相控阵原理?

admin 泰里仪器网 2024-10-08 11:20 0 阅读

一、相控阵原理?

相控阵雷达的天线阵面由许多个辐射和接收单元(称为阵元)组成,单元数目和雷达的性能有关,可以从几百个到几万个。这些单元有规则地排列在平面上,构成阵列天线。

利用电磁波相干原理,通过计算机控制馈往各辐射单元电流的相位,就可以改变波束的方向进行扫描,故称为电扫描。

二、数字相控阵和模拟相控阵的区别?

。以下是它们之间的具体区别:

1.信号处理方式:

数字相控阵雷达采用数字化波束合成技术,通过对信号的数字化处理,实现波束的灵活切换和控制。这种处理方式使得数字相控阵雷达在系统灵活性和性能优化方面具有优势。

模拟相控阵雷达则采用传统的模拟合成技术,波束控制和切换较为固定,灵活性相对较低。

2.性能提升:

由于数字化程度的提高,数字相控阵雷达在性能上优于模拟相控阵雷达。数字相控阵雷达具有更快的处理速度、更高的分辨率和更强的抗干扰能力,能够更好地适应复杂多变的环境。

3.系统稳定性与可靠性:

数字相控阵雷达采用先进的数字化技术,系统稳定性较高,故障率较低。而模拟相控阵雷达由于采用传统技术,系统稳定性相对较低,可能受环境影响较大。

4.升级与维护:

数字相控阵雷达具备更好的升级潜力,随着技术的发展,可以不断引入新的功能和性能优化。模拟相控阵雷达升级相对困难,技术更新换代时,整套系统可能需要进行全面改造。

5.成本与功耗:

数字相控阵雷达的制造成本相对较高,但运行功耗较低;模拟相控阵雷达的制造成本较低,但运行功耗较高。

综上所述,数字相控阵雷达在性能、灵活性、稳定性和升级潜力等方面具有优势,相较于模拟相控阵雷达更为先进。然而,数字相控阵雷达的制造成本较高,可能在一定程度上限制了其应用范围。在实际应用中,根据需求和预算,可以选择适合的相控阵雷达类型

三、相控阵是什么?

相控阵即相位补偿(或延时补偿)基阵,它既可用以接收,也可用以发射。其工作原理是对按一定规律排列的基阵阵元的信号均加以适当的移相(或延时)以获得阵波束的偏转,在不同方位上同时进行相位(或延时)补偿,即可获得多波束。

其优点是,不必用机械转动基阵就可在所要观察的空间范围内实现波束的电扫描,非常方便灵活。同时,基阵的尺寸便可做得大一些以提高空间增益。

四、相控阵英文缩写?

根据题义,回答如下。

相控阵——英文 phase array ,可缩写为:PA.,或 ph. ar. 。

此词多用于相控阵雷达。

相控阵雷达——英文 phrase array radar ,可缩写为:PAR,或 ph. ar. ra. 。

相控阵雷达是相位控制电子扫瞄阵列雷达,利用大量个别控制的小型天线单元排列成天线阵面,每个天线单元都由独立的移相开关控制。

五、主动相控阵雷达和被动相控阵雷达的区别?

简单的说就是主动相控阵雷达上的每个单元模块既可以作为发射单元发射电磁波,也可以作为接收单元接收雷达的反射波,而被动相控阵雷达上,发射单元和接收单元的功能是分开的,由两种不同单元负责的。有源和无源相控阵雷达在功能上无太大区别,不过有源相控阵雷达结构重量轻,故障率低。所以现在的发展趋势还是有源相控阵雷达。

六、相控阵雷达材料?

砷化镓(GaAs)和氮化镓材料是有源相控阵雷达电子器件的主要材料,根据国内舰船类杂志的描述,中国驱逐舰052C上的346型雷达没有使用砷化镓,用的只是传统的硅双极管类的物质。砷化镓作为一种重要的半导体材料,属于Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体,闪锌矿型晶格结构的晶格常数5.65×10-10m,熔点1237℃,禁带宽度1.4电子伏,1964年就进入实用阶段。如果先进的052C至今没有采用,似乎不太可信,毕竟我们不能迷信国家的舰船类杂志。

具体到砷化镓的功用上,它可以制成电阻率比硅、锗高3个数量级以上的半绝缘高阻材料,用来制作集成电路衬底、红外探测器、γ光子探测器等,由于其电子迁移率比硅大5~6倍,在高速数字电路方面应用较广,具有高频、高温、低温性能好、噪声小、抗辐射能力强等优点。

此外,砷化镓还可以用于制作体效应器件,显示了它兼具多方面优的特质。但是,砷化镓尽管具有优越的性能,由于它在高温下分解,要生产理想化学配比的高纯的单晶材料,技术上要求比较高。

七、相控阵雷达读音?

相控阵雷达【xiàng kòng zhèn léi dá】,即相位控制电子扫描阵列雷达,其快速而精确转换波束的能力使雷达能够在1min内完成全空域的扫描。所谓相控阵雷达是由大量相同的辐射单元组成的雷达面阵,每个辐射单元在相位和幅度上独立受波控和移相器控制,能得到精确可预测的辐射方向图和波束指向。

雷达工作时发射机通过馈线网络将功率分配到每个天线单元,通过大量独立的天线单元将能量辐射出去并在空间进行功率合成,形成需要的波束指向

八、什么叫相控阵雷达?

普通雷达的波束扫描是靠雷达天线的转动而实现的,又称为机械扫描雷达。而相控阵雷达是用电的方式控制雷达波束的指向变化进行扫描的,这种方式被称为电扫描。

相控阵雷达虽然不能像其他雷达那样依靠旋转天线来使雷达波束转动,但它自有自己的“绝招”,那就是使用“移相器”来实现雷达波束转动。相控阵雷达天线是由大量的辐射器(小天线)组成的阵列(正方形、三角形等),辐射器少则几百,多则数千,甚至上万,每个辐射器的后面都接有一个可控移相器,每个移相器都由电子计算机控制。当相控阵雷达搜索远距离目标时,虽然看不到天线转动,但上万个辐射器通过电子计算机控制集中向一个方向发射、偏转,即使是上万千米外的洲际导弹和几万千米远的卫星,也逃不过它的“眼睛”。如果是对付较近的目标,这些辐射器又可以分工负责,产生多个波束,有的搜索、有的跟踪、有的引导。正是由于这种雷达摒弃了一般雷达天线的工作原理,人们给它起了个与众不同的名字———相控阵雷达,表示“相位可以控制的天线阵”的含义。

九、相控阵雷达天线作用?

一提起雷达,一般人总会想起那种网状天线旋转不停的样子。其实最近多已逐渐采用平板状的雷达天线,甚至有的雷达天线完全不动即能发挥其功能。

过去那种使用网状天线的雷达,有如手电筒一般,从一个光源(电波发射装置)发出的光,在反射镜上被反射而形成光束。

天线由于各种形状不同,能够根据雷达的主要目的而形成最适当的波束;(但是,现在有些雷达能够利用装在天线支持结构部的“抗流板”设备,在某种程度的范围内,使天线的形状造成变化,而产生数种不同的波束。使天线做功能性旋转,可以获得波束的指向)而当跟踪多种目标时,则将每次旋转所获得的数据加以贮存并显示出来。

与此相对,相控阵天线是由许多称为“移相器”的单元所形成。其各个构成要素都是一个小雷达,能发射波束的一小部分。但是,由于其电波的相位是一点一点加以错开,因此全体形成的波束在形状及指向方面,可以随心所欲。

由于相位的控制是利用电子方式,所以波束的形状与移动(我们称为扫描)能在瞬时完成。其时间是以微秒为单位计算。因此,天线不用旋转就能在相当的范围内利用波束的移动进行搜索;而且在实用上几乎可以同时跟踪多个目标。甚至,现在只需一种雷达就能包括过去所需的各种不同雷达的功能。

这种雷达的发明正好实现了雷达技术人员的梦想。例如,日本航空自卫队用来接替“胜利女神”J型地空导弹的“爱国者”防空导弹所使用的MPQ—53相控阵雷达,只要一部就能担任目标的搜索、捕捉、跟踪、识别,以及“爱国者”导弹的引导;而且只用一部雷达就能控制8坐导弹发射系统。如果是“胜利女神”系统的话,至少需要4种以上的雷达。

此外,相控阵雷达尚具有能够同时测定高度的三坐标功能,以及善于对付电子干扰等多项优点。但是另一方面,天线的设计相当不易,费用比传统型雷达高出4至10倍,这些缺点也是事实。

雷达的新技术还有:脉冲压缩技术、脉冲多卜勒技术等等。

十、相控阵雷达的历史?

相控阵雷达天线的理论出现于20世纪30年代,其后由于受微波器件的制约发展较为缓慢,直到二次世界大战初期美国海军研制成功了首部相控阵雷达线,但由于移相器件控制速度慢,与机械扫描雷达天线相比没有优势。直到20世纪50年代后期,由于对弹道导弹等髙速进攻性武器的防御和空间各种军事卫星的探测、监视和跟踪的要求,以及计算机技术、铁氧体技术以及半导体微波技术的发展推动了相控阵雷达天线的发展。比如林肯实验室就曾经对相控阵雷达进行全面深入研究;中期研制成功舰载相控阵雷达,安装在企业号航空母舰上;末期研制成功FPS-46相控阵雷达,60年代研制成功FPS-85相控阵雷达,开启了相控阵雷达新时代。

今年美国在相控阵雷达天线的研究方面最为成熟,在地面雷达、机载雷达、舰载雷达等方面均研制成功了相应的相控阵雷达天线。

中国近年来相控阵雷达技术发展迅猛,在最先进的数字相控阵雷达上我们和美国也有一拼:目前,只有世界上只有中国、美国能制造数字相控阵雷达,其他国家差的很远。而且仅有极个别飞机有这种雷达,例如:F22和F35的雷达就是数字相控阵雷达,不过这是小型的。中国最新预警上有中大型数字相控阵雷达,这是官方公开报道过的。

相控阵雷达天线的发展趋势

当今世界,科技迅猛发展,现代化战争方式对雷达提出了新的更具挑战性的要求,MEMS技术、GaN等宽禁带半导体技术将会将会对相控阵雷达的发展产生深远的影响。为了满足当前相控阵雷达的要求,目前相控阵雷达天线的发展呈现出有源化、数字化、宽带、毫米波、多功能、低成本的几大趋势。相控阵雷达的技术追赶,依然是目前中美军工角力场上的重头戏。

The End
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