雷达阵列天线介绍
雷达天线
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。
面向雷达和通信一体化应用的阵列天线设计简析
面向雷达和通信一体化应用的阵列天线设计简析摘要:随着科技的发展，雷达和通信一体化应用成为了现代通信和雷达领域中的重要发展趋势。
其中，阵列天线是实现雷达和通信一体化的重要手段之一。
在雷达和通信一体化应用中，阵列天线需要同时实现雷达探测、通信传输、数据处理等多个功能，而这些功能都需要以阵列天线为基础。
阵列天线作为一种重要的天线结构，具有较高的增益和方向性，能够满足雷达和通信一体化应用的需求。
关键词:；雷达通信；一体化应用；阵列天线；设计简析本文首先介绍了阵列天线的概念及特性，包括其结构、工作原理和性能指标。
接着，分析了雷达和通信一体化应用的需求，探讨了阵列天线在这一领域的应用前景。
然后，对阵列天线设计方法进行了详细分析，包括阵元配置、波束形成和信号处理等方面。
最后，通过实际应用实例的分析，验证了阵列天线在雷达和通信一体化应用中的有效性和可行性。
通过本文的研究，可以为相关领域的研究人员提供一定的参考和借鉴。
1.阵列天线的概念及特性阵列天线是一种由多个天线单元组成的天线系统，它们按照特定的排列方式连接在一起。
相比于传统的单个天线，阵列天线具有更高的增益和方向性，能够更好地接收和发送无线信号。
阵列天线的设计主要涉及到天线单元的选择、排列方式的确定以及天线间的耦合问题。
首先，天线单元的选择是阵列天线设计的关键之一。
天线单元的性能将直接影响整个阵列天线系统的性能。
在选择天线单元时，需要考虑天线的频率响应、增益、辐射图案等参数。
此外，天线单元之间的互相干扰也需要进行充分的考虑，以避免信号的干扰和失真。
其次，阵列天线的排列方式也是设计中需要注意的要点。
不同的排列方式将会对阵列天线的性能产生不同的影响。
常见的排列方式有线性排列、面阵排列等。
线性排列方式适用于狭窄的覆盖区域，而面阵排列方式适用于宽广的覆盖区域。
在确定排列方式时，需要综合考虑覆盖区域的大小、天线单元的数量以及成本等因素。
最后，天线间的耦合问题也是阵列天线设计中需要关注的方面。
雷达相控阵天线与扫描技术
雷达相控阵天线与扫描技术
雷达相控阵天线是一种由许多小型天线单元组成的天线阵列，
它们可以通过控制每个天线单元的相位和幅度来实现波束的电子扫描。
相控阵天线的主要优势在于它可以实现快速、精确的波束控制，从而提高雷达系统的灵活性和性能。
相控阵天线的扫描技术包括机械扫描和电子扫描。
机械扫描是
通过机械装置使整个天线阵列旋转或者倾斜，从而改变波束的方向。
这种方法已经过时，因为它的速度慢、可靠性低，而且难以适应现
代雷达系统对快速、多方向扫描的需求。
电子扫描是相控阵雷达的核心技术之一，它通过控制每个天线
单元的相位和幅度来实现波束的快速、精确控制。
相比机械扫描，
电子扫描具有更快的响应速度、更高的精度和更好的可靠性。
在电
子扫描中，天线单元的相位和幅度可以通过相控阵天线的控制单元
实现动态调节，从而实现对波束方向的灵活控制。
相控阵雷达的扫描技术还包括波束形成和波束跟踪。
波束形成
是指通过合成相位控制实现对波束方向和形状的控制，而波束跟踪
则是指通过不断调整相位控制来跟踪目标。
这些技术使得相控阵雷
达能够实现快速、精确的目标探测和跟踪，从而在军事、航空航天和气象等领域发挥重要作用。
总的来说，雷达相控阵天线与扫描技术的发展使得雷达系统具有了更高的灵活性、精度和可靠性，为各种应用领域带来了巨大的技术进步和应用前景。
第6讲 雷达天线、雷达显示器
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，
雷达物位计常见天线的种类及选型
雷达物位计常见天线的种类及选型1、棒式天线绝缘棒天线通常用聚四氟乙烯、聚丙烯等高分子材料制成，耐腐蚀性能较好，可用于强酸、碱等介质。
但微波发射角较大（约30°)，并且边瓣较多，对于罐内结构较复杂的情况，干扰回波会较多，信噪比小，精度较低。
但易于清洗，常用于测量运行条件较好、口径较大、测量范围小的槽罐和腐蚀性介质。
如果被测介质易挥发冷凝，最好选择棒形天线或水滴型天线；如嘉可自动化仪表生产的JKRD型雷达物位计，适合于测量腐蚀性介质，工作压力可达1.6MPa，被测介质温度可达200℃。
2、喇叭口天线锥形喇叭天线的发射角与喇叭直径及频率见表1。
在同频率下，喇叭直径越大，发射角越小，如果是高频雷达料位计，发射角就更小，准确度更高。
如嘉可自动化仪表的JKRD型雷达物位计，测量精度可达±1mm。
许多缓冲罐、储罐、反应罐等都选用这类天线，但这类天线不适用于腐蚀性介质的测量。
大多数经济型雷达物位计都采用5.8GHz或6.3GHz的微波频率，其发射角较大，容易在容器壁或内部构件上产生干扰回波。
虽然喇叭天线增大可以减小发射角，但体积增大，安装不便，而且改善有限。
采用高频率的雷达，如嘉可自动化仪表的JKDR (26GHz）雷达物位计，发射角可以到8°，这样即使在测量狭长的料罐物位时，也能有较高的测量精度。
如果用于大量程的测量场所选大喇叭口天线雷达物位计，小的喇叭天线则适用于小型容器。
如果被测介质流动性较差并有挂料现象，那么选择喇叭或棒状雷达物位计。
3、抛物面天线这是最近推出的新型天线，多用在高频发射的雷达，由于其发射角只有7°，非常适合测量精确目标和饶过障碍物进行测量。
但其天线尺寸大，如果用X波段，直径达Φ454mm，开孔尺寸要大于500mm，安装使用不太方便。
4、平面天线平面天线采用平面阵列技术，即多点发射源，与单点发射源相比，由于测量其于一个平面，而不是一个确定的点，配合相应电子线路，可使雷达物位计的测量精度达±1mm，可用于储罐精密计量，主要用于计量级雷达物位计。
天线阵列在雷达系统中的应用研究案例分析
天线阵列在雷达系统中的应用研究案例分析一、引言雷达系统作为一种重要的探测和监测工具，在军事、民用等领域都发挥着关键作用。
天线阵列技术的引入，为雷达系统的性能提升带来了新的机遇和挑战。
二、天线阵列的基本原理天线阵列是由多个天线单元按照一定的规则排列组成的系统。
通过合理控制每个天线单元的激励电流或电压，可以实现波束的形成、扫描和控制。
其基本原理基于电磁波的干涉和叠加。
在天线阵列中，每个天线单元都会辐射出电磁波。
当这些电磁波在空间中相遇时，会发生干涉现象。
通过调整天线单元之间的间距、相位和幅度等参数，可以使得电磁波在特定方向上相互增强，形成较强的波束；而在其他方向上相互削弱，从而实现波束的指向性控制。
三、天线阵列在雷达系统中的优势（一）提高分辨率天线阵列可以通过增加天线单元的数量和优化排列方式，有效地提高雷达系统的角度分辨率和距离分辨率。
这使得雷达能够更精确地分辨目标的位置、形状和尺寸。
（二）增强抗干扰能力通过灵活调整波束的方向和形状，天线阵列可以有效地抑制来自特定方向的干扰信号，提高雷达系统在复杂电磁环境下的工作能力。
（三）实现快速波束扫描与传统的机械扫描雷达相比，天线阵列可以通过电子控制方式实现快速的波束扫描，大大缩短了雷达对目标的搜索和跟踪时间。
（四）增加系统的可靠性天线阵列中的多个天线单元可以互为备份，当部分单元出现故障时，系统仍能保持一定的工作性能，提高了雷达系统的可靠性和稳定性。
四、应用案例分析（一）机载预警雷达在机载预警雷达中，天线阵列通常安装在飞机的机头或机背上。
通过采用相控阵技术，可以实现对大范围空域的快速扫描和多目标跟踪。
例如，美国的 E-3 预警机上的 AN/APY-1/2 雷达，其采用的天线阵列能够同时监测数百个目标，并引导己方战机进行作战。
在这种应用中，天线阵列需要克服飞机飞行时的振动、气流影响以及对低可观测目标的探测等难题。
通过采用先进的信号处理算法和优化的天线设计，有效地提高了雷达的性能。
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。
相控阵雷达的基础知识
相控阵雷达的基础知识相控阵雷达，即采用相控阵天线的雷达，是一种先进的雷达系统。
其基础结构和功能如下：1.相控阵雷达的天线阵列是由上千个天线单元组成的，这些天线单元可以收发雷达波。
任何一个天线都可以收发雷达波，而相邻的数个天线即具有一个雷达的功能。
2.在扫描时，选定其中一个区块（数个天线单元）或数个区块对单一目标或区域进行扫描，因此整个雷达可同时对许多目标或区域进行扫描或追踪，具有多个雷达的功能。
3.由于一个雷达可同时针对不同方向进行扫描，再加之扫描方式为电子控制而不必由机械转动，因此资料更新率大大提高，机械扫描雷达因受限于机械转动频率因而资料更新周期为秒或十秒级，电子扫描雷达则为毫秒或微秒级。
因而它更适于对付高机动目标。
4.相控阵雷达采用的是电子方法实现波束无惯性扫描，因此也叫电子扫描阵列（ESA），它的波束方向可控、扫描也灵活，并且增益也可以很高。
5.相控阵雷达的波束指向始终与等相位面垂直，而等相位面由阵元间的馈相关系确定。
因此在各个阵元都是等幅馈电情况下，线性阵的波束方向图函数为sinc函数。
可以通过阵因子来计算相控阵波束宽度。
6.相控阵雷达的波束宽度与扫描角θB的关系：当扫描的最大角度为θmax时，为了不出现删瓣，阵元间距d和波长λ需要满足关系，也就是说当阵元间距小于半波长时，即使扫描到90°都不会出现删瓣。
7.相控阵雷达具有功能多、机动性强的特点。
它不需要天线驱动系统、光束指向灵活，能实现无惯性的扫描，从而缩短目标信号检测时间，如信息的传播需要时间，高数据率。
相控阵雷达是一种先进的雷达系统，具有高精度、高更新率、多功能和机动性强的特点。
这些特点使得相控阵雷达在军事和民用领域都有着广泛的应用前景。
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■开课目的“阵列天线分析与综合”是电子信息工程专业电磁场与微波通信方向的专业选修课程。
课程的任务是使学生掌握阵列天线的基本理论、基本分析与综合方法，掌握单脉冲阵列、相控阵扫描天线的基本理论和概念、以及阵列天线的优化设计思想，培养学生分析问题和解决问题的能力，为今后从事天线理论研究、工程设计和开发工作打下良好的基础。
■课程要求●约有五次作业●考核平时成绩占20％。
包括平时作业，出勤情况。
期末考试成绩占80％(一页纸开卷)雷达阵列天线简介1、“AN/SPY—1”S波段相控阵雷达是海军“宙斯盾”(Aegis)武器系统中的一部分，由RCA公司研制。
它有四个相控阵孔径，提供前方半空间很大的覆盖范围。
接收时它使用带68个子阵的馈电系统，每个子阵包含64个波导辐射器，总共有68×64＝4352个单元。
发射时，子阵成对组合，形成32个子阵，每个子阵128个单元，总共32×128＝4096辐射单元。
移相器为5位二进制铁氧体移相器，直接向波导辐射器馈电。
为了避免相位量化误差引起的高副瓣电平，后来移相器改为7位二进制移相器，合成的相控阵由强制馈电功分网络馈电，辐射单元也改为4350个，单脉冲的和、差波瓣及发射波束均按最佳化设计。
AN/SPY—1天线正在进行近场测试(RCA公司电子系统部提供)目前该系统安装在导弹巡洋舰上导弹巡洋舰上的AN/SPY—1系统2、爱国者(PATRIOT)多功能相控阵雷达是Raytheon公司为陆军研制的一种多功能相控阵雷达系统。
其天线系统使用光学馈电的透镜阵列形式。
和差波瓣分别通过单脉冲馈源达到最佳。
孔径呈圆形，包含大约5000个单元，采用4位二进制铁氧体移相器和波导型辐射器单元。
它安装在车辆上，并可平叠以便于运输。
爱国者多功能相控阵雷达天线(Raytheon公司提供)3、机载预警和控制系统(AW ACS)世界上第一个具有超低副瓣的作战雷达天线是由西屋电气公司为AWACS 系统研制的。
它取得成功后，便有很多产品紧随其后，而且常常得到比规定的副瓣电平还要低的副瓣。
AWACS雷达天线是波导窄边缝隙阵列，有4000多个缝隙单元。
该系统可用于空中监视的预警机，如下图所示。
它在可一起转动的圆形天线罩内做机械旋转，在垂直面上用28个铁氧体精密移相器实现相控扫描。
AWACS预警机雷达天线波导窄边缝隙阵列(西屋公司提供)4、电子捷变雷达西屋电气公司以前为机载应用研制了这种X波段相控阵雷达。
后来此系统演化为B1－B轰炸机上的AN/APQ—164雷达，如下图所示。
该图显示正在装配的这种雷达天线，它有1526个圆波导口辐射单元，组成的阵列为椭圆形孔径，每个单元都带有可逆铁氧体移相器，可以实现空间二维扫描。
该系统有形成波束变化的灵活性，其口径相位的变化可以实现尖锐的笔形波束、余割平方波束、垂直扇形波束。
极化可从垂直极化改变为圆极化。
这是通过每个单元的可开关的法薄片来实现。
天馈系统还包括故障定位和隔离系统，拉第旋转器结合铁氧体/4还有检测、校验系统，这可通过合成信号的变化来确定合适的相位分布(校正馈电系统的误差)，检验激励幅度，并检查极化分集的功能。
正在装配的AN/APQ—164相控阵雷达天线(西屋公司提供)5、多功能电扫描自适应雷达(MESAR)这是一部具有挑战性的S波段固态相控阵雷达，它由英国海军部研究中心和Plessey雷达公司共同研制。
阵面为1.8m×1.8m孔径，共有918个波导型辐射单元，如下图所示。
采用4位二进制移相器，功率放大器为分立器件，有22％的带宽，2W输出功率。
接收时信号在模块中被前置放大和移相，并在波束形成器中聚集成16个子阵，每一子阵都有各自的接收机，这些接收机的输出用8位A/D 转换器数字化，提供强大的自适应置零能力。
MESAR固态相控阵雷达天线(Plessey公司提供)6、AN/TPS-70多波束阵列雷达这是一种不用移相器相控扫描的低副瓣阵列，在方位上为低副瓣波束并采用机械旋转扫描，在俯仰面上实现多个波束以覆盖空间较大的范围。
天线使用36根水平波导管，每根波导管上有94个缝隙以形成主瓣宽度为1.6o的方位窄波束。
在俯仰面上，发射时激励22根波导管，产生20o的俯仰波束，该波束为赋形波束，低仰角时的增益高，高仰角时的增益低；接收时来自全部36根波导的能量结合在一起产生6个同时波束以覆盖0～20o的仰角范围。
6个波束的仰角宽度从最低波束的2.3o变化到6o。
这6个波束均有自己的接收机，通过比较这些波束中的能量可提供仰角的单脉冲信息。
同时多波束的优点是，在强杂波环境中它能提供实现信号处理功能所需的时间。
该雷达可运输。
其作用距离240英里，有3MW的峰值功率和5KW的平均功率。
该雷达及其改型已在全世界广泛使用。
AN/TPS-70多波束阵列雷达天线(西屋公司提供)7、AN/TPQ-37武器定位雷达又称火力搜索雷达，为美军陆军装备，由休斯(Hughes)飞机公司研制。
用来探测炮弹弹道，并反向寻找其发射点。
该雷达使用有限扫描相控阵，它能在方位上提供宽扫描角，在仰角上提供有限的扫描角，有限扫描范围将大大减少移相器数目。
系统只使用360个二极管移相器，每个移相器控制阵列垂直线上的6个辐射单元。
其峰值功率为4KW，平均功率为165W。
该雷达为单脉冲体制，其馈电网络可形成和波束、方位差波束和俯仰差波束，馈电网络由空气带状线和波导功分器组成。
天线尺寸8×12×2(ft)3。
在美国和其他国家和地区，以装备了数十套这种雷达。
AN/TPQ-37武器定位雷达(Hughes公司提供)8、铺路爪(Pave Paes)雷达该雷达由Raytheon公司研制。
它用于提供弹道导弹的预警，也可实现对卫星的跟踪，它是超高频(UHF)固态相控阵雷达。
一套系统包含孔径相互倾斜120o 的两部雷达，可提供240o的总观察范围，它可检测到3000英里处的10m2的目标。
铺路爪超高频固态相控阵雷达天线(Raytheon公司提供)9、丹麦眼镜蛇(Cobra Dane)雷达是Raytheon公司研制的一部庞大的L波段相控阵雷达，它是为收集国外洲际导弹试验情报而研制和部署的，其雷达天线如下图所示。
它有一些与众不同的特性，它是一种稀疏阵列，直径为95ft，共有34768个单元，其中15360个单元是有源单元，其余是无源单元。
有源单元分成96个子阵，每个子阵有160个辐射器。
发射时由行波管馈电，加到天线上的总峰值功率为15.4MW，其频带宽度为200MHz，有2.5ft的距离分辨能力，以探测目标的尺寸和形状。
丹麦眼镜蛇L波段相控阵雷达天线(Raytheon公司提供)10、“朱迪”眼镜蛇雷达是一种独特的大型相控阵雷达，由Raytheon公司为美国空军研制。
用以收集国外弹道导弹实验的数据。
他安装在美国舰船“膫望岛”的转台上，如下图所示。
阵列直径为22.5ft，包含12288个单元，由16个行波管馈电美国舰船“膫望岛”上的“朱迪”眼镜蛇大型可旋转相控阵雷达天线(Raytheon公司提供)11、空中预警机雷达又叫机载搜索雷达。
最初是为远程侦察机探测舰艇研制的，第二次世界大战后期美海军研制了几种机载预警雷达，用来探测舰艇雷达天线探测不到的低空飞行的飞机。
在增大对空、对海面目标的最大探测距离方面，机载雷达的优势是显而易见的。
因为海面上高度为100ft的天线，其雷达视线距离只有12英里，而高度为10000ft的飞机，雷达视线距离为123英里。
日本神风突击队的袭击造成美国多艘哨舰的损失，激发了机载预警雷达的设想，后来这种系统发展成为一种用于洲际防空的边界预警巡逻机。
下图为航空母舰的舰载E－2C预警机。
E－2C预警机12、3D雷达概念又叫三坐标雷达，这种雷达可同时测量目标的3个基本位置坐标(距离，方位和仰角)。
3D雷达是一种警戒雷达，其天线在方位上机械旋转，以测量目标的距离和方位，在仰角上扫描一个或多个波束，或者通过邻接的固定仰角波束来获得目标的仰角。
按照怎样形成仰角波束和怎样在仰角上的扫描波束，3D雷达可分为堆积多波束雷达，频扫雷达、相扫雷达，机械扫描雷达和数字波束形成雷达。
13、S713Martello堆积多波束3D雷达它是L波段可移动的包含8个波束的堆积多波束雷达，如下图所示。
其平面阵列高10.6m，宽6.1m，共有60行，每行32个辐射单元，装有60个接收机用以把接收到的射频信号下变频为中频。
方位波束宽度为2.8o，机械旋转，转速为3圈/秒。
仰角上，发射时为余割平方方向图，覆盖范围30 o，接收时形成并处理8个堆积窄波束。
发射峰值功率为3MW，平均功率8KW。
这种雷达为警戒雷达。
对100英里处的小型战斗机，其测高精度达1000ft(约300m)。
S713Martello堆积多波束3D雷达(Marconi公司提供)14、AN/SPS－52C频扫3D雷达频率扫描雷达是指天线辐射波束指向随频率改变而改变的雷达。
应用于空中监视任务的3D雷达技术之一是频率扫描。
频扫阵列是利用一段波导传输线的相位频率相关特性来扫描笔形波束。
馈电波导在阵列的一侧折叠成蛇形状，对波导行波阵进行耦合馈电，如下图所示。
改变发射或接收频率在口径上产生不同的相位变化剃度，从而使天线辐射波束指向发射偏转。
实际应用的频扫阵列天线如下图所示的AN/SPS-52C雷达天线。
频扫雷达的测量精度比不上堆积多波束雷达和相扫单脉冲雷达。
其原因之一是为了控制波束指向需要改变系统工作频率，从而导致目标回波幅度的波动，降低了多波束目标回波中可用的目标角度信息的质量。
具有蛇形波导馈电的波导窄变缝隙阵列及AN/SPS-52C舰载频扫3D雷达(Hughes公司提供)15、AN/FPS－117相扫3D雷达方位上采用机械旋转扫描，仰角上采用相控扫描来进行目标的三坐标定位，是3D雷达测高技术中最为灵活的雷达。
可以和相扫阵列一起使用的测高技术包括各种相参同时波束转换技术(单脉冲、和相位干涉等)，以及幅度比较顺序波束转换技术。
相控阵雷达在当今武器市场中变得越来越普遍，这要归因于目标和环境的威胁不断地升级和变化。
AN/FPS－117固定站固态相扫3D雷达(通用电气公司提供)AN/FPS－117是典型的S波段相扫3D雷达，如上图所示。
其天线为平面阵列，共有44行带状线馈电的水平振子，每行有30个单元。
44行中的每一行包含它自己的固态收发组件。
该收发组件由峰值功率为1KW的固态发射机、集成电源、低噪声接收机、移相器、收发开关和逻辑控制单元组成，且全部安装在天线上。
平面阵列的馈源结构在接收时可产生双轴单脉冲波束集，即一个和波束与两个差波束。
一个附加的列馈为最低角波束位置提供了特殊的低仰角测高能力。
馈源产生一对和波束被小心地放置在某仰角上并作为单脉冲对其进行处理，采用此技术使多路径的影响为最小。