(二)侦察“明星”——相控阵雷达

“雷达”是个外来语。它是英文 Radio Detection And Ranging 的缩写Rader 的译音。原意为“无线电探恻和定位”。意思是用无线电波发现并测定目标的空间位置。故别名又叫“无线电定位”。

从雷达一词的含义中,我们不难了解雷达的出世与电子侦察密切相关, 它的侦察原理,通俗地说,是利甲被侦察的目标对电磁波的反射(二次辐射) 来完成的(图 6-2)。

图 6-2 雷达靠电磁波反射雪现目标

雷达有各种各样的体制,最简单的是脉冲式雷达。它通常由发射机、接收机、天线、天线收发转换开关、定时器、显示器、电源等部分组成。如图6-3 所示。

图 6-3 肪冲式雷达的组成

发射机用于产生高频振荡信号;接收机用于放大、变换处理回波信号, 最后送入显示器。雷达天线是一种方向性很强的定向辐射和接收电磁波的天线,有的形似图 6-3 脉冲式雷达的组成口朝天的大铁锅,有的制成阵列式或引向式等(如图 6-4 所示 )。

图 6-4 各种普通雷达天线

天线控制器用于控制雷达天线水平旋转和进行俯仰角度的调

天线收发转换开关用于使雷达的发送与接收部分共用一副天线,做到发射时不接收,接收时不发射。

定时器是触发脉冲产生器,它产生一系列的等时间间隔的触发脉冲,使雷达各部分能按照共同的时间节拍协调一致的工作,相当于能进行自动调控的“电子钟”。

显示器用于显示目标的参数,例如,离雷达的距离、方位、高度等。它通常包括距离显示、平面显示或高度显示等。通过雷达发出的“主波”和从目标反射回来的“回波”间的时间隔距可以测计出目标的有关参数(图 6-5)。

图 6-5 雷达的工作波形

雷达对地面或海面上的目标实施定位时,只需要测出距离和方位角两个数据就可以了。如果要确定空中目标的位置,则需要侧出斜距离、方位角和高度三个数据(图 6-6)。

图 6-7 示出了用雷达探测飞机位置的情况。假设,已知侦察雷达的无线仰角θ为 45°,从雷达天线至目标之间,电磁波往返所需时问 T= 2 × 10−4 秒(该时间可以从显示器上的射标测计出)。因为电磁波在空间的传播速度为每秒钟30 万公里,通过解三角函数方程式,我们不难求得雷达站至目标的斜距(D)

和目标距地面的高度(=H+雷达中心点离地面的高度)。

伴随着科学技术的发展,在原有脉冲式雷达的基础上,涌现出了许许多多新型的雷达。在众多的雷达新秀中,最惹人关注的是号称“雷达尖兵”的“相控阵雷达”。

图 6-6 目标方位的极坐标表示“相控阵”三字是“相位可以控制的干线阵”的简你。普通雷达干线采

用的是机械扫描。即由马达等动力驱动,不时地对空间进行有规律地探测, 好像人体摆头观察周围事物那样。相控阵雷达扫描方式别具一格,它是用相位移动代替机械扫描。图 6-8 显示出了双面相控阵雷达中的天线阵。

图 6-7 用雷达探测 目标举例

相位阵雷达的天线也可制成圆顶形,像一顶帽子那样扣在雷达上(如图6-9 所示)。它可以看到周围 360°范围内的目标。

相控阵雷达,集雷达技术之大成,具有许许多多普通雷达所不能比拟的优点。概括他说,是“多”、“快”、“远”、等三个方面。

多——由于相控阵雷达采用了多个发射单元,可以在一定空域内实现多点取样。能同时对抗多个目标,同时完成对不同目标的远警、引导、跟踪或侧高等任务。可谓是雷达门庭的“多面手”。

图 6-8 双面相控阵雷达

快——相控阵天线的突出优点是波束控制灵活,能瞬时地改变波束指向,或用极短的时间扫过需要的空间。扫描过程无惰性,反应时间短,数据卒高。能适应密集的目标环境。据统计,相控阵雷达用相位移动代替机械扫描,可以变化 30 多种扫描波束,其转换周期不到 100 毫秒。

图 6-9 圆顶相控阵雷达

远——相控阵雷达能以很高的分辨力不间断地探测位于很远距离上的目标。据测计,就是对像篮球那样大小的目标,它最大探测距离可达 3700 多公

里,对大型卫星可有近 47000 公里的作用距离,“相控阵雷达”的远视功能, 堪称“现代高明”。有了像“相控阵雷达”那样侦察明星,相当于给一个国家的领空和领海,配备了一名机警的哨兵。