微波新技術(shù)在現(xiàn)代相控陣?yán)走_(dá)中的應(yīng)用分析

孟凡偉

摘要：隨著應(yīng)用需求的不斷變化和發(fā)展，相控陣?yán)走_(dá)朝著超寬帶、多功能、高性能和高集成的方向發(fā)展，微波通訊技術(shù)作為雷達(dá)系統(tǒng)中的重要通訊方式，對(duì)于雷達(dá)的靈敏度影響較大。雷達(dá)系統(tǒng)中的火控、指導(dǎo)和偵察功能，都需要依托微波技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。除此之外，新技術(shù)的發(fā)展改變了傳統(tǒng)相控陣?yán)走_(dá)的單通道信號(hào)傳遞方式，實(shí)現(xiàn)了多通道通訊，顯著增強(qiáng)了雷達(dá)信號(hào)維度。新型的微波技術(shù)視角覆蓋的范圍更廣，通道構(gòu)成的類型更加多樣化。文章從現(xiàn)代相位控陣?yán)走_(dá)技術(shù)特點(diǎn)展開(kāi)討論，提出幾點(diǎn)有利于增強(qiáng)雷達(dá)技術(shù)在領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用效果的可行性措施。

關(guān)鍵詞：新技術(shù)；微波信號(hào)；相控陣?yán)走_(dá)；現(xiàn)代化

運(yùn)用微波新技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)寬帶檢測(cè)與信號(hào)跟蹤，在對(duì)運(yùn)動(dòng)物體升空跟蹤的過(guò)程中，能夠?qū)崿F(xiàn)更加精準(zhǔn)的相位控制利用。微波通訊技術(shù)在整機(jī)通訊階段中實(shí)現(xiàn)視距接力通信，在發(fā)射管成功率建設(shè)中，超高頻三四級(jí)管、功率行波管和功率速調(diào)管都能夠提高發(fā)射管的工作效率。微波通訊中的超視距散射通信技術(shù)，能夠憑借功率速調(diào)管和超高頻三四級(jí)管材料，實(shí)現(xiàn)最終的發(fā)射通信技術(shù)創(chuàng)新。在超視距散射通信整機(jī)實(shí)現(xiàn)中，利用發(fā)射管功率速調(diào)器實(shí)現(xiàn)超高頻三四級(jí)管的信號(hào)投遞。

1微波新技術(shù)在現(xiàn)代相控陣?yán)走_(dá)中的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)

微波新技術(shù)的滲透性比較好，能夠適應(yīng)現(xiàn)代相控陣?yán)走_(dá)的復(fù)雜使用環(huán)境，滿足雷達(dá)使用過(guò)程中的目標(biāo)多元化、任務(wù)多元化和環(huán)境復(fù)雜化的特點(diǎn)需要。在智能探測(cè)技術(shù)中運(yùn)用網(wǎng)格探測(cè)理論，能夠?qū)崿F(xiàn)雷達(dá)精準(zhǔn)定位和對(duì)于目標(biāo)的快速檢索分析。在相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)中運(yùn)用微波技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)極化控制的高效利用。在寬帶檢測(cè)與跟蹤過(guò)程中，開(kāi)發(fā)寬帶半導(dǎo)體技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的信號(hào)發(fā)射和接收回路建設(shè)。在提高信號(hào)傳播帶寬的前提下，有效地避免頻道信號(hào)接入不穩(wěn)定的情況。使用微波技術(shù)進(jìn)行雷達(dá)信號(hào)傳輸，其光端機(jī)傳輸方式能夠降低信號(hào)傳輸中的損耗率，并且微波技術(shù)電視信號(hào)傳輸系統(tǒng)具有保真度高的特點(diǎn)，其頻帶更寬，容量更大。除此之外，微波信號(hào)傳輸系統(tǒng)還具有抗電磁干擾的作用，不會(huì)出現(xiàn)傳統(tǒng)信號(hào)傳輸方式中出現(xiàn)的電磁泄漏的問(wèn)題。新型的相控陣位雷達(dá)信號(hào)傳輸網(wǎng)系統(tǒng)不僅能夠抗電磁干擾，還能夠安全保密，同時(shí)具有溫度穩(wěn)定性高的優(yōu)點(diǎn)。

2微波新技術(shù)在現(xiàn)代相控陣?yán)走_(dá)中的應(yīng)用分析

2.1遠(yuǎn)距離微波信號(hào)傳輸

遠(yuǎn)距離波導(dǎo)傳輸通信活動(dòng)中，毫米波管中0型返波管、反射速調(diào)管、行波管相互作用，能夠滿足超遠(yuǎn)距離的雷達(dá)定位信號(hào)傳輸?shù)男枰?/p>

其中，微波通信技術(shù)中的空軍通信系統(tǒng)，運(yùn)用超高頻三四極管技術(shù)，實(shí)現(xiàn)M型返波管的信號(hào)投遞。微波新技術(shù)具有較強(qiáng)的電子對(duì)抗實(shí)用價(jià)值，它能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)線電偵查工作的指令下達(dá)。寬頻程寬帶低噪音行波管和電壓調(diào)諧磁控管和0型返波管以及毫米波管能夠?qū)崿F(xiàn)有效的電子反干擾。在微波新技術(shù)的運(yùn)用過(guò)程中，可以通過(guò)性能比較實(shí)現(xiàn)雷達(dá)系統(tǒng)生存性能的有效開(kāi)發(fā)。采用新的技術(shù)途徑能夠在電子技術(shù)和微波光子技術(shù)中實(shí)現(xiàn)信號(hào)系統(tǒng)分離。其中，s波段的電子技術(shù)重量為1396/lbs，體積為577ft³，功率為8605W。微波光子技術(shù)中重量為636/lbs，體積為17.5ft²，功率為6100W。 UHF波段的電子技術(shù)重量為70/lbs，體積為9.1ft²，功率為185W。波段微波光子技術(shù)重量為30/lbs，體積為0.22ft²，功率為501W。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，微波光子技術(shù)比電子技術(shù)減少的重量比例為54.6%，體積減少比例為96.98%，功率減少比例為22.25%。微波光子技術(shù)與電子技術(shù)的具體比較如表1所示。

2.2數(shù)字微波站信號(hào)處理

采用數(shù)字微波站處理信號(hào)的方法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于上行信號(hào)的高效處理，不僅能夠完全監(jiān)控和遙測(cè)信號(hào)傳輸數(shù)據(jù)庫(kù)，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于下行信號(hào)通道的高效運(yùn)行處理。

下行信號(hào)通道在數(shù)字微波傳輸控制之下，能夠?qū)崿F(xiàn)相控陣?yán)走_(dá)信號(hào)濾波和頻率的自由變換。不僅能夠輕松實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大和解調(diào)，還能夠通過(guò)一定的加密手段實(shí)現(xiàn)信號(hào)的調(diào)制解調(diào)。在新型的圖像壓縮流程中，圖像損失幀的程度比較低。以配置DMA寫數(shù)組1，flag=1為例子。當(dāng)FLAG=1時(shí)，相應(yīng)的DMA的寫數(shù)組也為1，則數(shù)組2呈現(xiàn)出離散余弦變換的形態(tài)，并且數(shù)組2壓縮量化且呈現(xiàn)z變換。當(dāng)FLAG=2時(shí)，DMA寫數(shù)組為2，當(dāng)數(shù)組1呈現(xiàn)出離散余弦變換特征時(shí)，數(shù)組1出現(xiàn)量化并且z出現(xiàn)變換。在2個(gè)數(shù)組的信號(hào)能量轉(zhuǎn)化完畢之后，編碼工作基本完成，并且形成固定式的碼流，生成信號(hào)反饋。微波新技術(shù)在有源相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)中，能夠?qū)崿F(xiàn)信號(hào)系統(tǒng)的有效控制和顯示。在數(shù)據(jù)、信號(hào)處理的過(guò)程中，進(jìn)行T/R組件的激勵(lì)器研發(fā)，在波控計(jì)算機(jī)有源陣低壓電源中實(shí)現(xiàn)超寬帶陣列信號(hào)對(duì)應(yīng)。

2.3微波新技術(shù)功率密度分析

在GaAS和GaN參數(shù)對(duì)比的過(guò)程中，可以分析出微波新技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。通過(guò)對(duì)比輸出功率密度，GaAS功率密度為0.5～1.5W/mm，GaN信號(hào)為3～6W/mm。其中，GAAS工作電壓為5～20V，擊穿電壓為20～40V，而它的最大電流為0～0.5A/mm，其導(dǎo)熱系數(shù)為47W/M-K。GAN工作電壓為28～48v，擊穿電壓為100V以上，而它的最大電流為0～1A/mm，其導(dǎo)熱系數(shù)為390（z）/490（sic）。本文分析超寬帶陣列技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)，觀察超寬帶陣列技術(shù)在不同的段位下的應(yīng)用效果。

微波新技術(shù)背景下的雷達(dá)系統(tǒng)中，采用“薄”結(jié)構(gòu)的陣列信號(hào)排列方式，一些特殊需要的雷達(dá)站采用符合結(jié)構(gòu)重構(gòu)的信號(hào)陣列系統(tǒng)，提升了信號(hào)編碼傳遞的效率。并且，此時(shí)的相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)采用多路信號(hào)傳遞，效率比較高，信號(hào)通道較寬能夠避免在運(yùn)行中出現(xiàn)干擾信號(hào)。發(fā)展后期的雷達(dá)系統(tǒng)主要為數(shù)字波束形成的技術(shù)特點(diǎn)，有寬帶波形和特殊波形2種信號(hào)特點(diǎn)，這種信號(hào)寬帶較高的雷達(dá)運(yùn)作方式，信號(hào)支持面比較寬，能夠最大化地滿足50～500部信號(hào)接收機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)的工作需要。

2.4波控信號(hào)對(duì)接與布局控制

微波新技術(shù)下的雷達(dá)系統(tǒng)中，控制艙內(nèi)的波控主機(jī)對(duì)子陣波控進(jìn)行精準(zhǔn)布局控制。其中，微波信號(hào)中的子陣波控陣面布局中，子陣控制能夠?qū)崿F(xiàn)子陣延時(shí)控制、驅(qū)動(dòng)播放的功率實(shí)時(shí)檢測(cè)和T/R組件條件下的波控信號(hào)對(duì)接。

在微波信號(hào)技術(shù)系統(tǒng)之下，T/R組件波段控制中，組件控制能夠?qū)走_(dá)系統(tǒng)的運(yùn)行安全和質(zhì)量穩(wěn)定性進(jìn)行保護(hù)。微波新技術(shù)中的組件控制方法可以實(shí)現(xiàn)雷達(dá)過(guò)溫過(guò)壓保護(hù)。在T/R組件檢測(cè)中，實(shí)現(xiàn)雷達(dá)移向器控制，并且完成衰減器控制中的開(kāi)關(guān)控制。在光節(jié)點(diǎn)的采集過(guò)程中，技術(shù)人員通過(guò)OLT/分光器或者其他設(shè)備的應(yīng)用，提高了雙向光站的信號(hào)采集頻率。在用戶網(wǎng)分配的過(guò)程中，使用ONU/交換機(jī)或者是其他高新設(shè)備，滿足電纜回傳網(wǎng)絡(luò)對(duì)于信號(hào)采集反饋的需要，為傳輸網(wǎng)的回傳系統(tǒng)進(jìn)行通道優(yōu)化。在用戶端的技術(shù)建設(shè)中，采用CPE設(shè)備/終端設(shè)備和交互式STB/PA/智能終端控制系統(tǒng)，有利于實(shí)現(xiàn)用戶端與信號(hào)發(fā)射端傳輸質(zhì)量的提高，從而有效地降低信號(hào)損傷的效率。在微波信號(hào)的幅相檢測(cè)系統(tǒng)中，波控主機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于雷達(dá)子陣波控N運(yùn)行中的多路溫度檢測(cè)，完成雷達(dá)波控系統(tǒng)構(gòu)架中的多組矩陣開(kāi)關(guān)控制。

3微波新技術(shù)在相控陣?yán)走_(dá)中的應(yīng)用創(chuàng)新分析

在傳統(tǒng)雷達(dá)導(dǎo)引頭中進(jìn)行伺服系統(tǒng)的信號(hào)追蹤，在天線和差網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行本振接收機(jī)信號(hào)處理控制器的頻率跟蹤定位。

其中，射頻技術(shù)發(fā)展初期主要為多功能相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)，雷達(dá)系統(tǒng)的體積比較大，并且可操縱性比較差，在布局上存在著滲透性較差的特點(diǎn)。微波新技術(shù)服務(wù)于后期的射頻技術(shù)的發(fā)展，能夠組建效率更高的多功能相控陣?yán)走_(dá)網(wǎng)系統(tǒng)，從而提高信號(hào)傳遞的效率，增強(qiáng)相控雷達(dá)的可操作性，從而在低沉本條件下，實(shí)現(xiàn)輕型相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)的網(wǎng)格化布局。射頻技術(shù)發(fā)展的初期寬幅和特定射頻覆蓋局面中，采用“厚”陣列的信號(hào)排列方式，并且此時(shí)的相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)采用單路信號(hào)傳遞，效率比較低，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)干擾信號(hào)。發(fā)展初期的雷達(dá)系統(tǒng)主要為模擬波束形成的技術(shù)特點(diǎn)，有窄帶波形和標(biāo)準(zhǔn)波形2種信號(hào)特點(diǎn)，但是這種信號(hào)寬帶較低的雷達(dá)運(yùn)作方式，信號(hào)支持面比較窄，只能夠滿足1～5部信號(hào)接收機(jī)的工作需要。但是，使用微波新技術(shù)運(yùn)用與雷達(dá)系統(tǒng)的信號(hào)傳遞活動(dòng)，使用T/R組件雷達(dá)系統(tǒng)建設(shè)方式，能夠滿足復(fù)雜環(huán)境的定位和信號(hào)追蹤活動(dòng)的需要。

4結(jié)語(yǔ)

在無(wú)源相控陣無(wú)線信號(hào)中，雷達(dá)與導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)于微波新技術(shù)的運(yùn)用要求比較高。非微波整機(jī)實(shí)現(xiàn)中活動(dòng)目標(biāo)指示雷達(dá)中的磁控管、增幅管和穩(wěn)定頻率管都能夠?qū)崿F(xiàn)雷達(dá)信號(hào)的精準(zhǔn)控制。超視距雷達(dá)具有快速調(diào)頻的高功率短波發(fā)射管，利用毫米波雷達(dá)的毫米波磁控管信號(hào)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)反同勃磁控系統(tǒng)的有效控制。電子管磁控管系統(tǒng)的連續(xù)波小于500兆赫時(shí)，高工作性能比脈沖為2～8干兆赫之間，在低工作比脈沖2～8千兆赫條件下，能夠?qū)崿F(xiàn)微波信號(hào)的精準(zhǔn)采集，此時(shí)的雷達(dá)設(shè)備信號(hào)系統(tǒng)的故障率最低。