相控陣雷達的工作原理是什麼,相控陣雷達原理

時間 2021-08-30 10:54:16

1樓:廣西師範大學出版社

我們知道,蜻蜓的每隻眼睛由許許多多個小眼組成,每個小眼都能成完整的像,這樣就使得蜻蜓所看到的範圍要比人眼大得多。與此類似,相控陣雷達的天線陣面也由許多個輻射單元和接收單元(稱為陣元)組成,單元數目和雷達的功能有關,可以從幾百個到幾萬個。這些單元有規則地排列在平面上,構成陣列天線。

利用電磁波相干原理,通過計算機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行掃描,故稱為電掃描。輻射單元把接收到的回波訊號送入主機,完成雷達對目標的搜尋、跟蹤和測量。每個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。天線的單元數目越多,則波束在空間可能的方位就越多。這種雷達的工作基礎是相位可控的陣列天線,「相控陣」由此得名。

相位控制可採用相位法、實時法、頻率法和電子饋電開關法。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,能以一部天線實現全空域電掃。通常的共形陣天線有環形陣、圓面陣、圓錐面陣、圓柱面陣、半球面陣等。綜上所述,相控陣雷達因其天線為相控陣型而得名。

例如,美國裝備的「鋪路爪」相控陣預警雷達在固定不動的圓形天線陣上,排列著15360個能發射電磁波的輻射器和2000個不發射電磁波的輻射器。這15360個輻射器分成96組,與其他不發射電磁波的輻射器搭配起來。這樣,每組由各自的發射機供給電能,也由各自的接收機來接收自己的回波。

所以,它實際上是96部雷達的組合體。如果我們把通常的雷達稱作「個體戶」,那麼相控陣雷達就相當於一個「合作社」了。

2樓:冠興有瑞棋

就像蒼蠅的眼睛。。。採用固定的相控陣天線實現波束在空間電掃描的雷達。又稱電子掃描雷達,有相當密集的天線陣列,同時對許多目標或區域進行掃描或追蹤,具有多個雷達的功能可在空域內同時監視、跟蹤數百個目標;

相控陣雷達原理

3樓:神州明達無人機反制

有源相控陣雷達採用數量眾多的發射/接收模組,每一個輻射器都是一個發射/接收模組,每一個輻射器都自己產生和接收電波(這是有源與無源的區別,無源相控陣雷達只有一個**發射機和接收機,發射的能量由計算機分配到天線上的每一個輻射器。),而且採用電掃描方式。根據電掃方式,相控陣雷達大體可分為全電掃相控陣和有限電掃相控陣兩大類,全電掃相控陣又可稱固定式相控陣,即在方位上和仰角上都採用電掃,天線陣是固定不動的。

有限電掃相控陣是一種混合設計的天線,即把兩種以上天線技術結合起來,以獲得所需要的效果,起初把相掃技術與反射面天線技術相結合,其電掃角度小,只需少量的輻射單元,因此可大大降低裝置造價和複雜程度。天線陣,根據掃描情況可分為相掃、頻掃、相/相掃、相/頻掃、機/相掃、機/頻掃、有限掃等多種體制。相掃系列利用移相器改變相位關係來實現波束電掃。

頻掃是利用改變工作頻率的方法來實現波束電掃。相/相掃是利用移相器控制平面陣兩個角座標實現波束電掃。相/頻掃是利用移相器控制平面陣一個座標而另一座標利用頻率變化控制來實現波束電掃.機/相掃是在方位上採用機掃、仰角上採用相掃。

機/頻掃是在方位上採用機掃、仰角上採用頻掃。

4樓:匿名使用者

學過高中物理中的肯定知道「波的干涉」。相控陣雷達利用的其實就是電磁波的干涉,相控陣雷達天線上都有很多按規則排列的小的發射裝置,每個發射裝置會發射出經過調製的電磁波,通過控制每個發射裝置發出電磁波的相位,就能實現在不同區域上的電磁波有的振幅加強,有的振幅削弱,如果再通過計算機對每個發射裝置的相位統一進行控制,就可以實現電磁波加強的方位不斷變化,從而實現掃描和波形的變化。由於是採用電子控制,而免受機械掃描的限制,其掃描一次的時間大大縮短,精度和反應速度大大提升。

如果難以理解,樓主可以想想兩個波源的干涉,理解了這個,那多個波源的干涉也是同樣的道理。所謂「相控」就是「相位控制」的意思。實在不懂,可以查查波的干涉相關知識。

5樓:哈里魔術師

相控陣源於定向天線的一個性質,如果有很多沿著一個方向排列的定向天線,每個天線發射的時候延遲那麼一丁點,那麼最後合成的波瓣就會偏離中心法線,巨集觀上看,等於就是用相位就能控制發射波瓣的偏轉方向,這個比機械掃描快了不知道多少倍,而且沒有機械掃描的運動部件,非常適合使用在**上。

6樓:罱羽

雷達探測目標時,會有一定探測區域,稱為波束。可以簡單想象成手電筒的照射區域。為了具有高的訊雜比、解析度,要求波束窄,但是窄的同時會降低一些其他效能(很多東西都是矛盾的)。

這時候,相控陣雷達應運而生。將多個雷達按規則排列,將多個雷達的波束合成一個大的波束,這個波束會使訊雜比較高,解析度也能達到一個較好的值。具體公式推倒可以參考《天線原理》,各個版本都會講到相控陣。

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