有源相阵控雷达和无源相阵控雷达的区别
区别就是无源是只有单个或者几个发射机子阵原只能接收,而有源是每个阵原都有完整的发射和接收单元!机载雷达经历了从机械扫描形式到相控阵电子扫描,再到最新的保形"智能蒙皮"天线的发展过程,电子扫描雷达在作战使用中的优势在哪里?未来的综合式射频(RF)传感器系统的总体特点和关键技术是哪些?
近50多年来,机载雷达不断采用新的技术成果,性能不断提高,其中重要的有全向多脉冲射频(MPRF)模式和高分辨率多普勒波束锐化(DBS)技术在雷达中的实际应用。目前,由于在信号处理和砷化镓、氮化镓微波集成电路领域技术的进步,雷达作为战术飞机主传感器的地位仍然会继续保持下去。有源ESA的出现是技术上的又一进步。它的每一个阵元中都有一个RF发射机和灵敏的RF接收机,在各个发射/接收(T/R)模块内都有一个功率放大器、一个低噪声放大器和用砷化镓、氮化镓技术制造的相位振幅控制装置。有源ESA雷达技术放弃了传统的中心式高功率发射机,除了具有无源相控阵雷达的优点外,还提高了能量的使用效率并具有自适应波束控制、强抗干扰能力和高可靠性等优点。
西方国家第一代有源相控阵雷达系统接近定型的有美国装备F-22和日本装备FS-X的雷达。英、法和德国共同研制的AMSAR项目也确定使用先进的有源相控阵雷达技术,为其后续的欧洲战斗机雷达的升级改装做准备。从今天的角度来看,雷达技术未来的下一个发展方向是保形"智能蒙皮"阵列,它把有源ESA技术和多功能共用RF孔径结合了起来,在天线阵元的安排上,与飞机机身的结构巧妙地配合,实现宽波段和多功能。保形天线阵列有高性能的处理器并使用空-时自适应处理技术有效地抑制了外部的噪声、干扰和杂波并能以最优化的方式来探测所感兴趣的目标。虽然有许多相关的技术问题需要解决,但保形"智能蒙皮"技术并非是个不切实际的解决方案,预计在20~25年的时间内就可以达到实用阶段。
在10~15年内,对战术飞机射频传感器(包括雷达)未来所执行的任务来说,最迫切的需要是增加功能、提高性能,并且还要注重经济性和可维护性。美国的"宝石路"计划已经证明,航空电子系统通过采用通用模块、资源共享和传感器的空间重构(重构的设备包括雷达、电子战及通信-导航-识别等射频传感器)可以做到系统的造价和重量减小一半,而可靠性提高三倍。它所确立的综合模块化航空电子的设计原则已用于JSF战斗机的综合传感器系统(ISS)和多重综合式射频传感器工程的设计中,欧洲类似的用于未来战术飞机的综合式射频传感器项目也正在实施。
“相控阵”即“相位控制阵列”的简称。顾名思义,天线是由许多辐射单元排列组成的阵列,各单元的馈电相位是可以灵活控制的。通常,这种雷达天线的辐射单元少的有几百,多的可达几千、甚至上万,每个单元都有一个可控移相器,通过控制这些移相器的相移量,来改变各单元间的相对馈电相位,从而改变天线阵面上电磁波的场分布,使雷达天线波束在空间按一定规则扫描,因此称为相控阵雷达。很明显,相控阵雷达与其他雷达的区别是它具有相控阵天线。
无源相控阵雷达是共用一个或几个高功率发射机,通过功率分配器激励阵列天线,通过组合器实现信号的接收。这类雷达的接收机和发射机与常规雷达雷基本相同。
有源相控阵雷达中,其射频功率通过阵列结构中的组件(有许多个)放大到辐射所需的电平,而且通常由阵列单元或子阵列中的某种功率“模块”(或称之为T/R模块)来实现。
从今后雷达的设计发展趋势来看,有源相控阵雷达将是一种优先的选择。
有源相控阵雷达是指每个单元独立收发,无源相控阵只有一组接收机和发射机,信号由计算机分配到每个辐射器,回波信号由接收机统一放大