字體：小 中 大 |
|
|
|
| 2011/07/04 12:32:25瀏覽873｜回應0｜推薦1 | |
每一個獨立的相控陣雷達發射接收單元，實際上都是一個獨立的雷達單元，也就是一個微型雷達。根據X波段的雷達特徵，這個單元的天線都有一定的直徑，不可能做得太小，否則無法發射和接收雷達信號。 首先說移相器和雷達照射距離之間的關係，由於每一個雷達單元的發射功率非常低，大約只有數瓦，YST的估計是正確的，不超過5瓦，遮也是一般低壓電路所能夠承受的電流壓力，如果要把發射功率做大，需要進行整個電路的擴容，擴容以後，電路在低壓大電流的條件下運行，需要非常粗的傳導銅線，整個雷達就會太重，並且非常容易發熱，不符合飛機的使用原則。所以一般的機載雷達單元的功率都不會做的太大，通常是2瓦左右。 一個2瓦左右的雷達的探測距離，只能到達百米級別，不可能超過公里級。這樣的話在飛機上完全無用。 看看移相器怎麼解決這個問題，我們先回顧一下我們學習過的正旋波的震幅疊加原理，就是說，如果有電磁波發射源接近的兩個發射源，它們的電磁波就會在傳播空間進行震幅疊加。大家知道每一個電磁波都是由波長，頻率，震幅，相位幾個因數組成，每一組雷達在設計的時候，就已經大致確定了雷達的電磁波的頻率範圍，這個頻率範圍跟天線尺寸有密切的關係，可以變化，但是範圍不大，在X波段工作的雷達電磁波的頻率變化範圍，理論上不超過6％，超過這個範圍，就需要重新設計天線。電磁波的波長只是跟頻率有關，震幅是唯一一個跟發射管功率有關的因數，根據Helmholtz方程式，震幅跟功率成正比，由於雷達波在從天線往外按照錐形輻射，形象一些，就像一個雪糕甜筒，不過錐形角很大，理論上可以到達180度，也就是半球面發射，但是實際上最佳角度不超過90度，勉強可以接近120度，遮也是為甚麼中國的空警2000最少需要三個相控陣雷達組的原因，勉強可以照射360度的全空域，最好是有四組，每組只是照射90度锥形空間。 我製作了一副圖，可以很好的解釋移相器在相控陣雷達中的工作原理。圖中是A,B,C,D,E五個並列的雷達組源，C在中央位置，A,B在C的上方，D,E在C的下方。從圖中可以看出，如果五個發射單元的相位不變，也就是說同時發射，那麼電磁波就會在中央位置，也就是C對出的位置進行疊加（疊加範圍我用粗線標出範圍），這個方位的電磁波，被加強了接近5倍，傳播的距離就大大增加了，也就是說，這個方向的照射距離被大大加強，但是具體距離並不是按照倍數增加，而是有一個衰減參數，這個參數跟發射角有關，如果發射角接近零度，也就是說，接近平行直線發射，這個時候的衰減參數接近1，發射角越大，衰減參數也越小。這就是為甚麼一個有源相控陣雷達，如果有成千上萬個單元，它的照射距離可以達到數百公里，甚至過千公里的原因。 我們再來看看電子掃描，如果圖中的五個發射單元，以C單元為中心，依照跟C單元的物理距離為提前和延後發射時間參數，因為發射時間的先後次序，表現為波形的相位差別，所以這個動作，叫做移相。如果按照C,B,A次序逐次延後發射，而同時按照C,D,E次序逐次提前，離開C點的物理距離越遠，延後和提前的時間越長，這時震幅疊加以後的電磁波就會沿著一定的方位角，從C往B,A方向偏轉，偏轉的角度，跟延後和提前的時間間隔同每個發射單元之間的物理距離d有關，反之，就會往C,D,E方向偏轉，這就是所謂的電子掃描。完全沒有機械參與其中。 YST對這個問題的描述非常準確，電子掃描的速度極快，跟計算機的處理速度有關。 說起來，這些理論上並不難，但是為甚麼世界上只有少數國家可以做出來呢？關鍵就在掃描電路的設計和製造，X波段工作在G赫茲頻率範圍，如果要對在工作在G赫茲範圍的頻率進行更加細微的相位控制，也就是需要把精度再提高兩到三個數量級，到達T赫茲的頻率，否則無法進行度，分，秒級別的偏轉角控制。不說別的，光是這個級別的震蕩石英晶體，你的工業水平不行，你都做不出來。因為這個級別的器件，都是戰略資源，誰也不會賣給你。 出處:漫談隱形戰機（XII）：有源相控陣雷達 - 天下縱橫談 - udn城市https://city.udn.com/3011/4663320?raid=4664156#rep4664156#ixzz1R6f8437c |
|
| ( 創作｜另類創作 ) |
