雷达天线

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第6讲 雷达天线、雷达显示器

第6讲  雷达天线、雷达显示器
指挥控制显示:在综合显示的基础上显示我方的 指挥命令。

2.4 雷达显示器
雷达终端显示器主要包括:

距离显示器 B型显示器(平面显示器) E型显示器(高度显示器) 平面位置显示器 情况显示器和综合显示器




2.4.1 距离显示器
距离显示器主要显示目标距离,它可以绘出接收机输
出幅度和距离的曲线关系。
Ae a A
显然,波长一定时,天线增益与Ae和A都成正比。天线有效孔径体现为面积 的量纲,它与入射电磁波功率密度Pi相乘后即可得到天线的接收功率Pr, 即 Pr= Pi·Ae
2.3.1 天线的方向性和增益 3.天线辐射方向图 天线辐射的电磁能量在三维空间中的分布变时成相对(归一化)基础上 的曲线(曲面)时,称为天线辐射方向图,通常称为天线方向图。 天线方向图通常用 F , 表示,θ和φ表示方位角和俯仰角,电场强 度记为E( θ , φ ),Emax为最大辐射方向上的电场强度,则有
E ex Ex ey E y
其中 Ex Exm cos t kz x
E y E ym cos t kz y
极化是指电场强度E的矢量端在空间固定点上随时间的变化所描绘的轨迹。 1.若矢量端轨迹是一条直线,称该波为线极化波。 2.若矢量端轨迹是圆,称该波为圆极化波。 3. 若矢量端轨迹为椭圆,称该波为椭圆极化波。
2.3 雷达天线 雷达天线的参数:
(1)增益:天线将辐射能量集中照射在某个方向的能力。增益与天线的孔
径面积成正比,与工作波长的平方成正比。 (2)天线的有效孔径面积:雷达天线接收时,其收集目标回波的能力用天 线的有效孔径面积表示。大的有效孔径面积等效于高的天线增益。 (3)方向性:天线都具有方向性,即天线向不同方向辐射的功率密度不同,

雷达天线学习资料——精.doc

雷达天线学习资料——精.doc

雷达天线1雷达天线的简介雷达中用以辐射和接收电磁波并决定其探测方向的设备。

雷达天线具有将电磁波聚成波束的功能,定向地发射和接收电磁波。

雷达的重要战术性能,如探测距离、探测范围、测角(方位、仰角)精度、角度分辨力和反干扰能力均与天线性能有关。

雷达天线在空间聚成的立体电磁波束,通常用波束的水平截面图(即水平方向图)和垂直截面图(即垂直方向图)来描述。

方向图呈花瓣状,又称为波瓣图。

常规的天线方向图有一个主瓣和多个副瓣。

主瓣用于探测目标。

副瓣又称旁瓣,是无用的,愈小愈好。

雷达的战术用途不同,所要求的天线波束形状也不相同。

常规雷达的发射波束和接收波束是相同的,一些特殊体制的雷达,发射波束和接收波束不同。

脉冲雷达多数是发射和接收共用一个天线,靠天线收发开关进行发射和接收工作状态的转换。

有些雷达(如多基地雷达和连续波雷达),其发射天线和接收天线是分开的。

2雷达天线的种类雷达天线类型很多,按其结构形式,主要有反射面天线和阵列天线两大类。

按天线波束的扫描方式,雷达天线可分为机械扫描天线、电扫描天线和机电扫描结合的天线反射面天线由反射面和辐射器组成。

辐射器又称馈源、辐射元、照射器,它向反射面辐射电磁波,经反射形成波束。

典型的反射面天线是旋转抛物面天线,切割抛物面天线、抛物柱面天线、卡塞格伦天线、单脉冲天线、叠层波束天线、赋形波束天线和偏馈天线等多种形式。

机械扫描天线通过机械的方法驱动天线转动,实现天线波束在方位和仰角二维的扫描,扫描的速度较慢。

电扫描天线,天线固定不动,波束在方位和仰角二维的扫描,都是用电子技术控制阵列天线上各辐射单元的馈电相位或工作频率来实现,波束扫描的速度很快。

机电扫描结合的天线一般是方位扫描由机械驱动天线旋转进行,仰角扫描由电子技术控制各辐射单元的馈电相位或工作频率来实现,因此其方位扫描较慢, 仰角扫描很快。

有时也把机电扫描结合的天线叫一维电扫描天线。

雷达天线的主要性能指标雷达天线主要目的是更好地接受和发送数据,采用不同种类的天线拥有不同的指标,但雷达天线主要的性能指标有波瓣宽度、有效面积、增益、副瓣电平、极化方式、频带宽度、天线转速和抗风力等。

雷达天线原理

雷达天线原理

雷达天线原理引言:雷达(Radar)是一种利用电磁波进行探测和测距的技术。

而雷达天线作为雷达系统的核心组成部分,起着接收和发射电磁波的重要作用。

本文将介绍雷达天线的原理及其工作过程。

一、雷达天线的基本原理雷达天线的基本原理是利用电磁波与物体相互作用的特性,实现对目标的探测和定位。

雷达天线主要包括发射天线和接收天线两部分。

1. 发射天线:雷达系统通过发射天线向周围空间发射一定频率的电磁波。

发射天线将电能转换为电磁波能量,然后将其辐射到空间中。

发射天线的特性决定了雷达系统发射的电磁波的频率、功率和辐射方向等参数。

2. 接收天线:雷达系统的接收天线用于接收目标反射回来的电磁波信号。

接收天线将接收到的电磁波能量转化为电能,并通过接收机进行信号放大和处理。

接收天线的性能决定了雷达系统对目标反射信号的接收能力,包括接收灵敏度、方向性和波束宽度等参数。

二、雷达天线的工作过程雷达天线在雷达系统中起到了发射和接收电磁波的重要作用。

下面将介绍雷达天线的工作过程。

1. 发射过程:雷达系统通过发射天线向周围空间发射一定频率的电磁波。

发射天线产生并辐射出电磁波的过程中,会受到发射天线的结构和参数的影响。

发射天线的形状、尺寸和辐射功率等参数决定了电磁波的发射特性,如辐射方向性和波束宽度等。

2. 接收过程:雷达系统的接收天线用于接收目标反射回来的电磁波信号。

接收天线将接收到的电磁波能量转化为电能,并通过接收机进行信号放大和处理。

接收天线的性能决定了雷达系统对目标反射信号的接收能力。

接收天线的灵敏度、方向性和波束宽度等参数决定了雷达系统对目标的探测范围和精度。

3. 天线特性:雷达天线的性能指标主要包括天线增益、方向图、波束宽度和频率响应等。

天线增益是指天线辐射或接收电磁波的能力,方向图描述了天线在空间中的辐射或接收特性,波束宽度表示天线主瓣的角度范围,频率响应则是天线在不同频率下的工作特性。

4. 天线匹配:雷达天线的匹配是指将天线与雷达系统之间的阻抗进行匹配,以提高雷达系统的性能。

雷达天线

雷达天线

雷达天线(一)天线的功能、原理和参数1. 天线的功能●将发射机的输出集中在一个窄波束内,因此增加了波束内的功率密度。

用增益表示●匹配雷达传输线和传输媒介的阻抗●截获目标的回波能量。

用有效孔径衡量,与增益相关●使发射和接收波束转到指定的方向2、辐射能量在角度上的分布为了确定阵列辐射能量的分布,人们沿着一条圆弧移动场强计。

阵列由一行间隔很近的垂直辐射单元组成任意一点的场强取决于接收波的相对相位相对相位又取决于到各辐射单元的路程差零点的产生当场强计至7号辐射单元的距离比至1号辐射单元的距离大半个波长时,从它们接收的信号相互抵消。

该方向上场强为零旁瓣的产生当场强计到阵列两端的距离差接近1.5个波长时,只有3到10号辐射单元的信号相互抵消。

达到另一个峰值3. 天线参数•波束方向图:天线的发射和接收响应,它是偏离轴线的俯仰角和方位角的函数由天线的尺寸形状照射和频率决定• 波束宽度:主天线响应(主瓣)的角宽度,是长度、频率和照射的函数对电器特性的大天线,波束宽度与天线长度和波长有关为了抑制旁瓣,大的天线表面并不是均匀利用而是渐进照射,使得周边区域比中心使用效率低,因此有效尺寸比实际尺寸小• 有效口径:有效捕获电磁波的投影面积。

天线作为接收设备截获信号的面积。

随偏离天线轴线的方向变化。

一个有效的孔径指标通常是指在天线最大响应的方向。

由天线的投影面积和照射函数决定•增益:天线所指方向上能量集中程度的度量。

天线增益等于在某一特定方向上单位立体角内所辐射的功率与同样总功率在所有方向上即等方向均匀辐射时单位立体角内所辐射的功率之比• 辐射效率:天线总的接收功率中被辐射的(发射)或是转换到天线终端(接收)的部分• 旁瓣:主瓣以外其它方向的响应✓除了主瓣方向以外其它方向产生的响应✓以旁瓣的增益低于主瓣峰值增益的量(分贝表示)作为指标✓是EMI、ECM和杂波的主要进入通道天线的副瓣出现在所有方向上,甚至出现在后部,增加了雷达被敌方发现的敏感性和易受到干扰的脆弱性旁瓣缩减,旁瓣是由靠近孔径边缘部分的辐射产生的,因此可以利用照锥化低副瓣 aperture孔径• 场区:当离天线远处或近处观测时,描述天线的不同响应。

船用导航雷达 天线类型

船用导航雷达 天线类型

船用导航雷达天线类型
船用导航雷达的天线类型通常可以分为两大类,开阵天线和旋转天线。

开阵天线是指由多个小型天线组成的阵列,可以同时进行多波束扫描,具有较高的目标分辨率和抗干扰能力。

这种天线通常用于要求高精度导航和目标探测的船舶,如军舰和特种船舶。

旋转天线则是指安装在雷达旋转支架上的单一大型天线,通过旋转运动来完成对周围环境的全方位扫描。

这种天线结构简单,成本较低,适用于一般商用船舶和渔船等。

此外,根据雷达工作频率的不同,船用导航雷达的天线还可以分为X波段、S波段、C波段等不同频段的天线。

不同频段的天线在传输距离、穿透能力和抗干扰能力上有所差异,船舶根据自身的需求和预算选择合适的天线类型。

总的来说,船用导航雷达的天线类型多样,船舶可以根据自身的需求和实际情况选择合适的天线类型,以确保航行安全和导航精度。

雷达天线原理

雷达天线原理

雷达天线原理
雷达天线原理是指利用电磁波的特性,通过发射和接收电磁波来实现目标检测和跟踪的技术。

雷达天线一般由发射和接收两个部分组成。

发射部分通过雷达系统中的发射机产生并发射射频电磁波。

这些电磁波会经过一个射频滤波器和功率放大器,进一步加工和放大后,由天线系统辐射出去。

发射的电磁波通常是一束窄的波束,通过调整发射天线的指向来改变波束的方向。

接收部分由接收天线接收到目标散射回来的电磁波。

接收的电磁波会经过天线系统进入雷达系统中的接收机。

接收机在接收到信号后,会经过放大和滤波等处理,然后将信号传送至目标检测和跟踪系统进行进一步处理。

雷达天线的工作原理是基于电磁波的回波信号。

当发射的电磁波遇到一个目标,例如飞机或船只,部分电磁波会被目标散射回来。

接收天线收到回波信号后,将其传送至接收机进行处理。

接收机根据信号的幅度、相位和频率等特征判断目标的特性,如距离、速度、角度等,从而实现目标检测和跟踪。

雷达天线的性能对雷达系统具有重要影响。

天线的增益决定了发射和接收的效率,天线的波束宽度决定了目标的角分辨率,天线的指向性决定了波束的方向等。

因此,在设计和选择雷达系统时,需要考虑雷达天线的性能参数,以满足不同应用场景的要求。

毫米波雷达天线工作原理

毫米波雷达天线工作原理
毫米波雷达天线工作原理是利用毫米波频段的电磁波进行探测和测量的一种技术。

其工作原理主要包括以下几个方面:
1. 发射与接收毫米波信号:毫米波雷达天线通过发射器产生高频率的毫米波信号,并将其发射到探测区域中。

接收器负责接收从目标物体反射回来的毫米波信号。

2. 目标散射反射:当发射的毫米波信号遇到目标物体时,它们会被目标物体表面的不同结构和物性所散射和反射。

根据目标物体与雷达的相对运动,接收器能够接收到经目标物体反射的毫米波信号。

3. 毫米波信号处理:接收到的毫米波信号会被经过滤波器、放大器等电路进行处理和增强,以提高信号的可靠性和准确度。

4. 目标物体参数测量:通过分析接收到的毫米波信号的强度、频率、相位等各种参数的变化,可以获得目标物体的一些重要参数,如距离、速度、方位角等。

这些参数能够反映目标物体在探测区域内的位置和运动状态。

5. 数据展示与处理:处理后的目标物体参数数据可以通过显示器、计算机等设备进行展示和处理。

同时,根据特定的算法和模型,可以对目标物体进行识别和分类,实现更精细的目标分析和判别。

毫米波雷达天线工作原理的核心在于利用发射和接收毫米波信
号与目标物体交互作用的原理,通过测量和分析得到目标物体的相关信息。

这种技术在高精度测距、遥感探测、安全监测、交通导航、无人驾驶等领域具有广泛的应用前景。

雷达天线布局设计指南

引言:雷达天线布局设计是雷达系统设计中至关重要的一环,它直接决定了雷达系统的性能和功能。

本文将从概述、天线布局原则、天线布局设计步骤、常见布局方案和优化技术等方面进行详细阐述。

概述:雷达天线布局设计是为了实现雷达系统的感知和探测功能,通过合理的天线布局,实现最佳的探测范围、角度覆盖和目标跟踪。

布局设计应考虑信号的辐射和接收特性、天线之间的相互影响、电磁兼容性和机械设计等因素。

下面将详细介绍雷达天线布局设计的原则和步骤。

天线布局原则:1.最佳信号接收:天线应布局在可获得最佳信号接收强度和方向角的位置,避免遮挡物的影响,确保雷达系统的有效工作。

2.最小相互干扰:天线间的相互干扰会导致数据错误或丢失,布局时应考虑天线间的最小距离和方向,避免干扰。

3.平衡角度覆盖:天线布局应覆盖所需的角度范围,以实现目标的全方位探测。

4.电磁兼容性:天线的布局应避免电磁干扰或受到外部电磁场的干扰,保证雷达系统的正常工作。

5.机械设计:天线布局应考虑机械强度和稳定性,以适应各种恶劣环境条件。

天线布局设计步骤:1.分析需求:根据雷达应用场景的需求,确定雷达系统的工作范围、探测距离、探测角度和目标类型等参数。

2.地理环境分析:通过分析雷达系统所处的地理环境、地形地貌和遮挡物的分布,确定雷达的安装位置。

3.天线布局初始设计:根据需求和地理环境分析结果,进行初始的天线布局设计,包括天线的数量、位置和方向等。

4.仿真和优化:利用雷达系统仿真软件进行天线布局的仿真和优化,评估不同布局方案的性能指标,如覆盖范围、信号接收强度等。

5.最终设计:根据仿真和优化结果,进行最终的天线布局设计,确定具体天线的位置和方向,以满足雷达系统的性能指标。

常见布局方案:1.线性布局:将天线按照一条直线或弧线排列,适用于需要覆盖一定角度范围的场景,如航空雷达。

2.阵列布局:将多个天线按照特定的阵列形式布局,通过相位控制实现指向性和波束控制,适用于需要高精度目标探测的场景,如火控雷达。

雷达天线原理

雷达天线原理
雷达天线是雷达系统中的重要组成部分,其作用是发射和接收雷达信号。

雷达
天线的性能直接影响着雷达系统的探测能力和目标识别能力。

本文将介绍雷达天线的工作原理及其相关知识。

首先,雷达天线的基本原理是利用电磁波的辐射和接收。

当雷达系统工作时,
雷达天线会向周围空间发射一定频率和功率的电磁波,这些电磁波会在空间中传播,并与目标物体相互作用。

目标物体会对接收到的电磁波进行散射,部分散射波会返回到雷达天线处,雷达天线接收到这些散射波并将其转化为电信号,从而实现对目标物体的探测和测距。

其次,雷达天线的工作原理涉及到天线的辐射和接收特性。

天线的辐射特性包
括辐射方向图、辐射功率、辐射效率等,这些特性决定了天线的辐射性能和辐射范围。

而天线的接收特性包括接收灵敏度、接收增益、接收方向图等,这些特性决定了天线对散射波的接收能力和接收范围。

通过合理设计和优化天线的结构和参数,可以实现对不同频率和波束的辐射和接收,从而满足雷达系统对不同探测和测距需求。

此外,雷达天线的工作原理还涉及到天线的波束形成和指向控制。

波束形成是
指通过调节天线的相位和幅度分布,实现对辐射波束方向和形状的控制,从而实现对目标物体的定向辐射和接收。

指向控制是指通过调节天线的机械或电子扫描方式,实现对辐射和接收波束的定向指向,从而实现对目标物体的全向覆盖和搜索。

总之,雷达天线是雷达系统中至关重要的部分,其工作原理涉及到电磁波的辐
射和接收、天线的辐射和接收特性、波束形成和指向控制等方面。

通过深入理解雷达天线的工作原理,可以更好地设计和优化雷达系统,提高雷达系统的探测性能和目标识别能力。

雷达天线原理

雷达天线原理雷达天线是雷达系统中的重要组成部分,其工作原理直接影响着雷达系统的性能和性能。

雷达天线是用来发射和接收电磁波的装置,它的主要作用是将发射的电磁波转换成电磁信号,并将接收到的电磁信号转换成电信号。

雷达天线的设计和性能直接影响着雷达系统的探测范围、分辨率和灵敏度等重要性能指标。

雷达天线的工作原理主要包括发射和接收两个过程。

在发射过程中,雷达天线会将射频信号转换成电磁波并进行辐射,这就是雷达天线的发射功能。

而在接收过程中,雷达天线会将接收到的电磁波转换成电信号并传输给雷达接收机,这就是雷达天线的接收功能。

雷达天线的工作原理可以简单地概括为发射和接收两个基本功能。

雷达天线的性能主要由其频率、增益、波束宽度和极化等参数来描述。

频率是指雷达天线工作的频率范围,不同的频率范围对应不同的应用场景。

增益是指雷达天线将电磁波转换成电信号的效率,增益越高意味着雷达系统的探测范围越大。

波束宽度是指雷达天线辐射电磁波的范围,波束越窄意味着雷达系统的分辨率越高。

极化是指雷达天线发射和接收电磁波时的偏振状态,不同的极化状态对应不同的电磁波传播特性。

雷达天线的设计和制造是一项复杂的工程,需要考虑到电磁波传播、天线结构、材料特性等多个因素。

在雷达系统中,天线的性能直接决定了雷达系统的性能和性能。

因此,对雷达天线的研究和设计具有重要意义。

总之,雷达天线是雷达系统中的重要组成部分,其工作原理直接影响着雷达系统的性能和性能。

雷达天线的设计和性能主要由其频率、增益、波束宽度和极化等参数来描述,对雷达天线的研究和设计具有重要意义。

希望本文能够对雷达天线的工作原理有所帮助,谢谢阅读!。

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雷达天线
雷达用来辐射和接收电磁波并决定其探测方向的设备。

雷达在发射时须把能量集中辐射到需要照射的方向;而在接收时又尽可能只接收探测方向的回波,同时分辨出目标的方位和仰角,或二者之一。

雷达测量目标位置的三个坐标(方位、仰角和距离)中,有两个坐标(方位和仰角)的测量与天线的性能直接有关。

因此,天线性能对于雷达设备比对于其他电子设备(如通信设备等)更为重要。

主要参量雷达天线的主要参量有方向图、增益和有效面积。

方向图雷达天线具有一定形状的波束。

由于波束是立体的,常用水平截面的波束形状(即水平方向图)和垂直截面的波束形状(即垂直方向图)描述。

方向图呈花瓣状,故又称波瓣图(图1)。

常规方向图只有一个主瓣和多个副瓣。

副瓣电平通常低于主瓣20分贝以上,这样才可能用主瓣来分辨目标的方位和仰角。

主瓣半功率点(0.707场强点)间的宽度称为波束宽度。

增益雷达天线在最大辐射方向所辐射的功率与一假想的各向均匀辐射的天线在同一方向辐射的功率之比(其条件为两天线输入的功率相同)。

增益G 表示雷达天线在发射时聚束的能力。

有效面积雷达天线接收到的信号功率与来自最大辐射方向的信号的功率密度之比,即天线接收到的信号功率Pr=S×Ae。

式中S为信号功率密度;Ae为天线有效面积,表示雷达天线在接收时捕获空中信号的能力。

由互易定理可证明G=4πAe/λ2,式中λ为信号波长。

对一定形式的天线,天线有效面积Ae与实际几何面积A 成正比,即Ae=ηA。

式中η为利用系数,一般小于1。

雷达天线设计的主要问题是:①提高天线增益和有效面积,以加大雷达探测距离;②压低天线副瓣电平,以减小测向模糊和提高抗干扰能力;③提高波束扫描速率,以便能同时观察多个目标;④展宽天线系统工作频带,以提高反有源干扰的能力;⑤采用多种技术提高测角精度。

搜索雷达天线搜索雷达又称警戒雷达,用于及时发现远距离目标。

搜索雷达天线相当大,面积一般为数十至数百平方米。

探测距离达几千公里的预警雷达的天线面积可达几千或几万平方米。

这种天线有窄的水平波束(一度至十几度),借以得到一定的方位分辨力;有较宽的垂直波束,以得到较大的仰角覆盖(一般为30°~40°)。

搜索雷达有两种典型的天线:阵列天线和反射面天线。

阵列天线第二次世界大战初期的警戒雷达多工作在几十至几百兆赫的较低频率上,多采用阵列天线。

这种阵列天线由一些辐射单元(半波振子、全波振子或八木天线等)按一定间距(半波长到1~2个波长)排在一平面内,并按一定分布馈
电。

这种天线效率高,造价低。

辐射单元用半波振子(见对称天线)时带宽仅10%左右;而用全波振子作成的阵列天线带宽可达倍频程。

采用八木天线排阵时,风阻小,结构轻便,机动性高,但副瓣电平不易压低。

采用对数周期天线作为激励器的八木天线阵列,带宽也可达到倍频程。

反射面天线当雷达工作频率提高到吉赫以上时便须使用特殊形状的反射面天线,使辐射能量在方位面内聚束,形成一个窄波束,而在仰角面内则使辐射能量按一定要求散布在一定的范围内,使波束具有赋与的形状,故这种反射面天线又称赋形波束天线。

因为这种反射面不是旋转对称的,又称双弯曲反射面天线。

如覆盖范围按自由空间等高线设计的,称为余割平方天线,它的增益对仰角的变化关系是余割平方函数;为减少近距离地物杂波影响而加强高仰角增益的天线,则称为超余割平方天线。

抑制地物杂波更有效的办法是采用双波束技术,即在原馈源下面再放置一个接收馈源,产生一个指向高仰角的波束。

这个波束不但使地物杂波减少10~20分贝,同时能增强高仰角目标回波,从而改善雷达的近距离高空性能。

跟踪雷达天线跟踪雷达的天线在跟踪过程中连续地瞄准一个特定的目标。

当目标偏离瞄准轴线时,天线给出偏轴误差信号,使伺服系统驱动天线消除误差信号。

雷达天线
波束圆锥扫描技术在圆口径的抛物面天线(见反射面天
线)上,使馈源侧向偏离焦点,形成一个与瞄准轴成一定角度的波束。

然后,将馈源连续旋转,在空间形成圆锥形波束(图2)。

当目标在瞄准轴上时,所有回波脉冲幅度相同,无误差信号。

当目标偏离瞄准轴时,回波脉冲幅度产生起伏变化,形成与馈源旋转频率相同的交流误差信号。

交流误差信号的大小决定于目标偏离瞄准轴的角度;交流误差信号的相位则决定于目标偏离瞄准轴的方向。

单脉冲和差波束技术用两个形状相同、指向不同却又部分重叠的锐波束同时接收目标回波信号时,根据二波束收到的回波信号幅度差别可判别目标偏离瞄准轴的方向与大小。

这种方法在原理上能根据单次发射产生的回波信号判定目标偏离瞄准轴的方向和大小,故称为单脉冲技术。

为了避免两路接收通道不一致引起误差,可在馈电网络中把上述二波束合成另外两个波束,即和波束及差波束。

为了同时确定目标方位和仰角偏差,50年代初把四喇叭馈源置于抛物面焦点上,形成方位面内和仰角面内的差波束及公共的和波束,后来又研制出五喇叭、十二喇叭和其他多模馈源。

三坐标雷达天线在雷达天线连续旋转测量目标方位的同时,还能获得空中目标仰角全部信息的雷达,称为三坐标雷达。

这种雷达的天线有多种波束体制。

V形波束测高体制这是 40年代末出现的一种测高体制。

用两部天线分别产生常规直立的和倾斜45°的两个余割平方波束。

两天线同时旋转时,不同高度
的飞机被两波束扫过的时间差不同,从而可获得目标高度信息(图3)。

50年代末又出现两个反射体并成一体的V形波束测高雷达。

但是,这种体制在仰角面上无分辨力,而且时间差与目标速度和方向有关,后来未断续发展。

多波束体制在仰角面内用多个波束(6 ~12)叠接起来覆盖一定的仰角范围。

由于每个波束的位置和形状是确定的,任一仰角上的目标都会在几个相邻波束中产生回波。

比较这些回波幅度即可算出目标仰角(图4)。

这种天线多采用多馈源偏焦馈电的抛物面天线。

为了改善偏焦后的性能,反射面的焦距相对较长。

也可用阵列天线产生多波束。

频率扫描天线体制把很多辐射元排成一线,用一传输线依
次馈电形成串馈天线。

相邻辐射元间的传输线长度虽然固定不变,但输入信号频率变化时,相邻辐射元间相位差改变,即沿线源相位分布斜率改变,从而使波束方向在辐射元排列平面内发生变化。

这种由信号频率连续变化所引起的波束指向的连续变化,称为频率扫描。

为加大扫描角对频率的响应,传输线可使用蛇形波导或加载波导。

若信号在雷达发射脉冲内连续变频,这样每发射一个脉冲即对覆盖区域扫描一次,因此数据率高。

在三坐标雷达中,此法比较简单,造价较低。

一维相位扫描体制在一个平面内(一般是垂直面内)排列一串辐射元,每个辐射元都经过各自的移相器馈电(图5),控制移相器的相移即可在这一平面内得到一维波束扫描。

全固态器件的发展有利于这种体制的推广。

三坐标雷达垂直波束较窄,单纯相扫数据率不高,但若结合频扫技术和多波束技术,如使用几个不同频率信号在一部天线上实现多波束相扫,可以同时提高数据率和仰角覆盖范围。

相控阵雷达天线这种天线是固定不动的。

由阵列中每一有源阵元所连接的移相器按照两维扫描所需的相移指令来移相,则波束可在一定的立体角内灵活扫描。

相控阵天线的阵面多排列成圆形,以保持各向扫描特性的一致性并得到较低的副瓣。

相控阵阵元数量极大,为降低造价可采用疏稀技术,使有源单元数目减少到几分之一。

对相控阵可用馈线进行组合馈电,也可采用空间馈电(或称光学馈电)。

空间馈电又分为透射式和反射式两类。

相控阵的扫描范围一般为±45°~±60°。

为了减少垂直扫描范围,一般阵面上仰30°~45°;在方位面上使用三面或四面相控阵面才能得到 360°覆盖范围。

70年代中期又出现只用一个阵面就能得到全空域覆盖的圆顶相控阵。

相控阵与自适应技术相结合是今后研究重点之一。

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