淺談雷達(dá)裝備分類及相控陣?yán)走_(dá)

馮知超　金渤然　赫榮越

摘 要：雷達(dá)是一項重要的技術(shù)，在軍事部門具有廣泛的用途，受到了各國軍事部門的關(guān)注。雷達(dá)是一種利用無線電波的反射來測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)就是依據(jù)此特性而應(yīng)運(yùn)而生的。在軍事防御中，雷達(dá)被稱作是守衛(wèi)祖國藍(lán)天的“千里眼”，是國家預(yù)警體系中最主要的傳感器。為了維護(hù)我國國家安全，雷達(dá)設(shè)備的發(fā)展將為防御類型和早期預(yù)警監(jiān)測預(yù)警探測變化，適應(yīng)需要進(jìn)攻和防御行動，從區(qū)域防空預(yù)警洲際警告，擴(kuò)大檢測面積和空間，提高遠(yuǎn)程預(yù)警監(jiān)控的能力。

關(guān)鍵詞：雷達(dá)；分類；相控陣?yán)走_(dá)

0 引言

雷達(dá)的基本概念最早于20世紀(jì)初出現(xiàn)。如果把整個武器裝備體系比作一個人，那么雷達(dá)就是人的“眼睛”，主要用于“看”空中和天空目標(biāo)，為各級作戰(zhàn)指揮機(jī)構(gòu)提供空、天預(yù)警探測情報信息；為空中進(jìn)攻、防空反導(dǎo)作戰(zhàn)和日常防空提供預(yù)警探測情報支援；為一體化聯(lián)合作戰(zhàn)提供戰(zhàn)場聯(lián)合預(yù)警監(jiān)視情報支援。雷達(dá)是隨著飛機(jī)用于戰(zhàn)爭而問世的。第一次世界大戰(zhàn)期間，一些西方國家為了抵御空襲，建立了對空觀察哨，僅僅靠目視和聽音機(jī)等簡易的方法發(fā)現(xiàn)敵機(jī)。隨著空襲兵器速度不斷增快，這種原始的預(yù)警方式難以滿足作戰(zhàn)的需要。但是直到第二次世界大戰(zhàn)前后，雷達(dá)才得到迅速發(fā)展。

激光雷達(dá)是傳統(tǒng)雷達(dá)技術(shù)與現(xiàn)代激光技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。激光問世后的第二年，即1961年，科學(xué)家就提出了激光雷達(dá)的設(shè)想，并開展了研究工作。在過去40年中，從最簡單技術(shù)激光測距、技術(shù)、逐步發(fā)展了這些激光測速和成像、激光成像等技術(shù)開發(fā)等各種用途、激光雷達(dá)系統(tǒng)具有多種功能。雷達(dá)種類很多

1 雷達(dá)分類

可按多種方法分類：

第一，按定位方法可分為：有源雷達(dá)、半有源雷達(dá)和無源雷達(dá)。

第二，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。

第三，按輻射種類可分為：脈沖雷達(dá)和連續(xù)波雷達(dá)。

第四，按工作被長波段可分：米波雷達(dá)、分米波雷達(dá)、厘米波雷達(dá)和其他波段雷達(dá)。

為了測定目標(biāo)的距離，雷達(dá)準(zhǔn)確測量從電磁波發(fā)射時刻到接收到回波時刻的延遲時間，這個延遲時間是電磁波從發(fā)射機(jī)到目標(biāo)，再由目標(biāo)返回雷達(dá)接收機(jī)的傳播時間。根據(jù)電磁波的傳播速度，可以確定目標(biāo)的距離公式為：S=CT/2

其中S為目標(biāo)距離，T為電磁波從雷達(dá)發(fā)射出去到接收到目標(biāo)回波的時間，C為光速

雷達(dá)測定目標(biāo)的方向是利用天線的方向性來實現(xiàn)的。通過機(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)要探測的方向，一旦發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，雷達(dá)讀出些時天線小事的指向角，就是目標(biāo)的方向角。兩坐標(biāo)雷達(dá)只能測定目標(biāo)的方位角，三坐標(biāo)雷達(dá)可以測定方位角和俯仰角。

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

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)散射截面積的大小）等因素有關(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。

第五，按用途可分為：目標(biāo)探測雷達(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。

雷達(dá)有一個特制的可以轉(zhuǎn)動的無線，它能向一定的方向發(fā)射不連續(xù)的無線電波。每次發(fā)射的時間約為百萬分之一秒，兩次發(fā)射的時間間隔大約是萬分之一秒，這樣，發(fā)射出去的無線電波遇到障礙物時，可以在這個時間間隔內(nèi)反射回來被無線接收。后來隨著微電子等各個領(lǐng)域科學(xué)進(jìn)步，雷達(dá)技術(shù)的不斷發(fā)展，其內(nèi)涵和研究內(nèi)容都在不斷地拓展。雷達(dá)的探測手段已經(jīng)由從前的只有雷達(dá)一種探測器發(fā)展到了紅外光、紫外光、激光以及其他光學(xué)探測手段融合協(xié)作。后來隨著微電子等各個領(lǐng)域科學(xué)進(jìn)步，雷達(dá)技術(shù)的不斷發(fā)展，其內(nèi)涵和研究內(nèi)容都在不斷地拓展。雷達(dá)的探測手段已經(jīng)由從前的只有雷達(dá)一種探測器發(fā)展到了紅外光、紫外光、激光以及其他光學(xué)探測手段融合協(xié)作。

當(dāng)代雷達(dá)的同時多功能的能力使得戰(zhàn)場指揮員在各種不同的搜索/跟蹤模式下對目標(biāo)進(jìn)行掃描，并對干擾誤差進(jìn)行自動修正，而且大多數(shù)的控制功能是在系統(tǒng)內(nèi)部完成的。

自動目標(biāo)識別則可使武器系統(tǒng)最大限度地發(fā)揮作用，空中預(yù)警機(jī)和JSTARS這樣的具有戰(zhàn)場敵我識別能力的綜合雷達(dá)系統(tǒng)實際上已經(jīng)成為未來戰(zhàn)場上的信息指揮中心。利用雷達(dá)可以探測飛機(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臺風(fēng)，雷雨，烏云。

2 相控陣?yán)走_(dá)

正如我們知道，蜻蜓的每只眼睛由不計其數(shù)個小眼組成，每個小眼都能成獨(dú)立的像，這樣就使得蜻蜓所看到的范圍遠(yuǎn)超人眼。與此類似，相控陣?yán)走_(dá)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(shù)目和雷達(dá)的功能有關(guān)，可以從幾百個到幾萬個。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，通過計算機(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，故稱為電掃描。輻射單元把接收到的回波信號送入主機(jī)，完成 雷達(dá)對目標(biāo)的搜索、跟蹤和測量。每個天線單元除了有天線振子之外，還有移相器等必需的器件。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。如果天線的單元數(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)和無源相陣控雷達(dá)的區(qū)別是就是無源是只有單個或者幾個發(fā)射機(jī)子陣原只能接收，而有源是每個陣原都有完整的發(fā)射和接收單元。

3 結(jié)語

經(jīng)過50年的艱苦奮斗，雷達(dá)行業(yè)已成為我國國防現(xiàn)代化建設(shè)和參與國民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場的一支威武之師，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。雷達(dá)是守衛(wèi)祖國藍(lán)天的“千里眼”，是國家預(yù)警體系中最主要的傳感器。同時，培養(yǎng)和造就了一支素質(zhì)高、能打硬仗的技術(shù)隊伍。但我們還應(yīng)清醒地看到，我國的雷達(dá)技術(shù)與裝備水平距發(fā)達(dá)國家還有一定的差距，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，為我國國防現(xiàn)代化事業(yè)作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張奇雯，劉忠義.淺談?wù)J知雷達(dá)[J].電腦知識與技術(shù)，2014（20）.

[2] 黎湘.范梅梅認(rèn)知雷達(dá)及其關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展[J].電子學(xué)報，2012，40（9）.

作者簡介：馮知超（1995—），男，吉林吉林人，沈陽理工大學(xué)本科在讀。

金渤然（1994—），男，遼寧阜新人，沈陽理工大學(xué)本科在讀。

赫榮越（1994—），男，遼寧丹東人，沈陽理工大學(xué)本科在讀。