美国陆军数字阵列雷达的材料
MLCC基础知识解读
行业介绍MLCC 多层陶瓷电容器的起源可追逆到二战期间玻璃釉电容器的诞生，由于性能优异的高频发射电容器对云母介质的需求巨大，而云母矿产资源缺以及战争的影响，美国陆军通信部门资助陶瓷实验开展了喷涂下班釉介质和丝网刷银电极经叠层层共烧，再烧附端电极的独石化工艺研究在战后得到进一步推广。
并逐渐变为今天的二后美1943---1945 种型湿法工艺，干法工艺要追到二战期间诞生的流延工艺技术，在年获得专1952 国开始流延工艺技术的研究并组装一台流延机为钢带流延机，并在利。
二战后苏联与美国电容器技术似入我国并形成一定的生产规模，为了改进性能，扩年代我国产业界开始尝试用陶瓷介质进行轧膜成型，印刷叠层工艺60 大生产规模，制造独石结构的瓷介电容器。
的高比容介质薄层化趋势突破专统MLC 与技术的发展，MLC 在80 年代随着SMT 年代以来MLC 生产厂家普通使用，80 厚度范围，二种干法流延方式被世界大多类制造工我国引进了干法流延和湿法印刷成膜及相关生产技术，有效地改善了MLC 艺水平。
代表了—25MM 年日本引入了随后92---96SLOT-DIE 流延头的新技术实现厚度为2 流延技术的最高水平（先后有康井、平野、横山生产的流延机）。
独石电容器是由涂有电极的陶瓷膜素坯，以一定的方式叠全起来最后经过一次焙烧）MLCC “独石”也称多层陶瓷电容器（成一整体，故称为独石电容器的特点是具有体积小、比容大、内电感小、耐湿、寿命长、可靠性高的优点；独石电容器的发展取决于材料（包括介质材料、电极浆料、粘合剂）和工艺技术的发展，其中陶瓷介质有差决定性作用。
独石瓷介电容器有两种类型：一种为TIO2 和或以这些为基础再加入稀土氧化物、温度补偿型（是MGTTD3 、CATIO3 氧化铋、粘土等配制成的瓷料；而加一种是高介电系数型，以BATTO3 主要成分高温烧成。
料，电导率大、焊接方便、价格不高、工艺性好，但银电极在高温、高湿、强直流电场作用下银离子易迁移，造成电容器失效的主要原因，故目前沿用低温烧结用银钯结合（950---1100 度）材料的用途是由其性能所决定的，而材料的性能异不是一成不变的，可以通过改变厚材料的纯度，粒度或各种添加剂和各工艺因素等进行改性。
二战美国雷达总集篇2（其他海军雷达部分）
二战美国雷达总集篇2（其他海军雷达部分）资料为1944年初的FTP-217，如有遗漏纯属正常。
5.SG雷达相对于SC雷达，SG雷达小巧得多，但是在南太平洋为美军痛殴水雷魂立下了汗马之劳。
最早的微波对海雷达，安装于驱逐舰及以上大型水面舰艇，用于协调水面战以及导航等。
信号显示在PPI平面显示器和目镜式的A型示波器上?。
安装于100英尺高度桅杆时，最远可发现15英里外大型舰艇。
距离精度正负100码，角度精度正负2度。
整体装船包括系统和调试设备，总共15台部件，总重?4289磅。
系统重量2200磅，其中1180磅的接收机-发射机部件为最重部分。
天线高44英寸，宽49.5英寸，重350磅。
发射功率2.8KVA/2240W，电压115V，60HZ，由舰艇电网供电。
?6.SH雷达圆柱形的SH雷达微波搜索和辅助火控雷达，?装载于大型辅助舰艇和货船。
可以搜索定位船只和辅助火控测距测角，使用A型示波器或者PPI平面显示器。
架设于100英尺桅杆高度时，最远可发现10英里外大型水面舰艇。
距离精度正负15码，角度精度正负1度。
分为9台部件，总重2770磅，天线重700磅，高51英寸，宽36.5英寸，安装高度原则上越高越好。
、发射功率2.3KVA/1840W，电压115V，60HZ。
7.SF雷达这艘巡逻艇桅杆上那个小桶一样的就是SF雷达微波对海雷达，安装于护航驱逐舰或者类似的更小型作战舰艇上，可用于对海搜索和辅助火控测距测角能力，使用A型示波器或者PPI 平面显示器。
架设于100英尺高度时，最远可发现15英里外大型水面舰艇。
距离精度正负100码+1%距离，角度精度正负2度。
拥有10台部件，总重900磅，其中最重部件100磅。
天线重125磅，高36.25英寸，直径30.75英寸，传输线路总长不超过50码。
发射功率2KW，电源电压115V，400HZ直流电动发电机和440V 三相交流电动发电机。
8.SE雷达小型辅助舰艇使用的SE雷达微波对海雷达，安装于货船和小型辅助舰艇上，可用于搜索船只和导航。
军用毫米波雷达的应用及其发展趋势
控制与制导军用毫米波雷达的应用及其发展趋势同武勤凌永顺蒋金水摘要随着毫米波技术的发展, 毫米波频率的雷达也得到了更深的研究和发展。
评述了毫米波雷达的优缺点, 以及它的应用, 同时详细阐述了军用毫米波雷达发展的新技术和新方法。
主题词毫米波毫米波雷达集成电路应用引言毫米波雷达技术的研究起步很早, 有文献称, 在二战结束前后即已开始, 但至少在20 世纪50 年代就已在毫米波器件研制及毫米波传播损耗水蒸汽与氧气等吸收谱等方面均已取得相当成就, 并已研制成功机场交通管制用的毫米波雷达[ 2 , 5 ] 。
最初, 对发展毫米波雷达的推动力主要来自要在用小口径天线即可获得比微波雷达更窄的天线波束, 高的天线增益。
窄波束具有的高分辨率和由于空间选择性好而带来的高抗干扰能力。
海湾战争和科索沃战争的实践已经表明,“远程打击, 精确打击”技术在军事应用中非常重要, 高精度、高分辨率测量、精确制导和精确目标指示、实现自动目标识别( ATR) 等需求对毫米波(MMW) 雷达的发展提供了巨大的新的推动力。
毫米波雷达的应用主要限制在近程雷达上, 其主要原因有两个: 一是难以获得符合要求的高发射功率和相应的低损耗传输馈线; 二是毫米波在大气中传输时损耗大。
例如, 在8mm 和3mm 窗口, 单程传播损耗分别为0. 08dB/ km 和0. 3dB/ km 左右[ 4 ] 。
1 毫米波雷达的系统概念毫米波雷达系统由两个Modcom p 9250 计算机控制, 并可细分为如图1 所示的一些主要分系统。
发射信号按雷达计算机控制的速率, 通过双工器输出。
回波信号的返回时间也由该计算机控制, 该信号被输入到接收机, 在此, 它经下变频处理并以20MHz 速率采样。
得到的信号由数字脉冲压缩系统压缩处理。
该数字信号被记录在一个“廉价硬盘冗余阵列”( redundant array of inexpensive di sks) ( R AID) 记录系统上, 并且也输入到一个阵列处理机上, 该阵列处理机对这些数字实施综合处理。
雷达阵列天线介绍
■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。
数字阵列雷达
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数字阵列雷达（DAR）是一种接收和发射波束都采用数字波束形成技术的全数字阵列扫描雷达。
DAR 是数字雷达的主要类型，相比模拟雷达，数字雷达可用计算机对系统和信号处理进行控制，可更好地抗射频干扰和在强杂波中检测弱小目标，而模拟雷达对来自内部和外部的射频干扰及温度、湿度都很敏感，且模拟器件价格较贵，因此，数字雷达正在逐步取代模拟雷达。
数字阵列雷达的工作模式简介数字阵列雷达（DAR）在发射端和接收端都实观数字波束形成。
阵列雷达的演进历程如下图所示。
图源自网络在发射端，波束形成直接在阵列的每个阵元中合成，可采用多种模式形成发射波束。
同样，可采用多种 DAR 系统接收孔径形成接收波束。
主要有以下几种模式。
单发单收模式 SISO单发单收模式 SISO，即收、发均为数字波束形成（DBF）的单波束模式。
在模拟波束形成（ABF）雷达中，采用同一高聚束的发射波束和接收波束发射脉冲信号和接收脉冲信号（目标和杂波源）。
在波束形成之后，接收机采用下变频，并采样接收信号。
由于ABF 波束形成是在接收机之前完成的，所以接收机需要提供很高的动态范围电平，以对付位于接收波束主瓣内的强干扰源。
为解决这个问题，DAR 系统需使接收孔径数字化（即采用许多接收机，每个阵元（子阵）上有一个接收机）。
这样便可降低进入每个接收机的干扰增益，由此降低了对接收机的动态范围的要求。
然后，对不同接收机的输出采用 DBF 来进行合成。
单发多收模式 MISO单发多收模式 MISO，即宽发射波束和 DBF 的多波束接收模式。
为加速搜索功能，DAR 系统可展宽其发射波束，将发射波束与接收时采用多个波束的覆盖区域相对应，因此减少了搜索一定空域所需的时间。
发射波束照射一个很宽角度的扇形区域，容许雷达始终探测各区域，在整个宽发射波束的覆盖范围内，同时采用多个波束接收，可以等效为波束是连续扫描的。
美国舰载四面阵相控阵雷达AN SPY-1研制概况
⑤辅助设备单元 提供特定的工作条件使AN/SPY/1A雷达
工作最佳化。该单元包括空气冷却和水冷却、空气脱水、水净化和若干电源设备。
AN/SPY-1A雷达和可用率高是借助于机内冗余技术和快速计算机控制的重组来确保的。雷达必需连续工作，只需少量操作维护人员。
AN/SPY-1A的操作程序如下：
AEGIS系统于1970年10月完成系统设计评估，1971年转入设计生产阶段，1972年2月完成关键设计方案评估并着手制造与试验，1972年年底完成元器件鉴定试验，1973年交RCA公司陆军试验场作系统级测试，1974年安装在诺顿湾试验舰上作了长达32个月的海上试验。
1974年把AN/APY-1安装在诺顿湾试验舰上，成功地自动探测并跟踪了在太平洋上空飞行的20架飞机，用EA-6B干扰机对AN/APY-1进行满功率干扰也无济于事。美国空军改用相当于32架EA-6B的满功率干扰机KC-135(配置了TREE SHARK)仍不能完全干扰AN/SPY-1。在这两种情况下，AN/SPY-1的雷达波束均能“烧穿”干扰机并摸拟发射防御导弹。
1941年，日本偷袭珍珠港使美国海军受到重创。自此以后，美国海军投入了大量的人力、物力和财力，着手对导弹武器系统一体化概念进行探讨和设计，这就是二战后着手研制的宙斯盾(AEGIS)区域防御武器系统。AEGIS防御系统于1969年由国防部批准正式立项。立项的目的主要是用于对付80年代和90年代乃止2000年以后日益增长的空中威胁，这些威胁主要是自50年代以后出现了高速高空或高速低空和高载荷的新型战机和高速空/面及面/面战术导弹。这些导弹采用了欺骗性弹道，并增加了高功率和多用性电子对抗。
更新项目包括对发射机、信号处理机及计算机程序的修改。发射机的关键件换成新器件，以降低内部噪声，提高信号稳定度。信号处理机改为先进的数据分布结构，微处理器的能力也得到加强，从而大大加快了信号处理速度。计算机程序采用新的处理方法，加强了对信号处理和发射机管理，提高了消除杂波和对欺骗性电磁干扰的抑制能力，从而确保了与当前正在发展的威胁目标相同步。
国外防空反导系统发展动向分析
国外防空反导系统发展动向分析王鹏钧 张丹丹当前，面对日益复杂和先进的空中威胁，世界防空反导装备和技术发展稳步推进。
高超声速导弹防御系统成为发展热点和焦点，但因技术门槛较高，仅美国和俄罗斯等少数国家走在各国前列。
预警探测指控系统、拦截系统亦多有进步，各国的防空反导实战演练也多有开展，推动着防空反导系统和能力的发展，也预示着世界导弹攻防对抗将日趋激烈。
高超声速武器推-滑翔导弹等高超声速武器相关技术的快速发展对世界现有防空反导系统提出了重大挑战。
2020年，美国、俄罗斯在高超声速武器防御领域取得了重要成就，部分防御系统接近实战化水平。
美国多个高超声速武器防御项目齐头并进。
2020年，美军实施或计划实施数个高超声速武器防御项目，分别侧重于拦截器和预警探测系统，均取得不同程度的进展。
一是研发动能或新概念坏者项目合同，将开发在大气层上部拦截助推-滑翔式高超声速目标的关键技术。
2020年2月，美国防部导弹防御局发布公告，要求工业部门研发一型新型拦截武器战区高超声速武器滑翔段防御系统（RGPWS）。
项目内容包括开展仿真研究，降低拦截器关键技术风险，将拦截器的技术成熟度提高到5级。
2020年9月，美国导弹防御局授予了雷神公司一份价值979万美元合同，用于建造爱国者PAC-3 MSE拦截弹美国海军宙斯盾作战系统换装新型防空反导雷达阵列二是加速空基预警探测平台的更新换代。
2020年7月，俄国防部表示，计划为空天军研发第二架A-100型首相预警机。
该机能够在不使用语音通信的条件下，全自动传输目标数据，因此，几乎不可能受到敌方电子战干扰，体现了俄罗斯在雷达和信息技术领域的最先进科学成就。
目前，俄空天军现役主力预警机为约20架继承自苏联的A-50型系列预警机。
日本强化天基和空基预警探测能力建设。
一是加速发展导弹预警卫星。
日本防空反导系统目前主要通过陆基和海基雷达、预警机进行预警探测，同时依赖美国导弹预警卫星等系统提供部分目标信息。
美军雷达武器现状及发展趋势
美军雷达武器现状及发展趋势美军雷达武器是美国军事力量的重要组成部分，它们在现代战争中扮演着至关重要的角色。
随着科技的不断发展，美军的雷达武器也在不断进行更新和改进，以适应不断变化的战场需求。
本文将对美军雷达武器的现状及发展趋势进行全面解析。
一、美军雷达武器现状1. 陆军雷达系统美军陆军拥有多种不同类型的雷达系统，包括AN/TPQ-53 主动相控阵雷达、AN/TPQ-50 静止式多功能雷达、AN/TPQ-48 轻型远程雷达等。
这些雷达系统在侦察、监视、指挥和控制等方面发挥着重要作用，为美军提供了重要的战场信息支持。
2. 海军雷达系统美军海军拥有一系列先进的舰载雷达系统，包括SPY-1 相控阵雷达、AN/SPS-48 3D雷达、AN/SPS-73 海域搜索雷达等。
这些雷达系统不仅能够帮助舰船进行远程目标探测和跟踪，还可以进行空中、水面和水下目标的探测和追踪，为海军作战提供了重要的支持。
1. 多功能化未来，美军雷达武器将更加注重多功能化，即在同一个雷达系统上集成多种不同的功能模块，实现目标搜索、跟踪、识别和导引等多种功能，提高雷达系统的灵活性和多样化能力。
2. 网络化美军将加大对雷达系统的网络化建设力度，即不同雷达系统之间能够实现信息共享和协同作战，将雷达系统纳入整体作战网络中，提高保障作战的一体化能力。
3. 自动化未来，美军将更加注重雷达系统的自动化能力，即通过人工智能和自主控制技术，使雷达系统能够更加智能化和自主化，减轻作战人员的负担，提高作战效率和可靠性。
4. 抗干扰未来，美军将更加注重对雷达系统的抗干扰能力，即加强雷达系统对电子战和网络攻击的抵御能力，确保雷达系统在复杂电磁环境下能够稳定可靠地运行。
5. 小型化未来，美军将加大对雷达系统小型化和轻型化的研究力度，即研发更加紧凑、轻便、便携的雷达系统，以适应未来作战场景的需要。
美军雷达武器在不断发展和改进，以适应不断变化的战场需求，将更加注重多功能化、网络化、自动化、抗干扰和小型化等方面的发展。
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126
5.00 0.04 1.04
66
36.67 0.56 6.25
Pulsed case (20% Duty cycle)
Max. base plate temp allowed to maintain Pout
Voltage Conversion Eff. (from 48V DC), estimates I*R Losses (relative to lowest, 1)
Unclassified 5
Radar LRUs
11 OCT 07 . Wittstruck IDGA Sensors Nov 06 (6) (6)
Unclassified 6
EQ - 36
60Km
Q37 Capabilities Q36 Footprint
Rocket
• 90º Range
32Km
132
67 7.62
173
81 2.13
199
90 1.33
229
90 1.00
224
95 4.17
System Considerations
Final system power conver. includes: base plate temp, Voltage conversion, I2R loss for the array
11 OCT 07 . Wittstruck IDGA Sensors Nov 06 (3) (3)
Unclassified 3
Radar Processor Replacement
TPQ-37
• • • • • •
128 circuit cards (86 unique) 20 cubic feet 3 KW of power Complex “wired” backplane Non-programmable No growth
• • • •
MMR
Counterfire Target Acquisition Air Defense Air Defense Fire Control Air Traffic Control
Sentinel
11 OCT 07 . Wittstruck IDGA Sensors Nov 06 (9) (9)
– Mobility/Transportability – Survivability – Reliability/maintainability
11 OCT 07 . Wittstruck IDGA Sensors Nov 06 (8) (8)
Unclassified 8
Endstate
SOF LCMR
• Estimation of baseplate temperature needed to maintain PA MMIC(s) of different technologies; leading in cooling requirements • For a particular technology, overall system DC conversion efficiency and I2R distribution loss also to be considered to assess its advantage; trade-off should be noted
AN/TPQ-36(8) Mortars: 0.75-18km Medium Cannon: 3-14.5km Rockets: 8-24km 90° Coverage ° Improved Processor On-going • • • • •
AN/TPQ-37(8) Medium Cannon: 3-30km Rockets: 3-50km 90o Coverage RMI Initiative Long Range software initiative in SWBII+ adds 120KM mode
24 km 18 km 14.5 km
Rocket
30 km
Cannon
AN/TPQ-48(V)2 • SOF system derivative fielded on operational needs statement • Only mortars: 1-6.5km • 360° coverage ° • Range and accuracy improvements in V3 • • • • •
Max. base plate temp allowed to maintain Pout
Pdc diss, W (Pdc - Prf) Heat disspation / mm Temperature rise
62
9.29 0.15 17.67
27
6.11 0.23 27.21
1206.11 0.05 .32Unclassified 9
The Path Forward
11 OCT 07 . Wittstruck IDGA Sensors Nov 06 (10) (10)
Unclassified 10
Assumptions used in Technology Assessment
Objective: To establish a working template to assess various device
SiC MESFET
25 10 4.0 48 2+1 4.0 0.80 6 12 4.34 230
CW case
Pdc diss, W (Pdc - Prf) Heat disspation / mm Temperature rise, C 46.4 1.5 88 30.6 2.9 173 30.6 6.1 80 25.0 8.0 104 183.3 29.3 164
Army LCMR
Long Range Counterfire Radar
E Q36 Increment I/II
• • • • 90° Coverage ° 60Km for Artillery 300Km Max Range for Missiles Single Sortie C-130
ATNAVICS
Technology Maturity
TRL
Ready for prototype MMICs
9
now
5
now
3-4
FY06
3
FY07
5
now
Avail in systems, time depends on MTTF reqt
PHEMT
25 20 0.4 9 2 0.8 0.25 31 35 7.94 150
GaN/SiC HEMT consv pwr
25 16 1.0 40 1 5.0 0.35 5 45 1.39 200
GaN/SiC-2 HEMT -high pwr density
25 18 0.6 48 1 8.0 0.35 3 50 1.04 230
Unclassified 7
General Considerations
• Use of spectrum • Size/Weight/Power
– Q37+ performance in Q36 footprint (90 Degree) – Add 360 degree capability
• “-ilities”, especially:
technologies for a power transmitter used in different system requirements. • • • • Solid-state phased array system Output power per element: 25W Mode of operation: CW and Pulsed Final performance can be scaled
Parameters
RF Pout (W) Gain (dB) Driver RF Pout required (W) Vbias (V) number of MMICs for Pout and gain Power density, W/mm, (HV-GaAs -estimated) Gate length (um) Gate periphery required (mm) PAE %, (pwr MMIC only), (HV-GaAs -estimated) Idc total (A), (pwr MMIC only) Junctn Tmax, C ( to maintain during operation)
Unclassified
11 OCT 07 . Wittstruck IDGA Sensors Nov 06 (1) (1)
Unclassified 1
Today’s Counterfire Radar Capabilities
50 km
Rocket Mortar 6.5 km Cannon Mortar
11 OCT 07 . Wittstruck IDGA Sensors Nov 06 (4) (4)
Unclassified 4
Transmitter Upgrade
Transmitter/Cooler
11 OCT 07 . Wittstruck IDGA Sensors Nov 06 (5) (5)
• Mortars – 0.5 to 20 km • Artillery – 3 to 32 km • Rockets – 15 to 60 km OR
Cannon 20Km Mortar
3Km
• Solid State Antenna • Remote Operations