相控雷達(dá)原理

相控陣?yán)走_(dá)是一種新型的有源電掃陣列多功能雷達(dá)。它不但具有傳統(tǒng)雷達(dá)的功能，而且具有其它射頻功能。有源電掃陣列的最重要的特點(diǎn)是能直接向空中輻射和接收射頻能量。它與機(jī)械掃描天線系統(tǒng)相比，有許多顯著的優(yōu)點(diǎn)。例如、相控陣省略了整個(gè)天線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中個(gè)別部件發(fā)生故障時(shí)，仍保持較高的可靠性，平均無(wú)故障時(shí)間為10萬(wàn)小時(shí)，而機(jī)械掃描雷達(dá)天線的平均無(wú)故障時(shí)間小于1000小時(shí)。下面主要介紹先進(jìn)的相控陣?yán)走_(dá)。

相控陣，就是由許多輻射單元排成陣列形式構(gòu)成的走向天線，各單元之間的輻射能量和相位關(guān)是可以控制的。典型的相控陣是利用電子計(jì)算機(jī)控制移相器改變天線孔徑上的相位分布來(lái)實(shí)現(xiàn)波束在空間掃描，即電子掃描，簡(jiǎn)稱電掃。相位控制可采用相位法、實(shí)時(shí)法、頻率法和電子饋電開(kāi)關(guān)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(diǎn)，能以一部天線實(shí)現(xiàn)全空域電掃。通常的共形陣天線有環(huán)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?yán)走_(dá)因其天線為相控陣型而得名。

火控雷達(dá)原理

火控雷達(dá)（ fire control radar）包含了雷達(dá)掃描系統(tǒng)和火力控制系統(tǒng)，是通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)武器系統(tǒng)的綜合有效利用的過(guò)程。一般在綜合武器平臺(tái)如飛機(jī)、軍艦（都攜帶多種可并發(fā)的武器）上使用?？梢袁F(xiàn)實(shí)獲取戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)和目標(biāo)的相關(guān)信息；計(jì)算射擊參數(shù)，提供射擊輔助決策；控制火力兵器射擊，評(píng)估射擊的效果。

火控雷達(dá)的作用是，在即將發(fā)射炮彈、導(dǎo)彈前對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)，以準(zhǔn)確把握其速度和位置。

火控雷達(dá)的特點(diǎn)是測(cè)量精度高（測(cè)角精度1~2mrad，測(cè)距精度幾米到十幾米），作用距離較近（通常15~50km），具有自動(dòng)跟蹤能力，截獲目標(biāo)后能不斷準(zhǔn)確給出目標(biāo)坐標(biāo)數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成武器的射擊諸元后，通過(guò)伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)火力武器的自動(dòng)瞄準(zhǔn)射擊。

火控雷達(dá)的出現(xiàn)，不僅使火控系統(tǒng)具有全天候防御能力，也大大提高了系統(tǒng)的防空效力和自動(dòng)化作戰(zhàn)能力。

火控雷達(dá)和相控雷達(dá)的區(qū)別

火控雷達(dá)和相控雷達(dá)主要區(qū)別是，性質(zhì)不同、特點(diǎn)不同、主要應(yīng)用不同，具體如下：

一、性質(zhì)不同

1、相控陣?yán)走_(dá)

即相位控制電子掃描陣列雷達(dá)，利用大量個(gè)別控制的小型天線單元排列成天線陣面，每個(gè)天線單元都由獨(dú)立的移相開(kāi)關(guān)控制，通過(guò)控制各天線單元發(fā)射的相位，就能合成不同相位波束。

2、火控雷達(dá)

是通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)武器系統(tǒng)的綜合有效利用的過(guò)程。

二、特點(diǎn)不同

1、相控陣?yán)走_(dá)

優(yōu)點(diǎn)：

①、波束指向靈活，能實(shí)現(xiàn)無(wú)慣性快速掃描，數(shù)據(jù)率高。

②、一個(gè)雷達(dá)可同時(shí)形成多個(gè)獨(dú)立波束，分別實(shí)現(xiàn)搜索、識(shí)別、跟蹤、制導(dǎo)、無(wú)源探測(cè)等多種功能。

③、目標(biāo)容量大，可在空域內(nèi)同時(shí)監(jiān)視、跟蹤數(shù)百個(gè)目標(biāo)。

④、對(duì)復(fù)雜目標(biāo)環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)。

⑤、抗干擾性能好。全固態(tài)相控陣?yán)走_(dá)的可靠性高，即使少量組件失效仍能正常工作。

缺點(diǎn)：

相控陣?yán)走_(dá)設(shè)備復(fù)雜、造價(jià)昂貴，且波束掃描范圍有限，最大掃描角為90°～120°。當(dāng)需要進(jìn)行全方位監(jiān)視時(shí)，需配置3～4個(gè)天線陣面。

2、火控雷達(dá)

優(yōu)點(diǎn)：

火控雷達(dá)一般都擁有較高的測(cè)量精度，配有距離和角度自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，能對(duì)目標(biāo)自動(dòng)進(jìn)行跟蹤，天線采用縱傾橫傾穩(wěn)定或波束指向校準(zhǔn)。通常根據(jù)探測(cè)雷達(dá)指示的目標(biāo)位置截獲目標(biāo)，并進(jìn)行自動(dòng)跟蹤。有的具有一定的搜索能力。

缺點(diǎn)：

由于一般的火控雷達(dá)都是主動(dòng)發(fā)射電磁波，因此容易暴露自身位置，成為對(duì)方攻擊和干擾的目標(biāo)。

三、主要應(yīng)用不同

1、相控陣?yán)走_(dá)

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(wàn)個(gè)能發(fā)射和接收電磁波的天線單元，每個(gè)天線單元配有一個(gè)“移相器”，每個(gè)“移相器”都由電子計(jì)算機(jī)控制。當(dāng)雷達(dá)工作時(shí)，電子計(jì)算機(jī)就通過(guò)控制這些“移相器”，來(lái)改變每個(gè)輻射器向空中發(fā)射電磁波的“相位”，從而使雷達(dá)波能像轉(zhuǎn)動(dòng)的天線一樣，完成對(duì)空搜索使命。

相控陣?yán)走_(dá)使用1個(gè)不動(dòng)的天線陣面，就可以對(duì)120度扇面內(nèi)的目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)，使用3個(gè)天線陣面，就能實(shí)現(xiàn)360度無(wú)間斷的目標(biāo)探測(cè)和跟蹤。“鋪路爪”就有3個(gè)固定不動(dòng)的大型天線面陣，可以對(duì)360度范圍內(nèi)的目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)，探測(cè)距離達(dá)5000公里。

2、火控雷達(dá)

一般在綜合武器平臺(tái)如飛機(jī)、軍艦（都攜帶多種可并發(fā)的武器）上使用?？梢袁F(xiàn)實(shí)獲取戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)和目標(biāo)的相關(guān)信息；計(jì)算射擊參數(shù)，提供射擊輔助決策，控制火力兵器射擊，評(píng)估射擊的效果。