第一篇：雷達(dá)原理論文

雷達(dá)原理論文

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指導(dǎo)老師：

2014年3月

雷達(dá)的隱身與反隱身技術(shù)

在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，隱身和反隱身技術(shù)具有重要作用和戰(zhàn)略意義, 上個(gè)世紀(jì)的局部戰(zhàn)爭(zhēng)已充分證實(shí)了這一點(diǎn)，如美國(guó)的F-117飛機(jī)在1989年入侵巴拿馬和1991年轟炸伊拉克的戰(zhàn)爭(zhēng)中大顯神威, 這就是隱身技術(shù)應(yīng)用的成功實(shí)例。隱身技術(shù)的迅速發(fā)展對(duì)戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)防御系統(tǒng)提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn),迫使人們考慮如何摧毀隱身兵器并研究反隱身技術(shù)。

隱身與反隱身技術(shù)越來(lái)越受到人們的重視。目前應(yīng)用于武器系統(tǒng)中的探測(cè)手段有雷達(dá)、紅外、激光和聲波等,而雷達(dá)在各種探測(cè)器中占有相當(dāng)重要的地位,因此研究雷達(dá)的隱身和反隱身技術(shù)勢(shì)在必行。

雷達(dá)基本原理

雷達(dá)發(fā)射機(jī)輸出的功率饋送到天線，由天線將能量以電磁波的形式輻射到空間，電磁波脈沖在空間傳輸過(guò)程中遇到目標(biāo)會(huì)產(chǎn)生反射，雷達(dá)就是利用目標(biāo)對(duì)電磁波的反射、應(yīng)答等來(lái)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的。但雷達(dá)的探測(cè)距離有一定范圍,雷達(dá)探測(cè)的基本原理和系統(tǒng)特征可以用雷達(dá)方程來(lái)描述:

Rmax?42PGG??ttr?4??3Smin

式中：Pt為雷達(dá)發(fā)射功率，Smin 為雷達(dá)最小可檢測(cè)信號(hào)，Gt為發(fā)射天線的增益，Gr為接收天線的增益，?為雷達(dá)工作波長(zhǎng)，?為目標(biāo)的雷達(dá)散射截面積（RCS）。

雷達(dá)截面積是目標(biāo)對(duì)入射雷達(dá)波呈現(xiàn)的有效散射面積。從公式中可以看出雷

1達(dá)最大作用距離Rmax與目標(biāo)的雷達(dá)截面積?的 次方成正比。因此,要減小雷達(dá)

4的最大作用距離可以通過(guò)減小目標(biāo)的RCS 來(lái)實(shí)現(xiàn)。目前用來(lái)減小目標(biāo)RCS的主要途徑有兩種：一是改變飛機(jī)的外形和結(jié)構(gòu)，稱(chēng)之為外形隱身；二是采用吸收雷達(dá)波的涂敷材料和結(jié)構(gòu)材料，稱(chēng)之為材料隱身。

雷達(dá)隱身技術(shù)

雷達(dá)隱形技術(shù)是一種不讓雷達(dá)觀測(cè)到的技術(shù)和方法，用于對(duì)付雷達(dá)偵察。這是一種最早出現(xiàn)、最常用的隱形技術(shù)，廣泛應(yīng)用于各種隱形武器上2

1)雷達(dá)隱形技術(shù)原理

雷達(dá)隱形技術(shù)原理是通過(guò)降低己方目標(biāo)的雷達(dá)散射截面RCS,達(dá)到隱形目的.所謂目標(biāo)的雷達(dá)散射截面RCS，就是定量表征目標(biāo)散射強(qiáng)弱的物理量.目標(biāo)的雷達(dá)散射截面RCS,越小，雷達(dá)接收能量越小，因而使敵方偵察雷達(dá)難于對(duì)己方目標(biāo)作出正確的判斷,從而達(dá)到隱形目的。(2)減少雷達(dá)散射截面的途徑

一是采用材料隱形技術(shù)，即采用吸波材料或透波材料，使目標(biāo)不反射或少反射雷達(dá)波，以降低目標(biāo)的雷達(dá)散射截面RCS。雷達(dá)吸波材料是抑制目標(biāo)鏡面反射最有效的方法，早在二戰(zhàn)后期，德國(guó)潛艇的潛望鏡上就涂敷了吸波材料。這就是雷達(dá)隱形的初次嘗試?，F(xiàn)在吸波材料技術(shù)種類(lèi)很多，一般采用鉛鐵金屬粉、不銹鋼纖維、石墨粉、鐵氧體等具有特殊電磁性能的物質(zhì)來(lái)制成，它們具有吸波雷達(dá)波的特性。吸波材料按其使用方法可分為涂料型和結(jié)構(gòu)型。目前廣泛使用的涂料型鐵氧體吸波材料可大幅度降低反射回波。

二是采用外形隱形技術(shù)，即對(duì)己方的武器裝備采用特殊的形狀，以降低目標(biāo)的雷達(dá)散射截面RCS。外形隱形技術(shù)歷史不長(zhǎng)，發(fā)展很快，應(yīng)用十分廣泛。目前已成為隱形技術(shù)中最重要和最有效的技術(shù)途徑。所謂外形隱形技術(shù)，就是合理地設(shè)計(jì)武器裝備的外形，以降低目標(biāo)的雷達(dá)散射截面RCS；同時(shí)使目標(biāo)的回波偏離偵察雷達(dá)的視向。

對(duì)飛行器而言，最重要的威脅方向通常是在鼻錐方向某一角度范圍內(nèi)，因此多以減小飛行器頭部方向RCS為重點(diǎn)。由于外形技術(shù)與飛行器的氣動(dòng)性能直接相關(guān)，有時(shí)會(huì)影響其飛行速度和機(jī)動(dòng)性等，因此二者必須進(jìn)行折中處理。例如：隱形飛機(jī)F117A就是采用以外形技術(shù)為主、吸波材料為輔的隱形方案。其形狀是一個(gè)前后緣不平行的復(fù)雜多面體，飛機(jī)大部分表面都后傾，與垂直方向呈大于30°角，并采用大后掠角機(jī)翼和V形雙垂尾。這種奇特外形使F117A在飛行過(guò)程中，雷達(dá)上下散射，產(chǎn)生時(shí)隱時(shí)現(xiàn)的微弱回波，雷達(dá)很難探測(cè)到這些信號(hào)，這就大大降低了F117A的雷達(dá)散射截面RCS，提高了其隱形效果。

雷達(dá)反隱身技術(shù)

反隱身技術(shù)是研究如何使隱身措施的效果降低甚至失效的技術(shù)。雷達(dá)隱身是主要發(fā)展和使用的隱身技術(shù)，因此反雷達(dá)隱身也是當(dāng)前重點(diǎn)發(fā)展的反隱身技術(shù)。

電磁隱形的核心問(wèn)題在于降低RCS。因?yàn)镽CS越小,雷達(dá)就越難對(duì)目標(biāo)做出正確判斷。削減 RCS的方法多種多樣,但大體上不外乎隱身材料和外形設(shè)計(jì)這兩大方向。因此 ,雷達(dá)反隱身技術(shù)的研究也不外乎圍繞這兩大方向來(lái)開(kāi)展。

1.采用長(zhǎng)波或毫米波雷達(dá)

長(zhǎng)波雷達(dá)可以對(duì)付隱身飛機(jī)的外形調(diào)整設(shè)計(jì)及現(xiàn)用的RAM(雷達(dá)吸波材料),使得隱身飛機(jī)外形設(shè)計(jì)與RAM涂層厚度有難以實(shí)現(xiàn)的過(guò)高要求。目前發(fā)展很快的長(zhǎng)波雷達(dá)是OTH(超視距)雷達(dá),其工作波長(zhǎng)達(dá)10m～60m(頻率為 5MHz～28MHz),完全在正常雷達(dá)工作波段范圍之外。這種雷達(dá)靠諧振效應(yīng)探測(cè)大多數(shù)目標(biāo),幾乎不受現(xiàn)有RAM的影響。毫米波雷達(dá)是反隱身技術(shù)的有效途徑。由于頻率為30 GHz, 94 GHz,140GHz的毫米波在目前隱身技術(shù)所能對(duì)抗的波段之外,同時(shí)毫米波雷達(dá)具有天線波束窄、分辨率高、頻帶寬、抗干擾力強(qiáng)并對(duì)目標(biāo)細(xì)節(jié)反應(yīng)敏感等特點(diǎn),使得目標(biāo)外形圖像可在雷達(dá)熒屏上直接顯示出來(lái),因而具有反隱身能力。目前對(duì)長(zhǎng)波或毫米波雷達(dá)主要研究解決如下問(wèn)題: VHF雷達(dá)(頻率160MHz～180MHz、波長(zhǎng)1.65m～1.90m)在探測(cè)低飛目標(biāo)或?qū)Ω度斯じ蓴_時(shí)存在嚴(yán)重問(wèn)題；OTH雷達(dá)提供的跟蹤和定位數(shù)據(jù)不夠精確;毫米波雷達(dá)(頻率約為 94 GHz)探測(cè)概率不高。

2.采用雙/多基地雷達(dá)

雙 /多基地雷達(dá)系統(tǒng)是將發(fā)射機(jī)和接收機(jī)分臵在2個(gè)或2個(gè)以上不同的站址,其中包括地面、空中、海上或衛(wèi)星等多種平臺(tái)。利用遠(yuǎn)離發(fā)射機(jī)的接收機(jī)接收隱身飛機(jī)偏轉(zhuǎn)的雷達(dá)波,從側(cè)面探測(cè)隱身目標(biāo),并因無(wú)源而不會(huì)受到反輻射導(dǎo)彈的威脅。目前正在研究解決的主要問(wèn)題是,不論是雙站還是多站雷達(dá),接收機(jī)都必須在發(fā)射波束的作用范圍之內(nèi)并與發(fā)射機(jī)精確同步。解決這個(gè)問(wèn)題的一個(gè)辦法是,采用廣角天線并利用GPS。

3.采用無(wú)載頻超寬波段雷達(dá)

無(wú)載頻超寬波段雷達(dá)被稱(chēng)為“反隱身雷達(dá)”,無(wú)載頻脈沖可覆蓋 L、S、C等波段。產(chǎn)生這種脈沖的小型低功率雷達(dá)已廣泛用于民用。目前,正是積極探索適用于防空的無(wú)載頻超寬波段雷達(dá),以及研究解決提高無(wú)載頻超寬波段雷達(dá)平均功率和在沒(méi)有載頻引導(dǎo)下保證寬波段接收機(jī)能區(qū)分出噪聲與目標(biāo)回波的問(wèn)題。

4.采用激光雷達(dá)和紅外探測(cè)系統(tǒng)

由于隱身飛機(jī)主要是針對(duì)雷達(dá)電磁波隱身,其聲、光、紅外隱身效果較之雷達(dá)隱身相差很大,所以采用光學(xué)、紅外、紫外探測(cè)器 ,可彌補(bǔ)雷達(dá)探測(cè)的缺陷。英國(guó)宇航公司曾將“輕劍” 雷達(dá)改裝成光電跟蹤系統(tǒng),在6 km的距離上截獲和跟蹤了 B-2隱形轟炸機(jī)。目前正在研究解決的主要問(wèn)題是 ,提高其作用距離以及在惡劣環(huán)境下的使用效能。

5.發(fā)展空基或天基平臺(tái)雷達(dá)

隱身飛行器的隱身重點(diǎn)一般放在鼻錐方向±45°角范圍內(nèi)。因此,將探測(cè)系統(tǒng)安裝在空中或衛(wèi)星上進(jìn)行俯視 ,可提高探測(cè)雷達(dá)截面較小目標(biāo)的概率。美空軍的 E-3A預(yù)警機(jī)和海軍正在研制的“鉆石眼”預(yù)警機(jī)以及高空預(yù)警氣球,都能有效地探測(cè)隱身目標(biāo)。美國(guó)還正在研制預(yù)警飛艇、預(yù)警直升機(jī)、預(yù)警衛(wèi)星等。此外 ,俄羅斯、英國(guó)、印度等國(guó)都很重視發(fā)展預(yù)警機(jī)的工作。

中國(guó)在雷達(dá)反隱身技術(shù)上也取得了一定的突破。

中國(guó)曾展出過(guò)一款“諧振雷達(dá)”，據(jù)稱(chēng)，該雷達(dá)是一種新概念雷達(dá)，利用電磁諧振現(xiàn)象使目標(biāo)回波信號(hào)增強(qiáng)10-100倍，可連續(xù)觀察和跟蹤飛機(jī)、隱身飛機(jī)、衛(wèi)星、導(dǎo)彈等多種飛行目標(biāo)和水面目標(biāo)，有目標(biāo)識(shí)別能力。成為入侵目標(biāo)的克星，可以提供距離量程為600-2000公里的多種規(guī)格。

隱身技術(shù)與反隱身技術(shù)之間的競(jìng)爭(zhēng)，最終將會(huì)使得兩種技術(shù)相互促進(jìn)，共同發(fā)展。任何一方的技術(shù)突破帶來(lái)的失衡必然會(huì)導(dǎo)致另一方技術(shù)的奮起直追。技術(shù)上的領(lǐng)先和創(chuàng)新將是未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中出奇制勝的法寶。

第二篇：雷達(dá)原理大作業(yè)

雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別技術(shù)綜述

1引言

目標(biāo)識(shí)別是現(xiàn)代雷達(dá)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要組成部分。對(duì)雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別的研究，在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)形成熱點(diǎn)，但由于問(wèn)題本身的復(fù)雜性，以及多干擾信號(hào)，特別是多噪聲干擾源存在的復(fù)雜電磁環(huán)境，雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別問(wèn)題至今還沒(méi)有滿意的答案，尚無(wú)成熟的技術(shù)和方法。因此，對(duì)雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別技術(shù)的研究具有極其重要的軍事應(yīng)用價(jià)值。本文將對(duì)雷達(dá)自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要回顧，討論目前理論研究和應(yīng)用比較成功的幾類(lèi)目標(biāo)識(shí)別方法，以及應(yīng)用于雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別中的模式識(shí)別技術(shù)，分析和討論問(wèn)題的可能解決思路。

2雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別模型

雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別需要從目標(biāo)的雷達(dá)回波中提取目標(biāo)的有關(guān)信息標(biāo)志和穩(wěn)定特征并判明其屬性。它根據(jù)目標(biāo)的后向電磁散射來(lái)鑒別目標(biāo)，是電磁散射的逆問(wèn)題。利用目標(biāo)在雷達(dá)遠(yuǎn)區(qū)所產(chǎn)生的散射場(chǎng)的特征，可以獲得用于目標(biāo)識(shí)別的信息，回波信號(hào)的幅值、相位、頻率和極化等均可被利用。對(duì)獲取的目標(biāo)信息進(jìn)行計(jì)算機(jī)處理，與已知目標(biāo)的特性進(jìn)行比較，從而達(dá)到自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)的目的。識(shí)別過(guò)程分成三個(gè)步驟：目標(biāo)的數(shù)據(jù)獲取、特征提取和分類(lèi)判決。相應(yīng)模型如圖“所示。

整個(gè)識(shí)別過(guò)程可以分為兩個(gè)階段：訓(xùn)練（或設(shè)計(jì)）階段和識(shí)別階段。前者用一定數(shù)量的訓(xùn)練樣本進(jìn)行分類(lèi)器的設(shè)計(jì)或訓(xùn)練，后者用所設(shè)計(jì)或訓(xùn)練的分類(lèi)器對(duì)待識(shí)別的樣本進(jìn)行分類(lèi)決策。

訓(xùn)練數(shù)據(jù)獲取是對(duì)各已知目標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，取得目標(biāo)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)。測(cè)試數(shù)據(jù)獲取是獲得未知種類(lèi)目標(biāo)的測(cè)量數(shù)據(jù)；測(cè)量數(shù)據(jù)的獲得可采用目標(biāo)的靶場(chǎng)動(dòng)態(tài)測(cè)量、外場(chǎng)靜態(tài)測(cè)量、微波暗室縮比模型等。特征提取模塊從目標(biāo)回波數(shù)據(jù)中提取出對(duì)分類(lèi)識(shí)別有用的目標(biāo)特征信息。特征空間壓縮與變換模塊對(duì)特征信息進(jìn)行特征空間維數(shù)壓縮與變換，得到具有高同類(lèi)聚合性的訓(xùn)練樣本進(jìn)行分類(lèi)器的設(shè)計(jì)。類(lèi)間可分離性的特征。分類(lèi)器設(shè)計(jì)模塊根據(jù)已知類(lèi)別目標(biāo)分類(lèi)模塊完成對(duì)未知目標(biāo)的分類(lèi)判決。

3雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別技術(shù)回顧

雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別的研究始于”#世紀(jì)$#年代。早期雷達(dá)目標(biāo)特征信號(hào)的研究工作主要是研究雷達(dá)目標(biāo)的有效散射截面積。但是，對(duì)形狀不同、性質(zhì)各異的各類(lèi)目標(biāo)，籠統(tǒng)用一個(gè)有效散射截面積來(lái)描述，就顯得過(guò)于粗糙，也難以實(shí)現(xiàn)有效識(shí)別。幾十年來(lái)，隨著電磁散射理論的不斷發(fā)展以及雷達(dá)技術(shù)的不斷提高，在先進(jìn)的現(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)條件下，許多可資識(shí)別的雷達(dá)目標(biāo)特征信號(hào)相繼被發(fā)現(xiàn)，從而建立起了相應(yīng)的目標(biāo)識(shí)別理論和技術(shù)。近年來(lái)理論研究和實(shí)際應(yīng)用比較成功的目標(biāo)識(shí)別方法有以下4類(lèi)。

3.1基于目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的回波起伏和調(diào)制譜特性的目標(biāo)識(shí)別

這類(lèi)方法大都基于目前廣泛使用的雷達(dá)時(shí)域一維目標(biāo)回波波形，抽取波形序列中包含的目標(biāo)特征信息來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)分類(lèi)。這類(lèi)研究已獲得一些成功應(yīng)用。(1)利用目標(biāo)回波起伏特性的識(shí)別

空中目標(biāo)對(duì)低分辨力雷達(dá)來(lái)講可以看作點(diǎn)目標(biāo)，其運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，目標(biāo)回波的幅度相位隨目標(biāo)對(duì)雷達(dá)的相對(duì)姿態(tài)的不同而變化，根據(jù)目標(biāo)回波的幅度與相位的變化過(guò)程，判斷其形狀，對(duì)復(fù)信息數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析，可以判斷目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)情況(2)利用動(dòng)態(tài)目標(biāo)的調(diào)制譜特性的識(shí)別

動(dòng)態(tài)目標(biāo)如飛機(jī)的螺旋槳或噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)葉片、直升機(jī)的旋翼等目標(biāo)結(jié)構(gòu)的周期運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生對(duì)雷達(dá)回波的周期性調(diào)制。不同目標(biāo)的周期性調(diào)制譜差異很大，因而可用于目標(biāo)識(shí)別。詳細(xì)分析了噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)制現(xiàn)象，并建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，為利用JEM效應(yīng)進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別奠定了理論基礎(chǔ)。

3.2基于極點(diǎn)分布的目標(biāo)識(shí)別

目標(biāo)的自然諧振頻率又稱(chēng)為目標(biāo)極點(diǎn)，“極點(diǎn)”和“散射中心”分別是在諧振區(qū)和光學(xué)區(qū)建立起來(lái)的基本概念。目標(biāo)極點(diǎn)分布只決定于目標(biāo)形狀和固有特性，與雷達(dá)的觀測(cè)方向（目標(biāo)姿態(tài)）及雷達(dá)的極化方式無(wú)關(guān)，因而給雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別帶來(lái)了很大方便。

除了直接求目標(biāo)的極點(diǎn)外，由于目標(biāo)的極點(diǎn)與目標(biāo)的頻率響應(yīng)存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，人們還研究了由目標(biāo)的頻域響應(yīng)來(lái)識(shí)別目標(biāo)的方法，典型方法有，從目標(biāo)的頻域響應(yīng)來(lái)識(shí)別目標(biāo)的方法；獲取目標(biāo)極點(diǎn)的頻域Prony法；由于頻域法的目標(biāo)極點(diǎn)估算精度同樣受到噪聲和雜波的限制，具有改善作用的數(shù)據(jù)多重組合法被提出。

為避開(kāi)需要實(shí)時(shí)地直接從含噪的目標(biāo)散射數(shù)據(jù)中提取目標(biāo)的極點(diǎn)，基于波形綜合技術(shù)的目標(biāo)識(shí)別方法被得到廣泛重視。它將接收到的目標(biāo)散射信號(hào)回波與綜合出來(lái)的代表目標(biāo)的特征波形進(jìn)行數(shù)字卷積，再根據(jù)卷積輸出的特征來(lái)判別目標(biāo)。E-脈沖法、頻域極大極小擬合匹配法等，都避開(kāi)了直接提取目標(biāo)極點(diǎn)，減小了運(yùn)算量。

3.3基于高分辨力雷達(dá)成像的目標(biāo)識(shí)別

借助高分辨力雷達(dá)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行一維或二維距離成像，或采用合成孔徑雷達(dá)或逆合成孔徑雷達(dá)對(duì)目標(biāo)成像得到二維雷達(dá)圖像，可獲取目標(biāo)的形狀結(jié)構(gòu)信息。

由于一維距離像的獲取相對(duì)簡(jiǎn)單，利用一維距離像進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別的方法在;#年代以后被得到廣泛重視和深入研究?；谝痪S距離像的目標(biāo)識(shí)別方法，在艦船目標(biāo)、坦克、車(chē)輛等地面目標(biāo)、飛機(jī)目標(biāo)識(shí)別中分別獲得了較高的正確識(shí)別率。由于目標(biāo)的一維距離像常會(huì)受目標(biāo)之間、目標(biāo)各散射點(diǎn)之間的相互干涉、合成等交叉項(xiàng)的影響，限制了識(shí)別率的提高，因而雙距離像方法被提出并獲得了較高的識(shí)別率。為改善目標(biāo)識(shí)別的性能，可以將目標(biāo)一維距離像與其它目標(biāo)特征（如極化特征）相結(jié)合。對(duì)于基于二維雷達(dá)圖像的目標(biāo)識(shí)別，可利用圖象識(shí)別技術(shù)來(lái)進(jìn)行，這是目標(biāo)識(shí)別領(lǐng)域中最為直觀的識(shí)別方法，但是如何獲得高質(zhì)量的目標(biāo)二維圖像是進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別的首先要解決的問(wèn)題。

3.4基于極化特征的目標(biāo)識(shí)別

極化是描述電磁波的重要參量之一，它描述了電磁波的矢量特征。極化特征是與目標(biāo)形狀本質(zhì)有密切聯(lián)系的特征。任何目標(biāo)對(duì)照射的電磁波都有特定的極化變換作用，其變換關(guān)系由目標(biāo)的形狀、尺寸、結(jié)構(gòu)和取向所決定。測(cè)量出不同目標(biāo)對(duì)各種極化波的變極化響應(yīng)，能夠形成一個(gè)特征空間，就可對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別。極化散射矩陣（復(fù)二維矩陣）完全表征了目標(biāo)在特定姿態(tài)和輻射源頻率下的極化散射特性。對(duì)目標(biāo)幾何形狀與目標(biāo)極化特性的關(guān)系的研究結(jié)果表明，光學(xué)區(qū)目標(biāo)的極化散射矩陣反映了目標(biāo)鏡面曲率差等精密物理結(jié)構(gòu)特性。

經(jīng)過(guò)近20年的發(fā)展，已經(jīng)出現(xiàn)了許多種利用極化信息進(jìn)行雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別的方法，其主要方法分為：

1）根據(jù)極化散射矩陣識(shí)別目標(biāo)根據(jù)極化散射矩陣來(lái)識(shí)別目標(biāo)是利用極化信息識(shí)別目標(biāo)的基本方法。具體分為：根據(jù)不同極化狀態(tài)下目標(biāo)截面積的對(duì)比來(lái)識(shí)別目標(biāo)；根據(jù)從目標(biāo)極化散射矩陣中導(dǎo)出的目標(biāo)極化參數(shù)集（極化不變量）來(lái)識(shí)別目標(biāo)；根據(jù)目標(biāo)的最佳極化或極化叉來(lái)識(shí)別目標(biāo)。

由于不同姿態(tài)角下目標(biāo)極化特性的改變，限制了根據(jù)極化散射矩陣及其派生參數(shù)識(shí)別目標(biāo)的有效性，使之只能應(yīng)用于簡(jiǎn)單幾何形體目標(biāo)，或與其它識(shí)別方法結(jié)合使用。

2)利用目標(biāo)形狀的極化重構(gòu)識(shí)別目標(biāo)對(duì)低分辨力雷達(dá)，不能區(qū)分目標(biāo)上各個(gè)散射中心的回波，只能從它們的綜合信號(hào)中提取極化特征，因而只能從整體上對(duì)簡(jiǎn)單形體的目標(biāo)加以粗略的識(shí)別。

對(duì)高分辨力雷達(dá)，目標(biāo)回波可分解為目標(biāo)上各個(gè)主要散射中心的回波分量。對(duì)復(fù)雜形狀目標(biāo)的極化重構(gòu)，就是利用高分辨力雷達(dá)區(qū)分出各個(gè)散射中心的回波，分別提取其極化信息。在對(duì)各個(gè)散射中心分別作出形狀判斷（可以利用目標(biāo)的極化散射矩陣，或利用目標(biāo)的繆勒矩陣中各個(gè)元素同目標(biāo)形狀的關(guān)系）后，依據(jù)其相對(duì)位置關(guān)系，組合成目標(biāo)的整體形狀。最后同已知目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)相比較，得到識(shí)別結(jié)果。

3)與成像技術(shù)相結(jié)合的目標(biāo)識(shí)別結(jié)合SAR和ISAR成像，在相應(yīng)雷達(dá)上加裝變極化裝置，從而可以利用極化信息或?qū)O化信息與已有的圖象識(shí)別技術(shù)相結(jié)合，對(duì)每一像素進(jìn)行更有效的識(shí)別。

3.5各種特征識(shí)別方法對(duì)雷達(dá)的要求

不同的識(shí)別方法對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)有著不同的要求。基于目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的回波起伏和調(diào)制譜特性的目標(biāo)識(shí)別方法對(duì)雷達(dá)沒(méi)有特殊的要求，它是在現(xiàn)有雷達(dá)的基礎(chǔ)上，利用目標(biāo)運(yùn)動(dòng)所引起的回波起伏特性和動(dòng)態(tài)目標(biāo)的調(diào)制譜特性，并結(jié)合雷達(dá)所能獲取的目標(biāo)空間坐標(biāo)及運(yùn)動(dòng)參數(shù)（如目標(biāo)高度、速度、航跡等）來(lái)進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別，因而主要用于低分辨雷達(dá)的目標(biāo)識(shí)別。

基于極點(diǎn)分布的目標(biāo)識(shí)別方法可分為時(shí)域和頻域方法。時(shí)域方法提取目標(biāo)極點(diǎn)要求雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)帶寬足夠?qū)?，以保證由目標(biāo)的瞬態(tài)響應(yīng)中能夠獲得正確的目標(biāo)極點(diǎn)；頻域方法則要求雷達(dá)能夠發(fā)射多種頻率的電磁波以獲取目標(biāo)的頻率響應(yīng)。

基于高分辨力雷達(dá)成像的目標(biāo)識(shí)別方法要求雷達(dá)不僅具有高的距離分辨力（對(duì)于一維距離像方法）而且具有高的角分辨力（對(duì)于二維距離像方法），這就要求采用寬帶高分辨、合成孔徑或逆合成孔徑雷達(dá)。基于目標(biāo)極化特征的目標(biāo)識(shí)別方法要求雷達(dá)能夠測(cè)量目標(biāo)對(duì)不同極化方向的入射電磁波的極化散射特性、雷達(dá)具有變極化特性，這增加了雷達(dá)系統(tǒng)的復(fù)雜性，限制了其應(yīng)用。

4用于雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別中的模式識(shí)別技術(shù)

進(jìn)行雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別，必須依靠有效的目標(biāo)特征分類(lèi)技術(shù)（模式識(shí)別技術(shù)）。模式識(shí)別技術(shù)的發(fā)展為雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別的研究提供了有利的條件。統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別方法、模糊模式識(shí)別方法、基于模型和基于知識(shí)的模式識(shí)別方法以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式識(shí)別方法等在雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別中均有成功的應(yīng)用。

4.1統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別方法

統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別是傳統(tǒng)的模式識(shí)別方法，也是雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別中最常用到的特征分類(lèi)方法，它是一種根據(jù)已知樣本的統(tǒng)計(jì)特性來(lái)對(duì)未知類(lèi)別樣本進(jìn)行分類(lèi)的方法。其基本思想是用"維特征矢量表征目標(biāo)模式，并通過(guò)對(duì)樣本的學(xué)習(xí)，估計(jì)出特征矢量的概率分布密度函數(shù)，在某種最優(yōu)準(zhǔn)則下，利用特征矢量的統(tǒng)計(jì)知識(shí)來(lái)構(gòu)造判別函數(shù)，從而在保證分類(lèi)誤差概率最小的條件下，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行分類(lèi)。

4.2模糊模式識(shí)別方法

在雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別中，由于噪聲對(duì)目標(biāo)背景的污染，目標(biāo)信息轉(zhuǎn)換過(guò)程中特征信息的隨機(jī)交迭，目標(biāo)信息隨時(shí)間、距離、方位和姿態(tài)等因素的變化都可引起信息的模糊及目標(biāo)特征的畸變，影響目標(biāo)識(shí)別的效果。

在模糊集理論基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的模糊模式識(shí)別技術(shù)，適于描述目標(biāo)特征存在不同程度的不確定性。在目標(biāo)識(shí)別過(guò)程中，模糊模式識(shí)別技術(shù)通過(guò)將數(shù)值變換提取的目標(biāo)特征轉(zhuǎn)換成由模糊集及隸屬函數(shù)表征，再通過(guò)模糊關(guān)系和模糊推理等對(duì)目標(biāo)的所屬關(guān)系加以判定。

因此，模糊模式識(shí)別技術(shù)可以有效地完成一些傳統(tǒng)模式識(shí)別中遇到的難題，近年來(lái)得到了廣泛的研究。

4.3基于模型和基于知識(shí)的模式識(shí)別方法

基于模型的模式識(shí)別方法是用一種數(shù)學(xué)模型來(lái)表示從目標(biāo)樣本空間或特征空間中獲取的、描述目標(biāo)固有特性的各種關(guān)系準(zhǔn)則。在建模過(guò)程中，除了利用目標(biāo)的物理特性外，還運(yùn)用了特征之間的符號(hào)關(guān)系準(zhǔn)則，如特征隨姿態(tài)角變化的規(guī)律等，因此，基于模型的的模式識(shí)別方法在一定程度上改善了傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別方法中信息利用率不高的缺點(diǎn)。目前也有不少人在致力于基于模型的目標(biāo)識(shí)別方法的研究.基于知識(shí)的模式識(shí)別方法是結(jié)合人工智能技術(shù)的識(shí)別方法。它把人們?cè)趯?shí)踐中逐步積累的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)用簡(jiǎn)單的推理規(guī)則加以表述，并轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，利用這些規(guī)則可以獲得與專(zhuān)家有同樣識(shí)別效果的模式識(shí)別結(jié)果。

基于模型的方法常與基于知識(shí)的方法相結(jié)合，通過(guò)建立的目標(biāo)模型庫(kù)與相應(yīng)的推理規(guī)則相結(jié)合完成目標(biāo)的分類(lèi)識(shí)別。

4.4神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式識(shí)別方法

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)ANN和生物神經(jīng)系統(tǒng)之間有著內(nèi)在的聯(lián)系，能夠在有限領(lǐng)域內(nèi)模擬人腦加工、存儲(chǔ)與搜索信息的機(jī)制來(lái)解決某些特定的問(wèn)題。它具有自適應(yīng)、自組織、自學(xué)習(xí)能力，可以處理一些環(huán)境信息十分復(fù)雜、背景知識(shí)不清楚的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)樣本的學(xué)習(xí)建立起記憶，然后將未知模式判為其最為接近的記憶。由于其自身的上述特點(diǎn)，模式識(shí)別是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用得最為廣泛的領(lǐng)域之一。

由于雷達(dá)目標(biāo)特征信息在模式空間中的分布常常極為復(fù)雜，要獲得其先驗(yàn)統(tǒng)計(jì)知識(shí)并用傳統(tǒng)的模式識(shí)別方法來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)識(shí)別很困難。ANN可以通過(guò)學(xué)習(xí)獲得目標(biāo)特征信號(hào)在模式空間中的分布，因此在目標(biāo)識(shí)別的預(yù)處理、特征提取、模式分類(lèi)的整個(gè)過(guò)程中均有初步的應(yīng)用。近%1年來(lái)，ANN用于雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別得到了廣泛的重視。

總之，先進(jìn)的模式識(shí)別方法對(duì)于提高、改善雷達(dá)自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)的性能將起到至關(guān)重要的作用，對(duì)它的進(jìn)一步研究將具有重要的意義。

第三篇：雷達(dá)工作 原理

雷達(dá)的原理

雷達(dá)(radar)原是“無(wú)線電探測(cè)與定位”的英文縮寫(xiě)。雷達(dá)的基本任務(wù)是探測(cè)感興趣的目標(biāo)，測(cè)定有關(guān)目標(biāo)的距離、方問(wèn)、速度等狀態(tài)參數(shù)。雷達(dá)主要由天線、發(fā)射機(jī)、接收機(jī)（包括信號(hào)處理機(jī)）和顯示器等部分組成。

雷達(dá)發(fā)射機(jī)產(chǎn)生足夠的電磁能量，經(jīng)過(guò)收發(fā)轉(zhuǎn)換開(kāi)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(guò)收發(fā)轉(zhuǎn)換開(kāi)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(guò)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(méi)。接收機(jī)放大微弱的回波信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理機(jī)處理，提取出包含在回波中的信息，送到顯示器，顯示出目標(biāo)的距離、方向、速度等。

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)刻到接收到回波時(shí)刻的延遲時(shí)間，這個(gè)延遲時(shí)間是電磁波從發(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：目標(biāo)距離

T：電磁波從雷達(dá)到目標(biāo)的往返傳播時(shí)間

C：光速

雷達(dá)測(cè)定目標(biāo)的方向是利用天線的方向性來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)機(jī)械和電氣上的組合作用，雷達(dá)把天線的小事指向雷達(dá)要探測(cè)的方向，一旦發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，雷達(dá)讀出些時(shí)天線小事的指向角，就是目標(biāo)的方向角。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。

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(chēng)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)，例如脈沖多普勒雷達(dá)，要比一般雷達(dá)復(fù)雜得多。

雷達(dá)的戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)主要包括作用距離、威力范圍、測(cè)距分辨力與精度、測(cè)角分辨力與精度、測(cè)速分辨力與精度、系統(tǒng)機(jī)動(dòng)性等。

其中，作用距離是指雷達(dá)剛好能夠可靠發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的距離。它取決于雷達(dá)的發(fā)射功率與天線口徑的乘積，并與目標(biāo)本身反射雷達(dá)電磁波的能力（雷達(dá)散射截面積的大?。┑纫蛩赜嘘P(guān)。威力范圍指由最大作用距離、最小作用距離、最大仰角、最小仰角及方位角范圍確定的區(qū)域。

雷達(dá)的技術(shù)指標(biāo)與參數(shù)很多，而且與雷達(dá)的體制有關(guān)，這里僅僅討論那些與電子對(duì)抗關(guān)系密切的主要參數(shù)。

根據(jù)波形來(lái)區(qū)分，雷達(dá)主要分為脈沖雷達(dá)和連續(xù)波雷達(dá)兩大類(lèi)。當(dāng)前常用的雷達(dá)大多數(shù)是脈沖雷達(dá)。常規(guī)脈沖雷達(dá)周期性地發(fā)射高頻脈沖。相關(guān)的參數(shù)為脈沖重復(fù)周期（脈沖重復(fù)頻率）、脈沖寬度以及載波頻率。載波頻率是在一個(gè)脈沖內(nèi)信號(hào)的高頻振蕩頻率，也稱(chēng)為雷達(dá)的工作頻率。

雷達(dá)天線對(duì)電磁能量在方向上的聚集能力用波束寬度來(lái)描述，波束越窄，天線的方向性越好。但是在設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，雷達(dá)天線不可能把所有能量全部集中在理想的波束之內(nèi)，在其它方向上在在著泄漏能量的問(wèn)題。能量集中在主波束中，我們常常形象地把主波束稱(chēng)為主瓣，其它方向上由泄漏形成旁瓣。為了覆蓋寬廣的空間，需要通過(guò)天線的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)或電子控制，使雷達(dá)波束在探測(cè)區(qū)域內(nèi)掃描。

概括起來(lái)，雷達(dá)的技術(shù)參數(shù)主要包括工作頻率（波長(zhǎng)）、脈沖重復(fù)頻率、脈沖寬度、發(fā)射功率、天線波束寬度、天線波束掃描方式、接收機(jī)靈敏度等。技術(shù)參數(shù)是根據(jù)雷達(dá)的戰(zhàn)術(shù)性能與指標(biāo)要求來(lái)選擇和設(shè)計(jì)的，因此它們的數(shù)值在某種程度上反映了雷達(dá)具有的功能。例如，為提高遠(yuǎn)距離發(fā)現(xiàn)目標(biāo)能力，預(yù)警雷達(dá)采用比較低的工作頻率和脈沖重復(fù)頻率，而機(jī)載雷達(dá)則為減小體積、重量等目的，使用比較高的工作頻率和脈沖重復(fù)頻率。這說(shuō)明，如果知道了雷達(dá)的技術(shù)參數(shù)，就可在一定程度上識(shí)別出雷達(dá)的種類(lèi)。

雷達(dá)的用途廣泛，種類(lèi)繁多，分類(lèi)的方法也非常復(fù)雜。通?？梢园凑绽走_(dá)的用途分類(lèi)，如預(yù)警雷達(dá)、搜索警戒雷達(dá)、無(wú)線電測(cè)高雷達(dá)、氣象雷達(dá)、航管雷達(dá)、引導(dǎo)雷達(dá)、炮瞄雷達(dá)、雷達(dá)引信、戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視雷達(dá)、機(jī)載截?fù)衾走_(dá)、導(dǎo)航雷達(dá)以及防撞和敵我識(shí)別雷達(dá)等。除了按用途分，還可以從工作體制對(duì)雷達(dá)進(jìn)行區(qū)分。這里就對(duì)一些新體制的雷達(dá)進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。（軍事觀察·warii.net）

雙/多基地雷達(dá)

普通雷達(dá)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)安裝在同一地點(diǎn)，而雙/多基地雷達(dá)是將發(fā)射機(jī)和接收機(jī)分別安裝在相距很遠(yuǎn)的兩個(gè)或多個(gè)地點(diǎn)上，地點(diǎn)可以設(shè)在地面、空中平臺(tái)或空間平臺(tái)上。由于隱身飛行器外形的設(shè)計(jì)主要是不讓入射的雷達(dá)波直接反射回雷達(dá)，這對(duì)于單基地雷達(dá)很有效。但入射的雷達(dá)波會(huì)朝各個(gè)方向反射，總有部分反射波會(huì)被雙/多基地雷達(dá)中的一個(gè)接收機(jī)接收到。美國(guó)國(guó)防部從七十年代就開(kāi)始研制、試驗(yàn)雙/多基地雷達(dá)，較著名的“圣殿”計(jì)劃就是專(zhuān)門(mén)為研究雙基地雷達(dá)而制定的，已完成了接收機(jī)和發(fā)射機(jī)都安裝在地面上、發(fā)射機(jī)安裝在飛機(jī)上而接收機(jī)安裝在地面上、發(fā)射機(jī)和接收機(jī)都安裝在空中平臺(tái)上的試驗(yàn)。俄羅斯防空部隊(duì)已應(yīng)用雙基地雷達(dá)探測(cè)具有一定隱身能力的飛機(jī)。英國(guó)已于70年代末80年代初開(kāi)始研制雙基地雷達(dá)，主要用于預(yù)警系統(tǒng)。

相控陣?yán)走_(dá)

我們知道，蜻蜓的每只眼睛由許許多多個(gè)小眼組成，每個(gè)小眼都能成完整的像，這樣就使得蜻蜓所看到的范圍要比人眼大得多。與此類(lèi)似，相控陣?yán)走_(dá)的天線陣面也由許多個(gè)輻射單元和接收單元（稱(chēng)為陣元）組成，單元數(shù)目和雷達(dá)的功能有關(guān)，可以從幾百個(gè)到幾萬(wàn)個(gè)。這些單元有規(guī)則地排列在平面上，構(gòu)成陣列天線。利用電磁波相干原理，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制饋往各輻射單元電流的相位，就可以改變波束的方向進(jìn)行掃描，故稱(chēng)為電掃描。輻射單元把接收到的回波信號(hào)送入主機(jī)，完成雷達(dá)對(duì)目標(biāo)的搜索、跟蹤和測(cè)量。每個(gè)天線單元除了有天線振子之外，還有移相器等必須的器件。不同的振子通過(guò)移相器可以被饋入不同的相位的電流，從而在空間輻射出不同方向性的波束。天線的單元數(shù)目越多，則波束在空間可能的方位就越多。這種雷達(dá)的工作基礎(chǔ)是相位可控的陣列天線，“相控陣”由此得名。

相控陣?yán)走_(dá)的優(yōu)點(diǎn)

（1）波束指向靈活，能實(shí)現(xiàn)無(wú)慣性快速掃描，數(shù)據(jù)率高；（2）一個(gè)雷達(dá)可同時(shí)形成多個(gè)獨(dú)立波束，分別實(shí)現(xiàn)搜索、識(shí)別、跟蹤、制導(dǎo)、無(wú)源探測(cè)等多種功能；（3）目標(biāo)容量大，可在空域內(nèi)同時(shí)監(jiān)視、跟蹤數(shù)百個(gè)目標(biāo)；（4）對(duì)復(fù)雜目標(biāo)環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)；（5）抗干擾性能好。全固態(tài)相控陣?yán)走_(dá)的可靠性高，即使少量組件失效仍能正常工作。但相控陣?yán)走_(dá)設(shè)備復(fù)雜、造價(jià)昂貴，且波束掃描范圍有限，最大掃描角為90°～120°。當(dāng)需要進(jìn)行全方位監(jiān)視時(shí)，需配置3～4個(gè)天線陣面。

相控陣?yán)走_(dá)與機(jī)械掃描雷達(dá)相比，掃描更靈活、性能更可靠、抗干擾能力更強(qiáng)，能快速適應(yīng)戰(zhàn)場(chǎng)條件的變化。多功能相控陣?yán)走_(dá)已廣泛用于地面遠(yuǎn)程預(yù)警系統(tǒng)、機(jī)載和艦載防空系統(tǒng)、機(jī)載和艦載系統(tǒng)、炮位測(cè)量、靶場(chǎng)測(cè)量等。美國(guó)“愛(ài)國(guó)者”防空系統(tǒng)的AN／MPQ-53雷達(dá)、艦載“宙斯盾”指揮控制系統(tǒng)中的雷達(dá)、B-1B轟炸機(jī)上的APQ-164雷達(dá)、俄羅斯C-300防空武器系統(tǒng)的多功能雷達(dá)等都是典型的相控陣?yán)走_(dá)。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，固體有源相控陣?yán)走_(dá)得到了廣泛應(yīng)用，是新一代的戰(zhàn)術(shù)防空、監(jiān)視、火控雷達(dá)。

寬帶／超寬帶雷達(dá)

工作頻帶很寬的雷達(dá)稱(chēng)為寬帶／超寬帶雷達(dá)。隱身兵器通常對(duì)付工作在某一波段的雷達(dá)是有效的，而面對(duì)覆蓋波段很寬的雷達(dá)就無(wú)能為力了，它很可能被超寬帶雷達(dá)波中的某一頻率的電磁波探測(cè)到。另一方面，超寬帶雷達(dá)發(fā)射的脈沖極窄，具有相當(dāng)高的距離分辨率，可探測(cè)到小目標(biāo)。目前美國(guó)正在研制、試驗(yàn)超寬帶雷達(dá)，已完成動(dòng)目標(biāo)顯示技術(shù)的研究，將要進(jìn)行雷達(dá)波形的試驗(yàn)。

合成孔徑雷達(dá)

合成孔徑雷達(dá)通常安裝在移動(dòng)的空中或空間平臺(tái)上，利用雷達(dá)與目標(biāo)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，將雷達(dá)在每個(gè)不同位置上接收到的目標(biāo)回波信號(hào)進(jìn)行相干處理，就相當(dāng)于在空中安裝了一個(gè)“大個(gè)”的雷達(dá)，這樣小孔徑天線就能獲得大孔徑天線的探測(cè)效果，具有很高的目標(biāo)方位分辨率，再加上應(yīng)用脈沖壓縮技術(shù)又能獲得很高的距離分辨率，因而能探測(cè)到隱身目標(biāo)。合成孔徑雷達(dá)在軍事上和民用領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，如戰(zhàn)場(chǎng)偵察、火控、制導(dǎo)、導(dǎo)航、資源勘測(cè)、地圖測(cè)繪、海洋監(jiān)視、環(huán)境遙感等。美國(guó)的聯(lián)合監(jiān)視與目標(biāo)攻擊雷達(dá)系統(tǒng)飛機(jī)新安裝了一部AN／APY3型X波段多功能合成孔徑雷達(dá)，英、德、意聯(lián)合研制的“旋風(fēng)”攻擊機(jī)正在試飛合成孔徑雷達(dá)。

毫米波雷達(dá)

工作在毫米波段的雷達(dá)稱(chēng)為毫米波雷達(dá)。它具有天線波束窄、分辯率高、頻帶寬、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，同時(shí)它工作在目前隱身技術(shù)所能對(duì)抗的波段之外，因此它能探測(cè)隱身目標(biāo)。毫米波雷達(dá)還具有能力，特別適用于防空、地面作戰(zhàn)和靈巧武器，已獲得了各國(guó)的調(diào)試重視。例如，美國(guó)的“愛(ài)國(guó)者”防空導(dǎo)彈已安裝了毫米波雷達(dá)導(dǎo)引頭，目前正在研制更先進(jìn)的毫米波導(dǎo)引頭；俄羅斯已擁有連續(xù)波輸出功率為10千瓦的毫米波雷達(dá)；英、法等國(guó)家的一些防空系統(tǒng)也都將采用毫米波雷達(dá)。

激光雷達(dá)

工作在紅外和可見(jiàn)光波段的雷達(dá)稱(chēng)為激光雷達(dá)。它由激光發(fā)射機(jī)、光學(xué)接收機(jī)、轉(zhuǎn)臺(tái)和信息處理系統(tǒng)等組成，激光器將電脈沖變成光脈沖發(fā)射出去，光接收機(jī)再把從目標(biāo)反射回來(lái)的光脈沖還原成電脈沖，送到顯示器。隱身兵器通常是針對(duì)微波雷達(dá)的，因此激光雷達(dá)很容易“看穿”隱身目標(biāo)所玩的“把戲”；再加上激光雷達(dá)波束窄、定向性好、測(cè)量精度高、分辨率高，因而它能有效地探測(cè)隱身目標(biāo)。激光雷達(dá)在軍事上主要用于靶場(chǎng)測(cè)量、空間目標(biāo)交會(huì)測(cè)量、目標(biāo)精密跟蹤和瞄準(zhǔn)、目標(biāo)成像識(shí)別、導(dǎo)航、精確制導(dǎo)、綜合火控、直升機(jī)防撞、化學(xué)戰(zhàn)劑監(jiān)測(cè)、局部風(fēng)場(chǎng)測(cè)量、水下目標(biāo)探測(cè)等。美國(guó)國(guó)防部正在開(kāi)發(fā)用于目標(biāo)探測(cè)和識(shí)別的激光雷達(dá)技術(shù)，已進(jìn)行了前視／下視激光雷達(dá)的試驗(yàn)，主要探測(cè)偽裝樹(shù)叢中的目標(biāo)。法國(guó)和德國(guó)正在積極進(jìn)行使用激光雷達(dá)探測(cè)和識(shí)別直升機(jī)的聯(lián)合研究工作。參考資料：

第四篇：雷達(dá)的工作原理

雷達(dá)的工作原理

蜻蜓的復(fù)眼

我們知道，蜻蜓的每只眼睛由許許多多個(gè)小眼組成，每個(gè)小眼都能成完整的像，這樣就使得蜻蜓所看到的范圍要比人眼大得多。與此類(lèi)似，相控陣?yán)走_(dá)的天線陣面也由許多個(gè)輻射單元和接收單元（稱(chēng)為陣元）組成，單元數(shù)目和雷達(dá)的功能有關(guān)，可以從幾百個(gè)到幾萬(wàn)個(gè)。這些單元有規(guī)則地排列在平面上，構(gòu)成陣列天線。利用電磁波相干原理，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制饋往各輻射單元電流的相位，就可以改變波束的方向進(jìn)行掃描，故稱(chēng)為電掃描。輻射單元把接收到的回波信號(hào)送入主機(jī)，完成雷達(dá)對(duì)目標(biāo)的搜索、跟蹤和測(cè)量。每個(gè)天線單元除了有天線振子之外，還有移相器等必須的器件。不同的振子通過(guò)移相器可以被饋入不同的相位的電流，從而在空間輻射出不同方向性的波束。天線的單元數(shù)目越多，則波束在空間可能的方位就越多。這種雷達(dá)的工作基礎(chǔ)是相位可控的陣列天線，“相控陣”由此得名。

有源相陣控雷達(dá)和無(wú)源相陣控雷達(dá)的區(qū)別是就是無(wú)源是只有單個(gè)或者幾個(gè)發(fā)射機(jī)子陣原只能接收，而有源是每個(gè)陣原都有完整的發(fā)射和接收單元！

相控陣?yán)走_(dá)的優(yōu)點(diǎn)：

（1）波束指向靈活，能實(shí)現(xiàn)無(wú)慣性快速掃描，數(shù)據(jù)率高；

（2）一個(gè)雷達(dá)可同時(shí)形成多個(gè)獨(dú)立波束，分別實(shí)現(xiàn)搜索、識(shí)別、跟蹤、制導(dǎo)、無(wú)源探測(cè)等多種功能；

（3）目標(biāo)容量大，可在空域內(nèi)同時(shí)監(jiān)視、跟蹤數(shù)百個(gè)目標(biāo)；

（4）對(duì)復(fù)雜目標(biāo)環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)；

（5）抗干擾性能好。全固態(tài)相控陣?yán)走_(dá)的可*性高，即使少量組件失效仍能正常工作。

但相控陣?yán)走_(dá)設(shè)備復(fù)雜、造價(jià)昂貴，且波束掃描范圍有限，最大掃描角為90°～120°。當(dāng)需要進(jìn)行全方位監(jiān)視時(shí)，需配置3～4個(gè)天線陣面。

相控陣?yán)走_(dá)與機(jī)械掃描雷達(dá)相比，掃描更靈活、性能更可*、抗干擾能力更強(qiáng)，能快速適應(yīng)戰(zhàn)場(chǎng)條件的變化。多功能相控陣?yán)走_(dá)已廣泛用于地面遠(yuǎn)程預(yù)警系統(tǒng)、機(jī)載和艦載防空系統(tǒng)、機(jī)載和艦載系統(tǒng)、炮位測(cè)量、靶場(chǎng)測(cè)量等。美國(guó)“愛(ài)國(guó)者”防空系統(tǒng)的AN／MPQ-53雷達(dá)、艦載“宙斯盾”指揮控制系統(tǒng)中的雷達(dá)、B-1B轟炸機(jī)上的APQ-164雷達(dá)、俄羅斯C-300防空武器系統(tǒng)的多功能雷達(dá)等都是典型的相控陣?yán)走_(dá)。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，固體有源相控陣?yán)走_(dá)得到了廣泛應(yīng)用，是新一代的戰(zhàn)術(shù)防空、監(jiān)視、火控雷達(dá)。

相控陣?yán)走_(dá)有多神？

“宙斯盾”系統(tǒng)的核心就是SPY—1D相控陣?yán)走_(dá)，特別是它出眾的預(yù)警搜索能力和識(shí)別能力，仿佛給妄圖“獨(dú)立”的臺(tái)灣新領(lǐng)導(dǎo)人一根救命稻草，一把夢(mèng)幻的保護(hù)傘，而相控陣?yán)走_(dá)又再一次走進(jìn)國(guó)人的視線中。說(shuō)到相控陣?yán)走_(dá)或技術(shù)，大家可能很陌生，但如果說(shuō)起去年美國(guó)軍方關(guān)于中國(guó)如何監(jiān)測(cè)其隱型戰(zhàn)斗機(jī)的報(bào)道，大家可能就清楚了。用一大串電視接收天線來(lái)監(jiān)視天空，經(jīng)濟(jì)又有效，這就是最原始、最基礎(chǔ)的雷達(dá)，相控陣?yán)走_(dá)。

下面談一談雷達(dá)和相控陣?yán)走_(dá)的發(fā)展情況。

一、雷達(dá)及其分類(lèi)

雷達(dá)（Radar，即 radio detecting and ranging），意為無(wú)線電搜索和測(cè)距。它是運(yùn)用各種無(wú)線電定位方法，探測(cè)、識(shí)別各種目標(biāo)，測(cè)定目標(biāo)坐標(biāo)和其它情報(bào)的裝置。在現(xiàn)代軍事和生產(chǎn)中，雷達(dá)的作用越來(lái)越顯示其重要性，特別是第二次世界大戰(zhàn)，英國(guó)空軍和納粹德國(guó)空軍的“不列顛”空戰(zhàn)，使雷達(dá)的重要性顯露的非常清楚。雷達(dá)由天線系統(tǒng)、發(fā)射裝置、接收裝置、防干擾設(shè)備、顯示器、信號(hào)處理器、電源等組成。其中，天線是雷達(dá)實(shí)現(xiàn)大空域、多功能、多目標(biāo)的技術(shù)關(guān)鍵之一；信號(hào)處理器是雷達(dá)具有多功能能力的核心組件之 雷達(dá)種類(lèi)很多，可按多種方法分類(lèi)：

（1）按定位方法可分為：有源雷達(dá)、半有源雷達(dá)和無(wú)源雷達(dá)。

（2）按裝設(shè)地點(diǎn)可分為；地面雷達(dá)、艦載雷達(dá)、航空雷達(dá)、衛(wèi)星雷達(dá)等。

（3）按輻射種類(lèi)可分為：脈沖雷達(dá)和連續(xù)波雷達(dá)。

（4）按工作被長(zhǎng)波段可分：米波雷達(dá)、分米波雷達(dá)、厘米波雷達(dá)和其它波段雷達(dá)。

（5）按用途可分為：目標(biāo)探測(cè)雷達(dá)、偵察雷達(dá)、武器控制雷達(dá)、飛行保障雷達(dá)、氣象雷達(dá)、導(dǎo)航雷達(dá)等。

相控陣?yán)走_(dá)是一種新型的有源電掃陣列多功能雷達(dá)。它不但具有傳統(tǒng)雷達(dá)的功能，而且具有其它射頻功能。有源電掃陣列的最重要的特點(diǎn)是能直接向空中輻射和接收射頻能量。它與機(jī)械掃描天線系統(tǒng)相比，有許多顯著的優(yōu)點(diǎn)。例如、相控陣省略了整個(gè)天線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中個(gè)別部件發(fā)生故障時(shí)，仍保持較高的可*性，平均無(wú)故障時(shí)間為10萬(wàn)小時(shí)，而機(jī)械掃描雷達(dá)天線的平均無(wú)故障時(shí)間小于1000小時(shí)。下面主要介紹先進(jìn)的相控陣?yán)走_(dá)。

二、相控陣?yán)走_(dá)的概況

相控陣技術(shù)，早在30年代后期就已經(jīng)出現(xiàn)。1937年，美國(guó)首先開(kāi)始這項(xiàng)研究工作。但一直到50年代中期才研制出2部實(shí)用型艦載相控陣?yán)走_(dá)。60年代，美國(guó)和前蘇聯(lián)相繼研制和裝備了多部相控陣?yán)走_(dá)，多用于彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)，如美國(guó)的AN/FPS-

46、AN/FPS-85、MAR、MSR，前蘇聯(lián)的“雞籠”和“狗窩”等。這些都屬于固定式大型相控陣?yán)走_(dá)，其共同點(diǎn)：采用固定式平面陣天線，天線體積大、輻射功率高、作用距離遠(yuǎn)。其中美國(guó)的AN/FPS-85和前蘇聯(lián)的“狗窩”最為典型，70年代，相控陣?yán)走_(dá)得到了迅速發(fā)展，除美蘇兩國(guó)外，又有很多國(guó)家研制和裝備了相控陣?yán)走_(dá)，如英、法、日、意、德、瑞典等。其中最為典型的有：美國(guó)的AN/TPN-25、AN/TPQ-37和GE-592、英國(guó)的AR-3D、法國(guó)的AN/TPN-

25、日本的NPM-510和J/NPQ-P7、意大利的RAT-31S、德國(guó)的KR-75等。這一時(shí)期的相控陣?yán)走_(dá)具有機(jī)動(dòng)性高、天線小型化、天線掃描體制多樣化、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)。80年代，相控陣?yán)走_(dá)由于具有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，得到了更進(jìn)一步的應(yīng)用。在已裝備和正在研制的新一代中、遠(yuǎn)程防空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)中多采用多功能相控陣?yán)走_(dá)，它已成為第三代中、遠(yuǎn)程防空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的一個(gè)重要標(biāo)志。從而，大大提高了防空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)性能。在21世紀(jì)，相控陣?yán)走_(dá)隨著科技的不斷發(fā)展和現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)兵器的特點(diǎn)，其制造和研究將會(huì)更上一層樓。

三、相控陣原理

相控陣，就是由許多輻射單元排成陣列形式構(gòu)成的走向天線，各單元之間的輻射能量和相位關(guān)是可以控制的。典型的相控陣是利用電子計(jì)算機(jī)控制移相器改變天線孔徑上的相位分布來(lái)實(shí)現(xiàn)波束在空間掃描，即電子掃描，簡(jiǎn)稱(chēng)電掃。相位控制可采用相位法、實(shí)時(shí)法、頻率法和電子饋電開(kāi)關(guān)法。在一維上排列若干輻射單元即為線陣，在兩維上排列若干輻射單元稱(chēng)為平面陣。輻射單元也可以排列在曲線上或曲面上．這種天線稱(chēng)為共形陣天線。共形陣天線可以克服線陣和平面陣掃描角小的缺點(diǎn)，能以一部天線實(shí)現(xiàn)全空域電掃。通常的共形陣天線有環(huán)形陣、圓面陣、圓錐面陣、圓柱面陣、半球面陣等。綜上所述，相控陣?yán)走_(dá)因其天線為相控陣型而得名。

相控陣?yán)走_(dá)有相當(dāng)密集的天線陣列，在傳統(tǒng)雷達(dá)天線面的面積上目前可安裝一千多到兩千多個(gè)相控陣天線(F-22約有2000個(gè))，任何一個(gè)天線都可收發(fā)雷達(dá)波，而相鄰的數(shù)個(gè)天線即具有一個(gè)雷達(dá)的功能。掃描時(shí)，選定其中一個(gè)區(qū)塊(數(shù)個(gè)天線單元)或數(shù)個(gè)區(qū)塊對(duì)單一目標(biāo)或區(qū)域進(jìn)行掃描，因此整個(gè)雷達(dá)可同時(shí)對(duì)許多目標(biāo)或區(qū)域進(jìn)行掃描或追蹤，具有多個(gè)雷達(dá)的功能。由於一個(gè)雷達(dá)可同時(shí)針對(duì)不同方向進(jìn)行掃描，再加之掃描方式為電子控制而不必由機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)，因此資料更新率大大提高，機(jī)械掃描雷達(dá)因受限於機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)頻率因而資料更新周期為秒或十秒級(jí)，電子掃描雷達(dá)則為毫秒或微秒級(jí)。因而它更適於對(duì)付高機(jī)動(dòng)目標(biāo)。此外由於可發(fā)射窄波束，因而也可充當(dāng)電戰(zhàn)天線使用，如電磁干擾甚至是構(gòu)想中發(fā)射反相位雷達(dá)波來(lái)抵消探測(cè)電波等。

四、相控陣?yán)走_(dá)分類(lèi)

相控陣?yán)走_(dá)大體可分為兩大類(lèi)，即全電掃相控陣和有限電掃相控陣。全電掃相控陣又可稱(chēng)固定式相控陣，即在方位上和仰角上都采用電掃，天線陣是固定不動(dòng)的。有限電掃相控陣是一種混合設(shè)計(jì)的天線，即把兩種以上天線技術(shù)結(jié)合起來(lái)，以獲得所需要的效果，起初把相掃技術(shù)與反射面天線技術(shù)相結(jié)合，其電掃角度小，只需少量的輻射單元，因此可大大降低設(shè)備造價(jià)和復(fù)雜程度。

天線陣，根據(jù)掃描情況可分為相掃、頻掃、相／相掃、相／頻掃、機(jī)/相掃、機(jī)／頻掃、有限掃等多種體制。相掃系列利用移相器改變相位關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)波束電掃。頻掃是利用改變工作頻率的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)波束電掃。相/相掃是利用移相器控制平面陣兩個(gè)角坐標(biāo)實(shí)現(xiàn)波束電掃。相／頻掃是利用移相器控制平面陣一個(gè)坐標(biāo)而另一坐標(biāo)利用頻率變化控制來(lái)實(shí)現(xiàn)波束電掃．機(jī)/相掃是在方位上采用機(jī)掃、仰角上采用相掃。機(jī)／頻掃是在方位上采用機(jī)掃、仰角上采用頻掃。

五、相控陣?yán)走_(dá)的特點(diǎn)

相控陣?yán)走_(dá)之所以具有強(qiáng)大的生命力，因?yàn)樗鼉?yōu)勝于一般機(jī)械掃描雷達(dá)。它具有以下特點(diǎn)：

（1）能對(duì)付多目標(biāo)。相控陣?yán)走_(dá)利用電子掃描的靈活性、快速性和按時(shí)分割原理或多波束，可實(shí)現(xiàn)邊搜索邊跟蹤工作方式，與電子計(jì)算機(jī)相配合，能同時(shí)搜索、探測(cè)和跟蹤不同方向和不同高度的多批目標(biāo)，并能同時(shí)制導(dǎo)多枚導(dǎo)彈攻擊多個(gè)空中目標(biāo)。因此，適用于多目標(biāo)、多方向、多層次空襲的作戰(zhàn)環(huán)境。

（2）功能多，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)。相控陣?yán)走_(dá)能夠同時(shí)形成多個(gè)獨(dú)立控制的波束，分別用以執(zhí)行搜索、探測(cè)、識(shí)別、跟蹤、照射目標(biāo)和跟蹤、制導(dǎo)導(dǎo)彈等多種功能。一部相控陣?yán)走_(dá)能起到多部專(zhuān)用雷達(dá)的作用，如“愛(ài)國(guó)者”的一部多功能相控陣?yán)走_(dá)可以完成相當(dāng)于“霍克”和“奈基”－2型9部雷達(dá)的功能，而且還遠(yuǎn)比它們能夠同時(shí)對(duì)付的目標(biāo)多。因此，可大大減少武器系統(tǒng)的設(shè)備，從而提高系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)能力。

（3）反應(yīng)時(shí)間短、數(shù)據(jù)率高。相控陣?yán)走_(dá)可不需要天線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，波束指向靈活，能實(shí)現(xiàn)無(wú)慣性快速掃描，從而縮短了對(duì)目標(biāo)信號(hào)檢測(cè)、錄取、信息傳遞等所需的時(shí)間，具有較高的數(shù)據(jù)率。相控陣天線通常采用數(shù)字化工作方式，使雷達(dá)與數(shù)字計(jì)算機(jī)結(jié)合起來(lái)，能大大提高自動(dòng)化程度，簡(jiǎn)化了雷達(dá)操作，縮短了目標(biāo)搜索、跟蹤和發(fā)控準(zhǔn)備時(shí)間，便于快速、準(zhǔn)確地實(shí)施畦達(dá)程序和數(shù)據(jù)處理。因而可提高跟蹤空中高速機(jī)動(dòng)目標(biāo)的能力。

（4）抗干擾能力強(qiáng)。相控陣?yán)走_(dá)可以利用分布在天線孔徑上的多個(gè)輻射單元綜合成非常高的功率，并能合理地管理能量和控制主瓣增益，可以根據(jù)不同方向上的需要分配不同的發(fā)射能量，易于實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)旁瓣抑制和自適應(yīng)抗各種干擾，有利于發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)離目標(biāo)和小雷達(dá)反射面目標(biāo)（如隱形飛機(jī)），還可提高抗反輻射導(dǎo)彈的能力。

（5）可靠性高。相控陣?yán)走_(dá)的陣列組較多，且并聯(lián)使用，即使有少量組件失效，仍能正常工作，突然完全失效的可能性最小。此外，隨著固態(tài)器件的發(fā)展，格控陣?yán)走_(dá)的固態(tài)器件越來(lái)越多，甚至已生產(chǎn)出全固態(tài)兒控陣?yán)走_(dá)，如美國(guó)的?！皭?ài)國(guó)者”雷達(dá)，其天線的平均故障間隔時(shí)間高達(dá)15萬(wàn)小時(shí)，即使有10％單元損壞也不會(huì)影響雷達(dá)的正常工作。

當(dāng)然，相控陣?yán)走_(dá)不是十全十美的，也有其缺點(diǎn)。主要是造價(jià)貴，典型的相控陣?yán)走_(dá)比一般雷達(dá)的造價(jià)要高出若干倍。此外，相控陣?yán)走_(dá)對(duì)于短程彈道導(dǎo)彈的襲擊可以說(shuō)是無(wú)能為力，這也是美國(guó)及臺(tái)灣為什么擔(dān)心大陸方面在福建沿海部署東風(fēng)導(dǎo)彈的原因。而1991年，海灣戰(zhàn)爭(zhēng)期間，伊拉克用“飛毛腿”導(dǎo)彈襲擊以色列的時(shí)候，其“愛(ài)國(guó)者”導(dǎo)彈根本無(wú)法有效將其擊落，何況短短的臺(tái)灣海峽呢？

有源相陣控雷達(dá)和無(wú)源相陣控雷達(dá)的區(qū)別

區(qū)別就是無(wú)源是只有單個(gè)或者幾個(gè)發(fā)射機(jī)子陣原只能接收，而有源是每個(gè)陣原都有完整的發(fā)射和接收單元！機(jī)載雷達(dá)經(jīng)歷了從機(jī)械掃描形式到相控陣電子掃描，再到最新的保形“智能蒙皮”天線的發(fā)展過(guò)程，電子掃描雷達(dá)在作戰(zhàn)使用中的優(yōu)勢(shì)在哪里？未來(lái)的綜合式射頻（RF）傳感器系統(tǒng)的總體特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)是哪些？

近50多年來(lái)，機(jī)載雷達(dá)不斷采用新的技術(shù)成果，性能不斷提高，其中重要的有全向多脈沖射頻（MPRF）模式和高分辨率多普勒波束銳化（DBS）技術(shù)在雷達(dá)中的實(shí)際應(yīng)用。目前，由于在信號(hào)處理和砷化鎵微波集成電路領(lǐng)域技術(shù)的進(jìn)步，雷達(dá)作為戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)主傳感器的地位仍然會(huì)繼續(xù)保持下去。有源ESA的出現(xiàn)是技術(shù)上的又一進(jìn)步。它的每一個(gè)陣元中都有一個(gè)RF發(fā)射機(jī)和靈敏的RF接收機(jī)，在各個(gè)發(fā)射/接收（T/R）模塊內(nèi)都有一個(gè)功率放大器、一個(gè)低噪聲放大器和用砷化鎵技術(shù)制造的相位振幅控制裝置。有源ESA雷達(dá)技術(shù)放棄了傳統(tǒng)的中心式高功率發(fā)射機(jī)，除了具有無(wú)源相控陣?yán)走_(dá)的優(yōu)點(diǎn)外，還提高了能量的使用效率并具有自適應(yīng)波束控制、強(qiáng)抗干擾能力和高可*性等優(yōu)點(diǎn)。

西方國(guó)家第一代有源相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)接近定型的有美國(guó)裝備F-22和日本裝備FS-X的雷達(dá)。英、法和德國(guó)共同研制的AMSAR項(xiàng)目也確定使用先進(jìn)的有源相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)，為其后續(xù)的歐洲戰(zhàn)斗機(jī)雷達(dá)的升級(jí)改裝做準(zhǔn)備。從今天的角度來(lái)看，雷達(dá)技術(shù)未來(lái)的下一個(gè)發(fā)展方向是保形“智能蒙皮”陣列，它把有源ESA技術(shù)和多功能共用RF孔徑結(jié)合了起來(lái)，在天線陣元的安排上，與飛機(jī)機(jī)身的結(jié)構(gòu)巧妙地配合，實(shí)現(xiàn)寬波段和多功能。保形天線陣列有高性能的處理器并使用空-時(shí)自適應(yīng)處理技術(shù)有效地抑制了外部的噪聲、干擾和雜波并能以最優(yōu)化的方式來(lái)探測(cè)所感興趣的目標(biāo)。雖然有許多相關(guān)的技術(shù)問(wèn)題需要解決，但保形“智能蒙皮”技術(shù)并非是個(gè)不切實(shí)際的解決方案，預(yù)計(jì)在20～25年的時(shí)間內(nèi)就可以達(dá)到實(shí)用階段。

在10～15年內(nèi)，對(duì)戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)射頻傳感器（包括雷達(dá)）未來(lái)所執(zhí)行的任務(wù)來(lái)說(shuō)，最迫切的需要是增加功能、提高性能，并且還要注重經(jīng)濟(jì)性和可維護(hù)性。美國(guó)的“寶石路”計(jì)劃已經(jīng)證明，航空電子系統(tǒng)通過(guò)采用通用模塊、資源共享和傳感器的空間重構(gòu)（重構(gòu)的設(shè)備包括雷達(dá)、電子戰(zhàn)及通信-導(dǎo)航-識(shí)別等射頻傳感器）可以做到系統(tǒng)的造價(jià)和重量減小一半，而可*性提高三倍。它所確立的綜合模塊化航空電子的設(shè)計(jì)原則已用于JSF戰(zhàn)斗機(jī)的綜合傳感器系統(tǒng)（ISS）和多重綜合式射頻傳感器工程的設(shè)計(jì)中，歐洲類(lèi)似的用于未來(lái)戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)的綜合式射頻傳感器項(xiàng)目也正在實(shí)施。

第五篇：論文 相控陣?yán)走_(dá)天線的工作原理及應(yīng)用

相控陣?yán)走_(dá)天線的工作原理及其應(yīng)用

Xx（魯東大學(xué) 物理學(xué)院 09級(jí)物理一班 2xxxxxxxxxxxx）

摘要：本文應(yīng)用惠更斯菲涅耳原理以及平面衍射光柵原理簡(jiǎn)要的分析了相控陣?yán)走_(dá)天線的工作原理，并簡(jiǎn)要說(shuō)明了實(shí)際相控陣?yán)走_(dá)的工作原理及其優(yōu)點(diǎn)。最后舉例說(shuō)明了相控陣?yán)走_(dá)天線的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：相控陣；相位差；天線；

PHased array radar antenna working principle and its applicatio

LuHan

(Lu dong university Physics institute 09 level physics class20092312579)Abstract: this paper applied the huygensI型SAR天線為集中饋電的相控陣（下圖）。它工作于C頻段，峰值功率為5000W的波導(dǎo)窄片縫隙相控陣天線孔徑面積為15m×1.5m, 質(zhì)量300kg。方位方向上32個(gè)數(shù)字式鐵氧體移相器可靈活地改變天線的波束指向和形狀，使RadarsatП的天線陣面采用了T/R組件是一部接受和發(fā)射雙通道，幅度和相位皆能數(shù)字控制的多極化、超分辨成像的固態(tài)游園【2】 相控陣微帶天線。

Radarsat-I 的天線陣面

五、結(jié)束語(yǔ)

相控陣?yán)走_(dá)是當(dāng)今最先進(jìn)的軍事技術(shù)之一，在某種程度上來(lái)說(shuō)它影響了當(dāng)今新軍事技術(shù)革命的發(fā)展方向。雖然存在一些不足之處，但我們有理由堅(jiān)信：隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，建立在物理基石上的相控陣?yán)走_(dá)將會(huì)得到不斷的完善。在未來(lái)，不論是軍事斗爭(zhēng)上還是民用事業(yè)上，相控陣?yán)走_(dá)必定會(huì)發(fā)揮它不可替代的巨大作用。參考文獻(xiàn)：

【1】相控陣?yán)走_(dá)技術(shù) 張光義、趙玉潔 編著

【2】相控陣?yán)走_(dá)天線 束咸榮、何炳發(fā)、高鐵 著

【3】光學(xué)教程 第四版 姚啟鈞 原著 華東師大光學(xué)教材編寫(xiě)組改編