多种体制雷达系统技术介绍.docx

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1、多种体制雷达系统技术介绍目录1什么是主动雷达寻的或雷达制导的空对空导弹系统？12 .雷达体制概念33 .有源雷达寻的缺点或缺点54 .半主动雷达寻的55 .主动雷达寻的66 .无源雷达寻的77 .AESA雷达和PESA雷达的区别AESA雷达与PESA雷达77 .1.PESA雷达88 .2.AESA雷达89 .单基地雷达910 双基地雷达1011 .多普勒雷达1212 .基于多普勒的警用雷达1313 .探地雷达系统161什么是主动雷达寻的或雷达制导的空对空导弹系统？雷达作为侦察、探测、跟踪、制导的主要手段，在海、陆、空、天等四维作战领域发挥着重要的作用，堪称作战武器的“千里眼”。雷达在现代电子战

2、以及未来的信息战中发挥着不可替代的作用，是取得战争胜利的关键因素。不仅仅因为雷达可以控制电磁频谱，而且雷达是获取信息和控制信息的重要手段。传统雷达系统在面临电子干扰、低空/超低空突防、高速反辐射导弹、高功率微波武器、隐身飞机等五大威胁的不足得以体现，并且在复杂的电磁环境和背景下，固定的工作模式和发射波形导致探测性能差。多种体制雷达相比于传统雷达，主要是采用的波段及关键技术不同。从最初40年代的微波雷达，波长短、方向性好，遇到障碍物能及时反射回来，被广泛应用于汽车防撞系统中；50年代的单脉冲雷达，从单个回波脉冲中获得目标全部角坐标信息、实现对目标的测量和跟踪，主要应用于火控、精密测量和气象雷达中

3、；60年代的相控阵雷达，通过相位可控的阵列天线进行电扫描，实现对目标的搜索、跟踪和测量；伴随着技术的进步及其独特的优势，广泛用于地面远程预警系统、机载和舰载系统，成为远程防空导弹武器系统的重要标志70年代与80年代以后机载脉冲多普勒雷达、高距离分辨雷达、合成孔径雷达等相继出现，在地基、舰载、机载等平台上发现、探测、识别运动目标，极大的提升了雷达探测精度、跟踪、识别的性能。有源雷达寻的系统由地面雷达系统与大尺寸天线组成，带有多个雷达制导导弹外壳的主动雷达发射台和主动雷达导弹本身。地面雷达可以是固定的，也可以是移动的。通常安装在现场的固定雷达称为空中监视雷达。雷达制导导弹装有雷达收发器，不像半主动

4、雷达寻的导弹其中仅包含雷达接收器。收发器是指由两个发射器组成的设备和接收器功能。RocketEnemytarget(beingdestroyed)Fireduetoexp1osionGUidedMissi1eEnemyRocket1aunchingSystemGroundbasedAirSurvei11anceRadarMobi1eRadarRadarGuidedMissi1eMissi1e:系箍改计交洞(ActiveRadarHomingSystem)该图描述了有源雷达寻的系统组件。如图所示，它由三部分组成，即固定或移动雷达、导弹发射台和雷达制导导弹。让我们了解主动雷达寻的系统的工作原理。

5、地面雷达站连续点亮空气中的电磁能，从而得到当目标在其范围内时，从目标反射。 一旦地面雷达系统检测到远程目标，它就会向导弹发射台提供信号向目标释放空对空导弹。 一旦雷达制导导弹到达目标附近，它就会利用机载雷达收发器来微调其射程以更接近目标并摧毁它。 为了取得成功，空对空雷达制导导弹在目标附近爆炸，摧毁所有目标（即火箭）在其附近或直接击中目标。主动雷达寻的或雷达制导导弹的好处或优势以下是主动雷达寻的或雷达制导导弹的优点或优势： 与地面雷达制导的陆对空导弹相比，它更准确。 由于内置雷达收发器，它非常接近目标。因此，它更有可能摧毁目标。 一旦发射，它将负责摧毁目标本身，不再需要发射平台。这为启动提供了

6、时间平台跟踪其他目标。2 .雷达体制概念1、相控阵雷达相控阵雷达的天线阵面由许多个辐射单元和接收单元（称为阵元）组成，单元数目和雷达的功能有关，可以从几百个到几万个。这些单元有规则地排列在平面上，构成阵列天线。利用电磁波相干（干涉）原理，通过计算机控制馈往各辐射单元电流的相位，就可以改变波束的方向进行扫描，故称为电扫描。2、数字阵列雷达数字阵列雷达是相控阵雷达的一种，它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。数字阵列雷达去除了相控阵上的模拟移相器单元，功分网络和差器等部件。适合软件化雷达的发展。3、实孔径阵列天线雷达通过实孔径形成窄波束，获得角度高分辨。4、合成孔径雷达

7、SARSAR通过平台的运动形成虚拟的阵列天线（平台在运动过程中等间距发射信号，类似于有多个天线），以此得到大孔径，增加雷达的角度分辨率。5、M1MO雷达（参考https:/www.sohu.eom/a/142457895_695278）MIMO雷达是在阵列雷达和多基地雷达的基础上发展而来，MIMO雷达通过多个发射天线发射多个正交波形，并采用多个接收天线接收所有正交波形，MIMO雷达采用这种波形分集技术，从而具有传统相控阵雷达所不具备的优点,包括突破阵元间距半波长限制、较高的系统自由度以及空间全覆盖特性等。多输入多输出(MU1tiPIe-inputMU1tiP1e-output)雷达的概念由Fi

8、shie于2004年首次提出。并不是说MIMO技术是从2004年才开始，而是FIshie第一次将MIMO通信的空间分集观点引入到了雷达中。基于多阵元天线，M1MO雷达采用M个通道发射相互正交的信号，多波形信号在空间保持独立，经过目标的散射，被N个接收阵元接收，每个阵元都采用M个匹配滤波器对回波进行匹配，从而可以得到M*N个通道的回波数据。可以看出形成的观测通道数(M*N)可以成倍与物理阵元数(M+N),但由于发射的信号为正交信号，则无法像相控阵那样通过波束形成在空间功率合成了，从而发射波束的主瓣增益将降低1/Mo天线阵在空间的分布不同就发展出了二种主要的体制：统计MIMO雷达和相参MIMO雷达

9、。统计MIMO雷达(分布式)发射阵在空间散布，目标回波是有大量散射体的回波叠加而成，接收机利用正交性分离出不同位置的回波，这些回波认为是相互统计独立的，目标发射信号功率近似稳定，这对目标检测是有益的，可以有效克服由目标闪烁导致的雷达性能下降。相参MIMO雷达(紧凑式)发射/接收阵元在空间上分布紧凑，这个紧凑是指天线阵元的间距在发射信号的波长量级时，远场目标回波对于收发天线阵是相关的。相参M1MO雷达又可以分为单站和双站，单站大家好理解；双站是说收、发分别紧凑配置，收发之间满足双站雷达的条件。对于相参MIMO雷达，各发射和接收单元的位置是已知的，对接收端匹配滤波后的MN个输出信号进行移相相加，可

10、以在一个或多个方向上形成波束。MIMO雷达优点：MIMO雷达是利用多个天线同步发射分集波形,在接收端利用多个天线接收,并对回波信号集中处理的雷达系统MIMO雷达的自由度相比传统雷达大幅增加,比如一个具有M个发射天线和N个接收天线的MIMO雷达系统,最大可以获取的自由度为MN26124由于采用极化、空间、频率和波形分集等技术,MIMO雷达与相控阵雷达相比,具有更大的自由度,在抗干扰抗目标起伏反辐射和提高参数估计的分辨力等方面有着明显的优势11MIMO雷达与传统雷达相比的主要性能优势有:（1）提高目标参数估计精度传统的雷达目标参数估计方法受到两个方面的限制,一是可分辨的最大目标数受阵元数目限制;二

11、是分辨能力受到阵列物理孔径的限制附：（一）、三维成像雷达ARTINOfAirborneRadarforThree-dimensiona1ImagingandNadirObservation）：分别利用平行于雷达航迹的合成孔径雷达，垂直于航向的线性阵列及下视的宽带信号所提供的三个方向的分辨率来获得目标的空间分布信息。（二卜阵列雷达与相控阵雷达区别：雷达阵列只是利用数量较多的雷达来捕捉信号较弱的目标，有些类似昆虫的复眼的原理，其扫描方式还是机械式的，只不过在每台雷达上都有同步机构,以使得所有雷达指向同一方向，聚焦到同一目标。而相控阵雷达则是采用电子方式的相位扫描的原理，因此扫描速度极快，并且可以同

12、时跟踪多个目标。（三）、MIMO雷达与阵列雷达比较：由于MIMO雷达发射正交波形，它形成了M*N个信号通道，有更高的自由度；而阵列雷达通过发送相同的波形在空间合成一个窄波束进行分析。3 .有源雷达寻的缺点或缺点以下是有源雷达寻的缺点或缺点： 与半主动雷达寻的系统相比，由于使用雷达收发器，它更昂贵。 由于使用电池进行操作，它具有较低的ERP（有效辐射功率）和有限的覆盖范围。 没有地面雷达系统的帮助，击中远程目标是不够的。半主动、被动和主动雷达寻的导弹的区别雷达寻的制导是防空导弹最常用的制导系统形式。根据其工作操作，有三种类型的雷达寻的导弹系统即半主动、被动和主动。4.半主动雷达寻的Semiact

13、iveRadarHomine系竣必法j图1描述了半主动雷达寻的正常工作操作。以下是半主动雷达寻的的特点。 它仅使用接收器，其中目标被雷达或其他外部光源照射。 来自目标的反射能量由安装在导弹上的接收器接收。 与接收器连接的计算机用于确定目标的相对轨迹。导弹系统使用这些信息来拦截准确定位。 用于长空对空和地对空导弹系统。 用于“全天候”制导系统防空系统。示例：RSAF使用的第一代SAM5.主动雷达寻的ACtiVeRadarHomins二i水三源图-2描述了有源雷达寻的正常工作操作。以下是主动雷达寻的特色。 它传输能量并接收反射的能量。与半主动不同，上面是由导弹本身完成的，因为它同时容纳发射器和接收

14、器部件。 该雷达寻的系统不需要外部源。示例： AMRAAM空对空导弹飞鱼反舰导弹AMRAAMAIM-120是主动和半主动归位的组合。它支持约50公里的中程。6.无源雷达寻的PaSSiVeRadarHoiniiisF1燕通定配图-3描述了无源雷达寻的正常工作操作。以下是无源雷达寻的特色。 它使用来自目标的热辐射。导弹正在使用热能来确定目标的参数。 它独立于任何外部指导系统。 它只接收信号，不能传输类似于半主动雷达寻的系统信号。示例： RSAF部署的米斯特拉尔是一种被动红外寻的制导系统。 AIM91/M无源红外寻的导引头 可以轻松探测到半主动和主动寻的导弹。 被动寻的导弹难以探测，更容易打破锁定。

15、7.AESA雷达和PESA雷达的区别AESA雷达与PESA雷达比较了AESA雷达与PESA雷达，并提到了AESA雷达和PESA雷达之间的区别。AESA代表有源电子扫描阵列，而PESA代表无源电子扫描阵列。7.1.PESA雷达PESA雷达使用通用的共享射频源，其中信号使用以下命令进行修改数控移相器模块。以下是PESA雷达的特点。 如图所示，它使用单个发射器/接收器模块。 PESA雷达产生无线电波束，可以电子控制在不同的方向。 这里的天线元件与单个发射器/接收器接口。这里的PESA与AESA不同,AESA使用单独的发送/接收模块每个天线元件。所有这些都由计算机控制，如下所述。 由于使用频率单一，极有可能被敌方射频干扰器干扰。 扫描速度慢，只能跟踪单个目标或一次处理单个任务。7.2.AESA雷达如前所述，AESA使用电子控制阵列天线其中无线电波束可以电子控制以指向在不同方向上相同，无需移动天线。它被认为是PESA雷达的高级版本。AESA使用许多单独的小型发送/接收(TRx)模块。以下是AESA雷达的特点。