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相控陣?yán)走_(dá)的工作原理

2021/09/13
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硬件型號:Hypersen HPS-3D160雷達(dá)傳感器

系統(tǒng)版本:雷達(dá)傳感器系統(tǒng)

一般的雷達(dá)波束掃描是靠雷達(dá)天線的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)的,被稱為機(jī)械掃描。而相控陣?yán)走_(dá)是用電的方式控制雷達(dá)波束的指向變動來進(jìn)行掃描發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的。這種方式被稱為電掃描。相控陣?yán)走_(dá)雖然不能像其他雷達(dá)那樣靠旋轉(zhuǎn)天線來使電磁辦轉(zhuǎn)動,一個相位一個相位地進(jìn)行搜索。但它自有自己的“絕招”,那就是使用“移相器”來實現(xiàn)電磁瓣轉(zhuǎn)動。

在相控陣?yán)走_(dá)直徑為幾十米的圓形天線陣上,排列著上萬個能發(fā)射電磁波的輻射器,每個輻射器配有一個“移相器”,每個“移相器”都由電子計算機(jī)控制。當(dāng)雷達(dá)工作時,電子計算機(jī)就通過控制這些“移相器”,來改變每個輻射器向空中發(fā)射電磁波的“相位”,從而使電磁辦能像轉(zhuǎn)動的天線一樣,一個相位一個相位地偏轉(zhuǎn),從而完成對空搜索使命。例如,美國裝備的“鋪路爪”相控陣預(yù)警雷達(dá)在固定不動的圓形天線陣上,排列著15360個能發(fā)射電磁波的輻射器和2000個不發(fā)射電磁波的輻射器。這15360個輻射器分成96組,與其他不發(fā)射電磁波的輻射器搭配起來。這樣,每組由各自的發(fā)射機(jī)供給電能,也由各自的接收機(jī)來接收自己的回波。所以,它實際上是%部雷達(dá)的組合體。如果我們把通常的雷達(dá)稱作“個體戶”,那么相控陣?yán)走_(dá)就相當(dāng)于一個“合作社”了。

相控陣?yán)走_(dá)使用1個不動的天線陣面,就可以對120°扇面內(nèi)的目標(biāo)進(jìn)行探測,使用3個天線陣面,就能實現(xiàn)360°無間斷的目標(biāo)探測和跟蹤。“鋪路爪”就有3個固定不動的大型天線面陣,可以對360°范圍內(nèi)的目標(biāo)進(jìn)行探測,探測距離達(dá)5000公里。當(dāng)相控陣?yán)走_(dá)警戒、搜索遠(yuǎn)距離目標(biāo)時,雖然看不到天線轉(zhuǎn)動,但上萬個輻射器通過電子計算機(jī)控制集中向一個方向發(fā)射、偏轉(zhuǎn),即使是上萬公里外來襲的洲際導(dǎo)彈和幾萬公里遠(yuǎn)的衛(wèi)星,也逃不過它的“眼睛”。如果是對付較近的目標(biāo),這些輻射器又可以分工負(fù)責(zé),有的搜索、有的跟蹤、有的引導(dǎo),同時工作。每個“移相器”可根據(jù)自己擔(dān)負(fù)的任務(wù),使電磁辦在不同的方向上偏轉(zhuǎn),相當(dāng)于無數(shù)個天線在轉(zhuǎn)動,其速度之快非一般天線所能相比。正是由于這種雷達(dá)天線摒棄了一般雷達(dá)天線的工作原理,利用“移相器”來實現(xiàn)電磁瓣的轉(zhuǎn)動,人們給它起了個與眾不同的名字——相控陣?yán)走_(dá),代表著“相位可以控制的天線陣”的含義。


(圖片來源于互聯(lián)網(wǎng)

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