雷達系統 學習筆記（七）——相控陣雷達2

第六章 相控陣雷達

6.3 相位掃描系統的組成及工作原理

相陣控雷達的相位掃描系統包括：天線陣、移相器、波束指向控制器、波束形成網絡等。

6.3.1 陣列的組态和饋電方式

1、輻射單元

2、陣列的組态

常見的輻射源：半波振子、喇叭口、縫隙振子和微帶偶極子等。

常見的排列方式有：矩形、正三角形、六角形和随機排列等。

陣面大都為平面陣，還有各種不同的陣列組态：

（1）透鏡式陣列組态（2）偏饋反射的陣列組态（3）反射陣列組态（4）有源陣列組态（5）與飛機共形的陣列組态（6）圓形陣列組态（7）陣元分布在球面上的陣列組态

3、陣列的饋電

（1）強制饋電系統：由公共源經功率配置設定器\組合器強制饋電到各個陣元，饋電方式：端饋、中心饋電、等路徑饋電、組合饋電。

（2）光學饋電系統（空間饋電）：分為透鏡式饋電和反射鏡式饋電兩種。

6.3.2 移相器

對移相器的要求：足夠的移相精度，性能穩定，插入損耗要小，用于發射陣列時要有足夠的功率容量，頻帶要足夠寬，開關時間短（慣性小），激勵功率小（易于控制）等。

從材料上分⎧⎩⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪二極管移相器鐵氧體移相器場效應半導體移相器鐵電陶瓷移相器分子極化控制移相器微電子機械系統（MEMS）移相器 從 材 料 上 分 { 二 極 管 移 相 器 鐵 氧 體 移 相 器 場 效 應 晶 體 管 移 相 器 鐵 電 陶 瓷 移 相 器 分 子 極 化 控 制 移 相 器 微 電 子 機 械 系 統 （ M E M S ） 移 相 器

從功率電平上分{高功率移相器低功率移相器 從 功 率 電 平 上 分 { 高 功 率 移 相 器 低 功 率 移 相 器

從傳輸形式上分⎧⎩⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪波導移相器同軸線移相器集中參數移相器鐵電陶瓷移相器分布參數移相器 從 傳 輸 形 式 上 分 { 波 導 移 相 器 同 軸 線 移 相 器 集 中 參 數 移 相 器 鐵 電 陶 瓷 移 相 器 分 布 參 數 移 相 器

移相器控制方式⎧⎩⎨模拟式數字式模拟數字式 移 相 器 控 制 方 式 { 模 拟 式 數 字 式 模 拟 數 字 式

6.3.3 波束指向控制器

1、波束形成方式與相關結構

2、波束控制系統的組成

6.3.4 波束形成網絡

1、RF波束形成

2、IF波束形成

3、數字波束形成

4、多波束形成

（1）形成發射多波束的方法：

①在RF形成多個發射波束

②在視訊形成多個發射波束

③采用多波束形成網絡

④将大型發射相控陣天線分為幾個發射陣面，每個發射陣面形成一個獨立的發射波束

（2）接收多波束形成方法：

①移相法多波束形成網絡

②采用時間延遲線的多波束形成網絡

③用矢量調制器方法實作的多波束形成

④中頻實作的Butler接收多波束

⑤在光頻上實作的多波束形成網絡

⑥用羅特曼透鏡實作多波束

⑦數字多波束形成

6.3.5 雷達管理器

雷達管理器用于控制并使雷達信号和資料等處理最佳，以便在一個目标最接近于天線寬邊時的時間上執行這些任務。

6.4 有源相控陣雷達

6.4.1 概述

分為三個主要部分：有源電掃描陣列(AESA)、接收機激勵器( Rx/Ex R x / E x )、處理器組合。

6.4.2 固态T/R元件的基本組成

主要由固态功率放大器、驅動放大器、T/R開關、數字式移相器、限幅器、低噪聲放大器等組成。為了獲得良好性能和從穩定可靠方向着想，在基本構成中又增加了環流器、電調衰減器、幅相均衡器、極化開關、檢測保護電路及意向驅動器、邏輯控制電路等。

6.4.3 有源陣列的結構系統

機載有源ESA列結構設計的具體實作有不同的方法，一種方法被稱為“粘貼結構”，另一方法是采用子陣結構的陣列。

6.4.4 T/R元件與饋電網絡的統一設計及設計中參考架構的應用

6.5 有源相控陣雷達在第四代戰鬥機中的應用

6.6 有源相控陣雷達在彈道飛彈防禦系統中的應用

6.7 路基監控和跟蹤相控陣雷達的觀測空域和搜尋與跟蹤方式

6.8 相控陣雷達技術的優缺點及發展趨勢

1、相控陣雷達的特點

（）