舰载相控阵雷达
用于舰艇探测、目标识别的雷达
舰载相控阵雷达,由计算机控制阵列天线上各个辐射单元的馈电相位,通过改变雷达天线波束形状和指向实现扫描的舰载雷达。又称二维电子扫描雷达。
相控阵雷达采用无惯性的电子扫描,大大提高了扫描速度和灵活性,为实现雷达的高性能、多功能奠定了基础;能同时发现几百个目标,完成搜索、目标指示、飞机引导、多目标跟踪、导弹制导等多种功能,并向编队其他舰艇发送有关目标的实时数据;具有作用距离远、精度高、数据率高、自适应抗干扰、多目标处理能力等特点。1962年,美国首次将AN/SPS-32和AN/SPS-33相控阵雷达安装在“企业”号航空母舰和“长滩”号巡洋舰上,因功能较少,成本昂贵,结构复杂庞大,没有推广使用。随着电子计算机和微电子技术的发展,美国于1983年将新研制的AN/SPY-1相控阵雷达装备在“提康德罗加”号巡洋舰上,成为该级舰“宙斯盾”作战系统的核心,经改进并装备到其他一些大型水面舰艇上。90年代初,美国、俄罗斯一批现代的舰载相控阵雷达相继问世。中国海军在90年代末期也开始装备自行研制的舰载相控阵雷达。舰载相控阵雷达主要由平面阵列天线、波束控制器、发射机、接收机、信号处理器和控制设备等组成。①平面阵列天线。方位扫描范围一般限制在±45°内,舰载相控阵雷达通常采用4个呈多边形的阵面,每个阵面有几百到几千个辐射单元,安装在舰桥四壁上,单个阵面方位覆盖范围大于90°,可覆盖360°全方位。②波束控制器。控制辐射单元产生多个不同参数的扫描波束,分别完成搜索、跟踪、制导等多种功能,还能在几微秒或更短的时间内使波束指向变换到指定方向。③发射机。由多台发射机组合而成,能工作于不同的功率、脉冲宽度及重复频率,总发射功率可达数兆瓦。④接收机。由与接收阵元数量相对应的放大器等组成,对目标回波进行加工放大。⑤信号处理器。由多部高速计算机组成,产生发射机的激励波形,选择和处理回波信号,获取探测、跟踪和电子对抗所需要的十多种模式的信息,如搜索、跟踪、动目标显示、导弹指令及阻塞干扰探测等。按技术体制,相控阵雷达分为无源天线相控阵雷达和有源天线相控阵雷达。无源天线相控阵雷达用一个或几个高功率发射机,通过功率分配器激励天线阵面,天线阵面没有功率器件(即天线阵面是无源的)。有源天线相控阵雷达在天线阵面上的每个和数个辐射单元后均接有一个发射和接收功率放大器T/R组件),天线阵面上有数千个直接向空间辐射能量的功率源器件(即天线阵面是有源的)。两种体制相比,有源天线相控阵雷达,具有高可靠性、高灵活性、自适应抗干扰等鲜明特征,是集现代阵列理论、超大规模集成电路、高速计算机、先进固态器件及光电为一体的高新技术产物,充分体现了现代科学的发展水平。美国的AN/SPY-1舰载相控阵雷达及“朱迪眼镜蛇”(测量用)和俄罗斯的“天空哨兵”、CCB-501等都是有代表性的无源天线相控阵雷达。其中苏联的“天空哨兵”舰载相控阵雷达装备于“库兹涅佐夫”号航空母舰上,具有4个矩形平面阵,4个阵面完成360°范围覆盖,每个阵面有5100个辐射单元,使用6部数字计算机,可同时跟踪几十个甚至上百个目标,最大探测距离400千米。正在研制或装备的有源相控阵雷达有英国的MESAR、TRISAR(八角形三面阵)、TRIXSAR(双波段、三面阵),荷兰的EXPAR及加拿大、荷兰、德国联合研制的APAR(椭圆形四面阵)等。其中英国的MESAR有源相控阵雷达具有固定式4个阵面,每一阵面扫描90°,采用了砷化镓微波集成电路有源收发模块、数字波束形成、部分自适应阵列、数字脉压、可编程波形产生、可编程信号处理及光纤传输等新技术,能同时跟踪多达50个目标,并能有效对付饱和攻击和严重的电子干扰,雷达的最大探测距离可达几百千米。舰载相控阵雷达的发展趋势是:广泛采用砷化镓集成电路固态有源技术研制有源相控阵雷达,提高性能,减轻天线重量,降低成本。
发布者:中国军事百科全书编审室
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最新修订时间:2023-06-07 10:33
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