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能否简单说说相控阵雷达?

能否简单说说相控阵雷达?

2018-10-17 14:51:04.350 回答数:1


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相控阵雷达需要精确控制每个发射器的相位。由于是电磁波,空气中传播接近光速。电压信号(不是电子)在导线中传播速度也没有慢多少,这就要求十分精确的控制每个发射器的相位变的十分困难。在一个平板上部署发射器明显更容易计算各个发射器发射信号的干涉结果。而且导线长度也能精确控制。如果安装到飞机各个角落,那么不可避免的要使用接插件,而接插件在强振动环境中难以确保其连接长度。几个mm的误差就会导致接收相位的变化。而且导线过长所产生的干扰也是很严重的。对高速飞行器来说,外壳温度较高也会导致机体形变。记得SR-71在高速飞行时会比地面长了近半米。这对高频雷达,都差了好几个波长了。同时也导致了部署在机体各处的发射器和接收器无法准确计算干涉结果。现代飞机所使用的雷达频率一般在2-4GHz,对应的波长是7.5cm ~ 15cm。而如果题主做过现实世界中的信号分析,会知道FFT的结果中几乎永远是高频分量很复杂,非连续FFT,如果不做窗口,那出来的结果就是一大堆自己硬造出来的高频谐波。这么短的波长,在有屏蔽的情况下也没法完全确保长导线上的干扰问题。对于合成孔径雷达,当然是通过技术手段确保接收端越大越好。但是对于相控阵雷达,发射单元理论上只需要4个,而如果只要测量半球空间则只需要3个。继续增加发射器无非是为了降低干扰和提高灵敏度。所以增加发射单元到飞机各个角落并没有意义。除了飞机你还可以参考美国海军的宙斯盾系统。军舰的空间已经足够大了。但是仍然也只是那么一小块位置来安装相控阵雷达。空间并不是大问题,而干扰和相位控制却是大问题。总的来说,将发射器和接收器到处部署并没有现实中的需求,反倒可能增大干扰,以及导致相位控制上的难度。本人做过基于超声波的相控阵,当时也是无奈于电磁波速度太快,我手头根本没有速度达标的芯片来处理。倒是超声波的速度足够慢,可以用一些ARM芯片做处理了。

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