相控陣雷達技術是以電子方式控制陣列天線中各輻射單元通道饋電信號的相位與幅度，實現天線波束指向與形狀快速變化的雷達技術。
基本介紹
- 中文名：相控陣雷達技術
- 分類：有源相控陣雷達技術與無源相控陣雷達技術
可分為有源相控陣雷達技術與無源相控陣雷達技術。典型的有源相控陣雷達天線中，每一天線單元通道內都有一個發射/接收組件，組件中包含發射信號功率放大器、接收信號低噪聲放大器、移相器、衰減器、射頻開關、波束控制器等。採用有源相控陣天線的雷達稱為有源相控陣雷達。包括相控陣列天線的設計理論，天線波束指向與形狀快速變化的實現方法，多波束形成方法，高功率發射信號的產生、放大和多通道接收信號的處理等技術。相控陣天線是天線口徑照射函式中的相位因子可進行電子控制的陣列天線，在每個天線單元上都設定一個移相器，在計算機控制下，可快速改變每個天線單元通道中信號的相位。其組成與原理是：簡單的發射和接收共用的線性相控陣天線，由N個按等間距排列的天線單元（又稱輻射器）組成。發射時，發射機輸出信號經功率分配網路分為N路信號，分別經過各天線單元通道中的移相器移相，補償各單元輻射信號在到達位於方向θ的目標時存在的時間差與相位差，使各單元輻射信號能同相相加，在該方向獲得天線波束最大值。接收時，N個天線單元收到的回波信號，分別通過移相器移相，補償來自目標方向的回波信號在到達各天線單元時存在的時間差與相位差，使各單元接收信號具有相同相位，經功率相加網路後實現同相相加，獲得最強信號，然後送雷達接收機。由頻率源與波形產生器生成的發射信號，經發射機放大和發射信號功率分配網路輸送至相控陣天線陣面。相控陣天線接收信號經功率相加網路，形成若干個接收波束，分別接入各自的通道接收機，然後送雷達信號處理機與數據處理計算機。波束控制分系統與雷達主控計算機是相控陣雷達所特有的組成部分。根據雷達主控計算機的指令，波束控制分系統實現天線波束指向與波束形狀的快速變化。相控陣雷達多目標跟蹤及邊搜尋邊跟蹤等工作方式也是在雷達主控計算機控制下實現的。如果在每一個天線單元通道中接入有源發射/接收（T/R）組件，如功率放大器、低噪聲放大器、混頻器等電路，則稱為有源相控陣天線。①天線波束指向可快速改變。②天線波束形狀可靈活變化。③信號功率可在空間進行合成。④易於形成多個天線波束。⑤易於實現空間濾波，提高雷達的抗干擾能力。⑥可實現“邊掃描邊跟蹤”、“掃描加跟蹤”等多種雷達功能。⑦具有穩定跟蹤多批高速運動目標的能力。⑧可合理利用雷達的功率與時間資源。⑨在單部發射機功率受限制的條件下，可以採用多部發射機獲得要求的特大功率，為提高雷達作用距離、測量精度和觀測包括隱身目標在內的各種低可觀測目標提供了技術基礎。⑩在雷達天線不轉動的條件下，可採用大孔徑天線，提高雷達的搜尋與跟蹤距離。相控陣雷達技術的發展可追溯到20世紀40年代，但快速發展卻是從60年代開始。為了應對新出現的洲際彈道飛彈和人造地球衛星帶來的威脅，迫切需要建成能夠探測高速飛行的衛星、彈道飛彈、誘餌等空間目標的雷達，雷達必須具有快速轉換天線波束指向、高速跟蹤多批目標、抗核衝擊波的能力；要求雷達作用距離在幾千千米以上，發射機的平均輸出功率必須達到幾百千瓦至1兆瓦量級。只有採用相控陣雷達技術方能滿足這些需求。美、蘇/俄等國彈道飛彈防禦系統中的早期預警雷達與飛彈制導雷達均為相控陣雷達。隨著相控陣雷達技術的發展，生產成本逐年降低，80年代以來各種戰術套用的相控陣雷達相繼出現。例如，美國、歐洲各種先進的第四代戰鬥機F-22、JSF等均已開始裝備機載有源相控陣火控雷達。此外，各種新的地基三坐標雷達、艦載三坐標雷達，火控雷達均改為相控陣雷達。發展趨勢是：①有源相控陣雷達技術。②寬頻相控陣雷達技術與多波段相控陣雷達技術。③共形相控陣雷達技術。④數字陣列雷達技術。⑤具有雷達、通信、電子對抗等多種功能的相控陣綜合射頻電子系統技術等。
發布者：中國軍事百科全書編審室
