，垂直伸展大于水平伸展，強(qiáng)對(duì)流單體頂部有云砧向下風(fēng)方伸展或呈花菜狀，懸垂中空，云體隨對(duì)流發(fā)展變厚?；夭敯l(fā)展較高，多數(shù)在6-7km，一些發(fā)展強(qiáng)烈的單體可達(dá)10km，個(gè)別可達(dá)20km。

穹?。河衫妆┣胺降膹?qiáng)烈斜上升氣流深入云體，形成回波圖像中的弱回波區(qū)。云體上沖：由上升氣流引起的。積層混合云降水的天氣特點(diǎn)：范圍大，降水持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，累積降水量大，往往造成大面積的強(qiáng)降水。

積層混合云降水回波:PPI：又稱為絮狀回波，比較大的范圍內(nèi)，回波邊緣呈現(xiàn)支離破，沒有明顯的邊界，邊緣紊亂，層狀云回波中鑲嵌著一個(gè)個(gè)密實(shí)團(tuán)塊的對(duì)流云，強(qiáng)度可達(dá)40dBz或以上，有時(shí)強(qiáng)回波團(tuán)塊整齊排列可形成一條短帶。

RHI：表現(xiàn)在均勻的層狀云高度上柱狀回波起伏地鑲嵌在其中。在對(duì)流云衰敗階段，柱狀回波與層狀云回波合在一起。雷達(dá)產(chǎn)品:

1.基本數(shù)據(jù)產(chǎn)品:反射率因子（R）平均徑向速度（V）譜寬產(chǎn)品（W）2.物理量產(chǎn)品：

強(qiáng)度物理量產(chǎn)品:回波頂高（ET）垂直累積含水量（VIL）時(shí)段雨量累積（OHP、THP）雨強(qiáng)顯示（RZ）

速度物理量產(chǎn)品:垂直風(fēng)廓線產(chǎn)品（VWP）合成切變（CS）徑向散度（RVD）或稱速度徑向切變、方位渦度（ARD）譜寬物理量產(chǎn)品

3.反演識(shí)別產(chǎn)品：(1)陣風(fēng)鋒；下?lián)舯┝鳎?/p>

(2)中尺度氣旋；龍卷渦旋；

(3)風(fēng)暴；冰雹自動(dòng)識(shí)別等；(4)風(fēng)暴自動(dòng)識(shí)別、跟蹤、預(yù)報(bào)和預(yù)報(bào)檢驗(yàn)。3

第四篇：雷達(dá)技術(shù)

淺談雷達(dá)技術(shù)

摘要：雷達(dá)具有發(fā)現(xiàn)目標(biāo)距離遠(yuǎn)，測(cè)定目標(biāo)坐標(biāo)速度快，能全天候使用等特點(diǎn)。因此在警戒、引導(dǎo)、武器控制、偵察、航行保障、氣象觀察、敵我識(shí)別等方面獲得廣泛應(yīng)用，成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中的一種重要電子技術(shù)裝備。所以，雷達(dá)性能的好壞將不可避免的影響戰(zhàn)爭(zhēng)的勝負(fù)。

關(guān)鍵詞：雷達(dá)

戰(zhàn)爭(zhēng)

軍事應(yīng)用

一、雷達(dá)的概念

“雷達(dá)”原意是無線電探測(cè)和測(cè)距。利用電磁波探測(cè)目標(biāo)的電子設(shè)備。發(fā)射電磁波對(duì)目標(biāo)進(jìn)行照射并接收其回波，由此獲得目標(biāo)至電磁波發(fā)射點(diǎn)的距離、距離變化率（徑向速度）、方位、高度等信息。

二、雷達(dá)的組成與功用

各種雷達(dá)的具體用途和結(jié)構(gòu)不盡相同，但基本形式是一致的，包括:發(fā)射機(jī)、發(fā)射天線、接收機(jī)、接收天線，處理部分以及顯示器。還有電源設(shè)備、數(shù)據(jù)錄取設(shè)備、抗干擾設(shè)備等輔助設(shè)備。

雷達(dá)所起的作用和眼睛和耳朵相似，當(dāng)然，它不再是大自然的杰作，同時(shí)，它的信息載體是無線電波。事實(shí)上，不論是可見光或是無線電波，在本質(zhì)上是同一種東西，都是電磁波，在真空中傳播的速度都是光速C，差別在于它們各自的頻率和波長(zhǎng)不同。其原理是雷達(dá)設(shè)備的發(fā)射機(jī)通過天線把電磁波能量射向空間某一方向，處在此方向上的物體反射碰到的電磁波；雷達(dá)天線接收此反射波，送至接收設(shè)備進(jìn)行處理，提取有關(guān)該物體的某些信息(目標(biāo)物體至雷達(dá)的距離，距離變化率或徑向速度、方位、高度等)。

測(cè)量距離實(shí)際是測(cè)量發(fā)射脈沖與回波脈沖之間的時(shí)間差，因電磁波以光速傳播，據(jù)此就能換算成目標(biāo)的精確距離。測(cè)量目標(biāo)方位是利用天線的尖銳方位波束測(cè)量。測(cè)量仰角靠窄的仰角波束測(cè)量。根據(jù)仰角和距離就能計(jì)算出目標(biāo)高度。

測(cè)量速度是雷達(dá)根據(jù)自身和目標(biāo)之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的頻率多普勒效應(yīng)原理。雷達(dá)接收到的目標(biāo)回波頻率與雷達(dá)發(fā)射頻率不同，兩者的差值稱為多普勒頻率。從多普勒頻率中可提取的主要信息之一是雷達(dá)與目標(biāo)之間的距離變化率。當(dāng)目標(biāo)與干擾雜波同時(shí)存在于雷達(dá)的同一空間分辨單元內(nèi)時(shí)，雷達(dá)利用它們之間多普勒頻率的不同能從干擾雜波中檢測(cè)和跟蹤目標(biāo)。

三、雷達(dá)的軍事應(yīng)用

激光掃描方法不僅是軍內(nèi)獲取三維地理信息的主要途徑，而且通過該途徑獲取的數(shù)據(jù)成果也被廣泛應(yīng)用于資源勘探、城市規(guī)劃、農(nóng)業(yè)開發(fā)、水利工程、土地利用、環(huán)境監(jiān)測(cè)、交通通訊、防震減災(zāi)及國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目等方面，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展和科學(xué)研究提供了極為重要的原始資料，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，展示出良好的應(yīng)用前景。低機(jī)載LIDAR地面三維數(shù)據(jù)獲取方法與傳統(tǒng)的測(cè)量方法相比，具有生產(chǎn)數(shù)據(jù)外業(yè)成本低及后處理成本的優(yōu)點(diǎn)。目前，廣大用戶急需低成本、高密集、快速度、高精度的數(shù)字高程數(shù)據(jù)或數(shù)字表面數(shù)據(jù)，機(jī)載LIDAR技術(shù)正好滿足這個(gè)需求，因而它成為各種測(cè)量應(yīng)用中深受歡迎的一個(gè)高新技術(shù)。

快速獲取高精度的數(shù)字高程數(shù)據(jù)或數(shù)字表面數(shù)據(jù)是機(jī)載LIDAR技術(shù)在許多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用的前提，因此，開展機(jī)載LIDAR數(shù)據(jù)精度的研究具有非常重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。在這一背景下，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)提高機(jī)載LIDAR數(shù)據(jù)精度做了大量研究。

由于飛行作業(yè)是激光雷達(dá)航測(cè)成圖的第一道工序，它為后續(xù)內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理提供直接起算數(shù)據(jù)。按照測(cè)量誤差原理和制定“規(guī)范”的基本原則，都要求前一工序的成果所包含的誤差，對(duì)后一工序的影響應(yīng)為最小。因此，通過研究機(jī)載激光雷達(dá)作業(yè)流程，優(yōu)化設(shè)計(jì)作業(yè)方案來提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，是非常有意義的。器上顯示障礙信息。該系統(tǒng)已在兩種直升機(jī)上進(jìn)行了試驗(yàn)。

四、雷達(dá)的未來發(fā)展趨勢(shì) 這階段的目標(biāo)是趕上和縮小與世界雷達(dá)技術(shù)的差距。1991年的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)既反映了雷達(dá)在情報(bào)偵察、指揮控制、作戰(zhàn)管理效能評(píng)估等方面起到的不可替代的作用，同時(shí)也反映了雷達(dá)受到隱身技術(shù)、反輻射導(dǎo)彈、電子干擾、低空飛行器等方面的威脅，未來戰(zhàn)爭(zhēng)又將是一場(chǎng)多層次、全方位、大縱深、主體覆蓋集陸、海、空、天、電為一體的高技術(shù)對(duì)抗，因此對(duì)雷達(dá)就提出了更新的要求。

①加速發(fā)展正在研究的雷達(dá)三超技術(shù)（超低副瓣、超寬帶、超高分辨）和“四抗”技術(shù)（抗干擾、抗反雷達(dá)導(dǎo)彈、抗隱身、抗低空入侵），現(xiàn)在在研的超寬帶和超低角跟蹤技術(shù)已用于工程。

②雷達(dá)波段向兩端擴(kuò)展，即從米波延長(zhǎng)到短波，從微米波擴(kuò)展到毫米波、紅外、可見光波段。

③雷達(dá)設(shè)計(jì)廣泛采用計(jì)算機(jī)技術(shù)，使雷達(dá)能進(jìn)行自適應(yīng)處理控制，雷達(dá)內(nèi)部以及與其它電子設(shè)備能進(jìn)行數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳送。

④發(fā)展低截獲概率雷達(dá)，實(shí)行分布式雷達(dá)新體制和雷達(dá)升空升天技術(shù)的研究。

五、結(jié)束語

經(jīng)過五十年的艱苦奮斗，雷達(dá)行業(yè)已成為我國(guó)國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)和參與國(guó)民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)的一支實(shí)力雄厚的產(chǎn)業(yè)大軍，形成了中央與地方相結(jié)合、沿海與內(nèi)地相結(jié)合、軍用與民用結(jié)合、專業(yè)和門類比較齊全的工業(yè)體系。一批產(chǎn)品的性能指標(biāo)已跨入先進(jìn)行列。同時(shí)，培養(yǎng)和造就了一支素質(zhì)高、能打硬仗的技術(shù)隊(duì)伍。更可喜的是涌現(xiàn)了一大批年輕有為的雷達(dá)科技人員，培養(yǎng)和造就了一批高素質(zhì)的跨世紀(jì)科技人才，從而使我國(guó)雷達(dá)工業(yè)以嶄新的姿態(tài)邁入21世紀(jì)。

但我們還應(yīng)清醒地看到，我國(guó)的雷達(dá)技術(shù)與裝備水平距發(fā)達(dá)國(guó)家還有一定的差距，在某些領(lǐng)域還相當(dāng)落后，落后就要挨打，這就要求我們的雷達(dá)科研人員牢記自己所肩負(fù)的神圣使命，刻苦攻關(guān)，發(fā)奮努力，研制出具有世界一流水平的雷達(dá)裝備，為我國(guó)國(guó)防現(xiàn)代化事業(yè)作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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電子工業(yè)出版社 中國(guó)宇航出版社 《雷達(dá)系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)》

《激光技術(shù)》

第五篇：雷達(dá)通信

雷達(dá)通信簡(jiǎn)介

一、雷達(dá)簡(jiǎn)介

雷達(dá)這個(gè)名稱是“無線電探測(cè)和測(cè)距”(Radio Detection and Ranging)英文的縮寫。而雷達(dá)的出現(xiàn)對(duì)地(搜索)轟炸、空對(duì)空(截?fù)?脈沖角度跟蹤、脈沖多普勒信號(hào)處理、合成孔徑和脈沖壓縮的高分辨率、結(jié)合敵我識(shí)別的組合系統(tǒng)、結(jié)合計(jì)算機(jī)的自動(dòng)火控系統(tǒng)、地形回避和地形跟隨、無源或有源的相控陣、頻率捷達(dá)一種探測(cè)器發(fā)展到了雷達(dá)、紅外、紫外、激光以及其他光學(xué)探測(cè)手段融合協(xié)作。當(dāng)代雷達(dá)的同時(shí)多功能的能力使得戰(zhàn)場(chǎng)指揮員在各種不同的搜索/跟蹤模式下對(duì)目標(biāo)進(jìn)行掃描，并對(duì)干擾誤差進(jìn)行自動(dòng)修正，而且大多數(shù)的控制功能是在系統(tǒng)內(nèi)部完成的。自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別則可使武器系統(tǒng)最大限度地發(fā)揮作用。AWACS（美軍空中警戒和控制系統(tǒng)）和JSTARS（美軍聯(lián)合監(jiān)視與目標(biāo)攻擊雷達(dá)系統(tǒng)）這樣的具有戰(zhàn)場(chǎng)敵我識(shí)別能力的綜合雷達(dá)系統(tǒng)實(shí)際上已經(jīng)成為了未來戰(zhàn)場(chǎng)上的信息指揮中心。

利用雷達(dá)可以探測(cè)飛機(jī)、艦艇、導(dǎo)彈以及其他軍事目標(biāo)，除了軍事用途外，雷達(dá)在交通運(yùn)輸上可以用來為飛機(jī)、船只導(dǎo)航，在天文學(xué)上可以用來研究星體，在氣象上可以用來探測(cè)臺(tái)風(fēng)，雷雨，烏云。

二、雷達(dá)的基本工作原理

雷達(dá)的基本工作原理是:雷達(dá)發(fā)射機(jī)產(chǎn)生足夠的電磁能量，經(jīng)過收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)傳送給天線;天線將這些電磁能量輻射至大氣中，集中在某一個(gè)很窄的方向上形成波束，向前傳播;電磁波遇到波束內(nèi)的目標(biāo)后，將沿著各個(gè)方向產(chǎn)生反射，其中的一部分電磁能量反射回雷達(dá)的方向，被雷達(dá)天線獲取;天線獲取的能量經(jīng)過收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)送到接收機(jī)，形成雷達(dá)的回波信號(hào)。由于在傳播過程中電磁波會(huì)隨著傳播距離而衰減，雷達(dá)回波信號(hào)非常微弱，幾乎被噪聲所淹沒。接收機(jī)放大微弱的回波信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)處理機(jī)，可提取出包含在回波中的信息，并在顯示器上表示出目標(biāo)的距離、方向、速度等。

1、測(cè)量距離

為了測(cè)定目標(biāo)的距離，雷達(dá)準(zhǔn)確測(cè)量從電磁波發(fā)射時(shí)刻至接收到回波時(shí)刻的延遲時(shí)間，即電磁波從發(fā)射機(jī)到目標(biāo)，再由目標(biāo)返回雷達(dá)接收機(jī)的傳播時(shí)間。根據(jù)電磁波的傳播速度，可以確定目標(biāo)的距離為:S=CT/2。

其中:S為目標(biāo)距離，T為電磁波從雷達(dá)到目標(biāo)的往返傳播時(shí)間，C為光速。

2、確定方向

雷達(dá)測(cè)定目標(biāo)的方向是利用天線的方向性來實(shí)現(xiàn)的。兩坐標(biāo)雷達(dá)只能測(cè)定目標(biāo)的方位角，三坐標(biāo)雷達(dá)可以測(cè)定方位角和俯仰角。

3、測(cè)定速度

測(cè)定目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度是雷達(dá)的一個(gè)重要功能，雷達(dá)測(cè)速利用了物理學(xué)中的多普勒原理。當(dāng)目標(biāo)和雷達(dá)之間存在著相對(duì)位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，目標(biāo)回波的頻率就會(huì)發(fā)生改變，頻率的改變量稱為多普勒頻移，用于確定目標(biāo)的相對(duì)徑向速度。通常，具有測(cè)速能力的雷達(dá)，要比一般雷達(dá)復(fù)雜得多，例如脈沖多普勒雷達(dá)。

雷達(dá)是利用無線電波來測(cè)定物體位置的無線電設(shè)備。電磁波同聲波一樣，遇到障礙物要發(fā)生反射，雷達(dá)就是利用電磁波的這個(gè)特性工作的。波長(zhǎng)越短的電磁波，傳播的直線性越好，反射性能越強(qiáng)，因此，雷達(dá)用的是微波波段的無線電波。

三、雷達(dá)技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史

雷達(dá)技術(shù)首先在美國(guó)應(yīng)用成功。美國(guó)在1922年利用連續(xù)波干涉雷達(dá)檢測(cè)到木船，1933年6月利用連續(xù)波干涉雷達(dá)首次檢測(cè)到飛機(jī)。該種雷達(dá)不能測(cè)距。1934年美國(guó)海軍開始發(fā)展脈沖雷達(dá)。英國(guó)于1935年開始研究脈沖雷達(dá)，1937年4月成功驗(yàn)證了CH（Chain Home）雷達(dá)站，1938年大量的CH雷達(dá)站投入運(yùn)行。英國(guó)于1939年發(fā)展飛機(jī)截?fù)衾走_(dá)。1940年由英國(guó)設(shè)計(jì)的10cm波長(zhǎng)的磁控管由美國(guó)生產(chǎn)。磁控管的發(fā)展是實(shí)現(xiàn)微波雷達(dá)的最重要的貢獻(xiàn)。1940年11月，美國(guó)開發(fā)微波雷達(dá)，在二次世界大戰(zhàn)末期生產(chǎn)出了10cm的SCR-584炮瞄雷達(dá)，使高射炮命中率提高了十倍。二戰(zhàn)中，俄、法、德、意、日等國(guó)都獨(dú)立發(fā)展了雷達(dá)技術(shù)。但除美國(guó)、英國(guó)外，雷達(dá)頻率都不超過600MHz。二戰(zhàn)中，由于雷達(dá)的很大作用，產(chǎn)生了對(duì)雷達(dá)的電子對(duì)抗。研制了大量的對(duì)雷達(dá)的電子偵察與干擾設(shè)備，并成立了反雷達(dá)特種部隊(duì)。

二戰(zhàn)后，特別是五、六十年代，由于航空航天技術(shù)的飛速發(fā)展，用雷達(dá)探測(cè)飛機(jī)、導(dǎo)彈、衛(wèi)星、以及反洲際彈道導(dǎo)彈的需要，對(duì)雷達(dá)提出了遠(yuǎn)距離、高精度、高分辨率及多目標(biāo)測(cè)量的要求，雷達(dá)進(jìn)入蓬勃發(fā)展階段，解決了一系列關(guān)鍵性問題：脈沖壓縮技術(shù)、單脈沖雷達(dá)技術(shù)、微波高功率管、脈沖多卜勒雷達(dá)、微波接收機(jī)低噪聲放大器（低噪聲行波管、量子、參量、隧首二極管放大器等）、相控陣?yán)走_(dá)。七十至九十年代，由于發(fā)展反彈道導(dǎo)彈、空間衛(wèi)星探測(cè)與監(jiān)視、軍用對(duì)地偵察、民用環(huán)境和資源勘測(cè)等的需要，推動(dòng)了雷達(dá)的發(fā)展。出現(xiàn)了合成孔徑雷達(dá)（SAR），高頻超視距雷達(dá)（OTHR），雙/多基地雷達(dá)，超寬帶（UWB）雷達(dá)，逆合成孔徑雷達(dá)（ISAR），干涉儀合成孔徑雷達(dá)（InSAR），綜合脈沖與孔徑雷達(dá)等新技術(shù)新體制。

四、雷達(dá)的應(yīng)用 及其種類

（一）雷達(dá)不僅用于探測(cè)目標(biāo)，并且成為武器的重要組成部分（如精確制導(dǎo)導(dǎo)彈）。雷達(dá)的軍事用途簡(jiǎn)述如下：、搜索雷達(dá)和警戒雷達(dá)：作用距離400-600km，用于發(fā)現(xiàn)飛機(jī)。、預(yù)警雷達(dá)/超遠(yuǎn)程雷達(dá):作用距離數(shù)千公里,用于發(fā)現(xiàn)戰(zhàn)略轟炸機(jī),洲際導(dǎo)彈。3、引導(dǎo)指揮雷達(dá)(監(jiān)視雷達(dá)),用于對(duì)殲擊機(jī)的引導(dǎo)和指揮作戰(zhàn),機(jī)場(chǎng)調(diào)度。機(jī)載預(yù)警雷達(dá)是當(dāng)前一種重要雷達(dá)。

4、制導(dǎo)雷達(dá)：控制導(dǎo)彈去攻擊飛機(jī)和/或?qū)椀饶繕?biāo)。、戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視雷達(dá):用于發(fā)現(xiàn)坦克軍用車輛人和其它在戰(zhàn)場(chǎng)上的運(yùn)動(dòng)目標(biāo).、機(jī)載雷達(dá)：（截?fù)?、轟炸瞄準(zhǔn)、護(hù)尾、導(dǎo)航雷達(dá)）：現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)上的雷達(dá)具有搜索、截獲目標(biāo)，空對(duì)空制導(dǎo)導(dǎo)彈，空對(duì)地觀察地形和引導(dǎo)轟炸，敵我識(shí)別、地形跟隨和回避等多種功能。

7、艦載雷達(dá):搜索雷達(dá)、導(dǎo)航雷達(dá)、艦載多功能相控陣監(jiān)視、預(yù)警雷達(dá)、偵察雷達(dá)、炮瞄雷達(dá)、導(dǎo)彈制導(dǎo)雷達(dá)等。、炮瞄雷達(dá):自動(dòng)控制火炮跟蹤攻擊目標(biāo)。、炮兵雷達(dá):炮兵部隊(duì)使用的戰(zhàn)場(chǎng)目標(biāo)偵察雷達(dá)、戰(zhàn)場(chǎng)炮位偵校雷達(dá)、對(duì)海偵校雷達(dá)、炮兵氣象雷達(dá)、初速測(cè)量雷達(dá)、陣地標(biāo)定雷達(dá)。

10、靶場(chǎng)測(cè)量雷達(dá):測(cè)距、測(cè)速、精密定位、安全控制等單功能雷達(dá)。

11、雷達(dá)導(dǎo)引頭(尋的器)/雷達(dá)引信:裝在導(dǎo)彈/炮彈上,末段制導(dǎo)導(dǎo)彈,精確命中目標(biāo)。毫米波雷達(dá)導(dǎo)引頭已應(yīng)用于導(dǎo)彈制導(dǎo)中。

雖然雷達(dá)面臨隱身、電子對(duì)抗、反雷達(dá)導(dǎo)彈、低空/超低空的挑戰(zhàn)，正處于重大變革時(shí)期。但雷達(dá)具有全天候，并且不依賴于威脅目標(biāo)的輻射，因此雷達(dá)仍是一種重要的探測(cè)手段?，F(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中雷達(dá)具有非常重要的作用，現(xiàn)代國(guó)防離不開雷達(dá)技術(shù)。

五、雷達(dá)技術(shù)發(fā)展展望

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)是陸、海、空、天的多維戰(zhàn)場(chǎng)，信息戰(zhàn)成為一種關(guān)鍵的作戰(zhàn)樣式。信息能力是衡量作戰(zhàn)能力的關(guān)鍵因素，信息能力是被摧毀的首要目標(biāo)。雷達(dá)是一種獲取信息的重要裝備。它面臨電子偵察、電子干擾、隱身、反輻射導(dǎo)彈四大威脅。所以增進(jìn)強(qiáng)雷達(dá)抗偵察、抗干擾、抗隱身（包括抗低空突防）、搞反輻射導(dǎo)彈的能力，是現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)下雷達(dá)技術(shù)發(fā)展的主要方向。雷達(dá)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)下?lián)?fù)：目標(biāo)的精確、實(shí)時(shí)、全天候偵察監(jiān)視；對(duì)彈道導(dǎo)彈、巡航導(dǎo)彈等大規(guī)模破壞性武器的探測(cè)與跟蹤；各種隱身目標(biāo)的探測(cè)與識(shí)別；戰(zhàn)斗殺傷效果判別和目標(biāo)識(shí)別等任務(wù)。雷達(dá)還擔(dān)任導(dǎo)彈制導(dǎo)和武器火控等任務(wù)。雷達(dá)為實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)是：相控陣?yán)走_(dá)（PAR），超視距雷達(dá)（OHTR）、合成孔徑雷達(dá)（SAR）和干涉儀合成孔徑雷達(dá)（InSAR）、毫米波雷達(dá)（MMW），雙/多基地雷達(dá)；高速、實(shí)時(shí)信號(hào)/數(shù)據(jù)處理技術(shù)；雷達(dá)組網(wǎng)技術(shù)等。相控陣?yán)走_(dá)發(fā)展方向是:固態(tài)有源相相控陣,靈敏、寬帶有源陣列，分布式有源相控陣，有源共形陣，自適應(yīng)共形陣，超高頻、低旁瓣相控陣天線，多波束相控陣天線，自適應(yīng)波束形成技術(shù)，自適應(yīng)抗干擾技術(shù)，采用光電子技術(shù)的有源相控陣技術(shù)，數(shù)字組件相控陣技術(shù)，毫米波空間監(jiān)視相控陣?yán)走_(dá)，反隱身相控陣?yán)走_(dá)。合成孔徑雷達(dá)（SAR）是戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視系統(tǒng)的發(fā)展方向。重點(diǎn)開發(fā)的內(nèi)容是：寬帶、超寬帶SAR，探測(cè)葉簇、地表下的隱蔽目標(biāo)，各種目標(biāo)分類、識(shí)別；多功能、多模式，特別是將SAR與GMTI相結(jié)合。干涉儀合成孔徑雷達(dá)（InSAR）可得到數(shù)字地形高程圖；生成二維艦船目標(biāo)圖像，可用于船只分類；重點(diǎn)解決INSAR的雷達(dá)回波“實(shí)時(shí)”處理問題。高分辨、多波段、多極化、多模式衛(wèi)星SAR/（INSAR）圖像的解譯技術(shù)。超視距雷達(dá)（OHTR）發(fā)展重點(diǎn)是利用高頻無線電波的電離層反射，擴(kuò)大雷達(dá)的覆蓋范圍，提高分辨率；超視距雷達(dá)探測(cè)隱身飛機(jī)的機(jī)理和能力；電離層引起的相位畸變修正技術(shù)；非穩(wěn)定性電離層條件下，低徑向速度目標(biāo)檢測(cè)的信號(hào)處理技術(shù)；超視距雷達(dá)的外噪聲自適應(yīng)抑制技術(shù)。毫米波雷達(dá)(MMW),重點(diǎn)發(fā)展毫米波導(dǎo)引頭,用于精確制導(dǎo)導(dǎo)彈、靈巧炸彈；毫米波高分辨率目標(biāo)識(shí)別雷達(dá)；模塊化、積木式毫米波戰(zhàn)場(chǎng)偵察雷達(dá)；毫米波雷達(dá)與紅外（光學(xué)）傳感器相結(jié)合的導(dǎo)引頭、偵察系統(tǒng)；空間（衛(wèi)星）毫米波相控陣?yán)走_(dá)。5 雙/多基地雷達(dá)，重點(diǎn)發(fā)展反隱身目標(biāo)的雙/多基地雷達(dá)。重點(diǎn)解決雙/多基地雷達(dá)的配置、布站技術(shù)；雙/多基地雷達(dá)的檢測(cè)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)?！螽?dāng)代雷達(dá)的主要特點(diǎn)

1.8.2.3.4.5.6.雷達(dá)ECCM

7.9.高可靠性。