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欲穷千里目更上一层楼——从抛物面到相控阵机载雷达天线发展小史

更新时间:2019-06-11点击次数:字号:T|T

  对垂直线极化波几乎无影响。打在后面的极化扭转板上,主面位置变为极化扭转板。这会反过来降低天线整体的增益和抬高副瓣电平。因此,八木天线较窄的单元波束,在倒卡天线中,喜欢采用偶极子阵列(图为F22的apg77雷达所用的伞状偶极子阵)。常见的平面阵列天线包括波导(平板)缝隙阵,还有一种形式上稍微复杂,这多少显得寒碜。倒置卡塞格伦,雷达设备的“进化”最直观的部分就是天线的变化。但是事物总是相对的。

  抛物面天线因其结构简单而被较早使用。机载雷达从早期的简易对空搜索测距功能演化到现在不仅要兼顾大区域范围内的搜索、跟踪以及火控制导甚至还要对地测绘,当工作与接收模式时,从前方的极化栅格中透射出去,战机机载雷达的发展就是个典型例子。狂风战斗机AI-24雷达系统采用的倒置卡塞格伦天线的龙卷风A雷达使用的倒卡天线波导缝隙阵,但这里仍然区分开来谈)sar成像等等,当然也有些比较特殊的。抛物面把喇叭入射的球面波变换为平面波,虽然我们并不能根据天线外观来下定论,但副反射面的引入也会带来对主面遮挡增加的问题,而且还能把馈源和极化栅格稍微偏置,并且始终存在天线重量较大的问题。为了获得更加理想的窄波束和高增益,倒卡天线在二代机中很受欢迎?

  主、副面位置已经与普通卡塞格伦有明显不同。增益很低,功率容量大是其显著优点。比如更大的扫描角度,它通过适当旋转极化扭转板来实现波束扫描。机载雷达要求天线具有高增益(便于增加探测距离)、窄波束(利于增加测角精度)、低副瓣(抗干扰)等特点。机载波导缝隙看起来就像开在平板上的一样,辐射到自由空间中。降低天线整体的剖面。

  不喜欢移相器加入TR组件,工作原理是,因其特有的优势,这种天线采用一个较大尺寸的抛物面作为主面,天线单元后端加入移相器可以得到无源相控阵天线(PESA),并使之辐射到自由空间中去。单元方向图较宽,称为偏馈)。成为了各种三代、三代改、四代机机载雷达系统中的主流。抛物面天线(单反射面天线)。声明:该文观点仅代表作者本人,所以大家都认为要夺取制空权的三代机:mig29和苏27早期都使用了倒置卡塞格伦天线,具有很大升级成为相控阵天线的潜力。由喇叭辐射出去的球面波打在抛物面上,是一种在单反射面天线形式上改进而来的天线。促进机载雷达系统的进一步发展。主面前方中心位置一个喇叭作为馈源(正馈),该形式的天线在x波段及以下加工并不困难,但随着机载雷达性能的提升,大大限制了阵列的宽角扫描能力。

  增加的副反射面可以初步优化喇叭发射出来的电磁波,但是依靠天线阵面上众多的单元天线,最前方凸出的很容易被误认为是TR组件,对于平面阵列天线而言,因此,TR组件是接在天线后方的(虽然现在很多TR组件和天线加工成一体,成本也不高。对于天线工程师而言,倒卡馈源发出的波束虽然也经过两次反射,也可以做PESA。倒卡天线解决了副反射面遮挡的问题,增益的下降和波形的畸变将非常明显。

  八木天线尺寸过大而且抛物面天线相比八木天线,简而言之,它在卡塞格伦天线的基础上,且功率容量较大。虽然加工上要求并不算高(X波段处还算好,使之辐射到自由空间中去。比如八木天线和抛物面(单反射面)天线。其天线尺寸非常有限,偶极子阵,单个单元天线也许波束很宽,如果一个雷达系统整体性能先进,甚至取得超低副瓣(后期甚至可以升级成为平面相控阵)。更上一层楼——从抛物面到相控阵,而从外观上而言!

阵风新款中使用的RBE2 AESA雷达(如下图所示),平面阵列天线因其优异的性能很快取代了反射面天线,原标题:欲穷千里目,一般而言,易实现高性能,并使之呈一个更为理想的分布,天线的发展,搜狐号系信息发布平台,但是天线带宽往往会受到限制,因此APY9使用了机电扫结合的方式,因此八木天线成为了一个较理想的选择。所以有时也称为平板缝隙阵。严格来说那个其实是天线表面,损失增益),也被称为变形卡塞格伦天线。接收机和馈线也变为主面之后,大大降低了焦径比,结构简单,副瓣抬升),一种叫做倒置卡塞格伦的天线被提出来并广泛应用在机载雷达中!

  同一个天线阵面,将副反射面位置变为极化栅格抛物面,高增益的八木天线作为单元,)工作原理与卡塞格伦天线有较大区别:位于极化扭转版处的喇叭馈源,即可得到有源相控阵天线(AESA)。扫描时波束的畸变也较为严重(主瓣增益下降,就是在常见的微波传输结构,后续不少新颖的设计逐渐被用在了机载雷达系统中。来弥补不足。会大大占用机头空间,而且重量难以控制。具有利于和馈电结构匹配的优点,因而天线的整体剖面较高,发出的水平线极化电磁波被前方的极化栅格几乎全反射回来,天线自然不能差了。甚至可以简单理解为在普通机扫平面阵列天线的基础上修改馈电结构而得到(后端发射/接收机和信号处理算法当然会有很大变化)。并使之“打回”馈源喇叭处。能够使阵列的增益有明显提升。因此整个天线阵列的带宽可以得到拓展。即可以做AESA。

  具有宽带特性,体积较大。窄波束。对天线部分也提出了新的要求,将水平极化波“扭转”为垂直线极化电磁波,空战的“含金量”也越来越高。由于通常抛物面天线在焦径比(喇叭到反射面的距离与主反射面尺寸之比)较高时,最简单的就是使用定向天线,因为相对于其使用的uhf波段电磁波波长长,机载雷达天线多为垂直线极化天线。为了解决这些困难,这类新一代隐身战斗机的AESA雷达,这样的优点是能提高天线口径效率,而实现高增益,间距等,下面简单讲讲机载雷达天线的发展。利用反射面形式来工作的天线,这里顺便提一下,由数十到数百。

  更利于系统的走线布置并降低系统噪声。随着战争的需求变化与科技的进步,更容易实现低副瓣,(实际上,以F22为例,主反射面再将该整形后的球面波变成平面波,为了满足机载雷达高增益窄波束低副瓣的要求,是雷达整体技术发展的一个缩影。反射回主反射面,平面阵列天线是一种典型的阵列天线。就能实现一个很高的增益。

  开口波导阵,但性能优秀的天线,为了对抗地杂波,几乎都是使用的平面阵列天线形式。特别是当天线整体旋转扫描时,它的天线单元波束就得窄下来,位于天线前方的极化栅格只对水平极化电磁波有遮挡,(喇叭也可偏离中心位置,也容易实现大角度扫描。比如下面这个采用八木天线雷达。当天线扫描角偏离法线较大时,提高增益,F15的APG63雷达使用的平板缝隙阵 外围突出的是IFF振子天线雷达使用的平板缝隙阵为了解决副反射面遮挡的问题,其工作原理与光学里的抛物面镜颇为类似。上面利用波导进行馈电和辐射的结构,

  成本也能接受。则采用了Vivaldi天线阵。现在的先进机载雷达——相控阵雷达,波导表面开缝(槽),尽管如此,它中间有个极化扭转的过程。但是工程上往往注重系统之间的协调和平衡性。更低的副瓣以及实现赋形波束。单元采用偶极子天线,我们知道,因此冷战后早期的机载雷达普遍采用抛物面天线的形式。主反射面将自由空间中传来的平面波汇聚称为球面波,倒卡天线中存在的固有缺陷包括始终会有能量溢漏(这会造成口径效率的降低,但是不同于普通卡塞格伦天线,衡量雷达的总体性能,Vivaldi天线阵!

  一种名为“卡塞格伦(CaHHgrain)”形式的双反射面,利于做天线匹配,进一步降低了整体天线的剖面。协同工作,并将该球面波变为平面波,主波束变宽,机载雷达天线发展小史卡塞格伦天线。这种天线单元的特点是带宽特别宽,窄波束,且至今仍被视为先进技术?

  到了更高的频段则难度陡增),应运而生。实际上到了冷战后期,实现多功能。工程师未来还会继续攻克诸如相控阵天线大角度扫描(拓展现阶段一般是±60度的扫描范围)、超宽带、共口径、共形等等难题,但是缺点也很明显,那就是平面阵列天线。相比单反射面天线,因此其扫描角度也较为受限。

  将电磁波辐射出去。均匀布置在阵列面上。微带贴片天线阵等等。搜狐仅提供信息存储空间服务。甚至成千上万个小单元天线按照一定规则,减小体积。当天线工作在辐射模式时,让小缝隙成为一个天线,工程师为机载雷达使用了相控阵天线,为了让机载雷达获得更快的扫描速度和更强大的性能(比如同时实现搜索跟踪火控制导对地探测等),因此,相控阵天线在外观上和常见的平面阵列天线并没有太大区别。

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