相控阵雷达系统是什么意思啊?

相控阵雷达系统是什么意思啊?,第1张

相控阵雷达系统
传统雷达的工作原理是首先向空中发射一束电磁波束,用机械的方式转动雷达天线,以使波束扫过一定的区域(天空、地面或海面)。当电磁波束与目标相同时就会反射一定的回波,利用计算机对回波进行解算,就能对目标定位和测距了。相控阵雷达与传统雷达不同的是天线。它是依靠在一块平面火线上有规则地排列许多个辐射单元(称为阵元),利用电磁波的相位原理,通过计算机控制输往天线各辐射单元电流相位的变化来改变波束的方向,对一定区域进行扫描。接收单元则将接收到的辐射回波输入主机,经过解算对目标的方位、距离进行探测跟踪和定位。因此,相控阵雷达也称为电子扫描雷达。
相控阵雷达有两种,一种是有源相控阵雷达,一种是无源相摔阵雷达。两者的区别存于:有源相控阵雷达的天线是一种称为T/R模组的接收与发射装置,每一块T/R模组都能产生电磁波;而无源相控阵雷达则是使用统一的发射机和接收机,外加具有相位控制能力的相控阵天线而成,天线本身不能产生雷达波。有源与无源相控阵雷达在功能上无太大的区别,不过有源相控阵的收发装置只有T/R模组,所以结构重量轻,故障率低,即使几个相邻阵元出现故障和损坏,也不会对整个系统的性能造成影响。而无源相控阵雷达与传统雷达有天线及处理系统的差别,结构重量、生存率等均不能与有源相控阵雷达相比。因此,有源相控阵雷达是未来战斗机机载雷达的发展方向。
与传统雷达相比,相控阵雷达在性能上有重大突破,主要表现在以下几个方面:
1.具有对付多目标的能力。相控阵雷达利用电子扫描的灵活性、快速性和多波束、可按时分割原理,能实现边搜索边跟踪工作方式,可与电子计算机相配合,能同时搜索探测和跟踪不同方向和不同高度的多批目标,并能同时制导多枚导d对多个目标进行攻击。
2.具有多功能性。相控阵雷达能同时形成多个独立控制的波束,分别用于执行搜索、探测、识别、跟踪、照射和制导导d等多种功能。因此一个雷达便具有多个专用雷达的功能。
3.反应时间短、数据更新率高。由于相控阵雷达可同时针对不同方向进行扫描,加之扫描方式为电子控制而非机械转动,因此反应时间短,资料更新率大大提高。机械扫描雷达因受限于机械转动频率,资料更新周期为秒或10秒级,而电子扫描雷达则为毫秒或微秒级, 而更适于对付高机动目标。
4.抗十扰能力强。相控阵可以利用分布在天线孔径上的多个单元综合成非常高的功率,并能合理地管理能量和控制主瓣增益,可根据不同方向上的需要分配不同的发射能量,易于实现自适应旁瓣抑制和自适应抗各种干扰,有利于发现远距目标和雷达小反射面目标,还可提高抗反辐射导d的能力。
5.可靠性高。相控阵雷达阵列较多且并联使用,即使有少量组件失效仍能正常工作。此外,随着固念器件的发展,相控阵雷达的固态器件越来越多(甚至产生出全固态相控阵雷达),所以平均故障间隔时间增大,即使有10%的阵7亡损坏也不会对系统的性能造成1人大的影响。
6.具有隐形功能。传统机械雷达的转动,结构会造成相当大的回波,而使用电子扫描的相摔阵雷达能使这种影响降到最小。时,相控阵雷达工作时发射的窄波束会减少被发现的机会,并使对方的电子干扰系统难以发挥作用。
中国研制相控阵雷达已有多年,在地对空导d系统、炮兵侦测系统和新型驱逐舰上已有实际应用。但是机载相控阵雷达必须解决好三个难题: 一是T/R模组的体积。一般是28个T/R单元使用一组共用元件,一个模组中共用单元的数量越多越好,但共用组件故障时对雷达性能的影响也就较显著。所以,两者必须平衡。一是大功率低压电源。相控阵雷达的天线阵元要求的电压不高,但所需电流却很大。作为机载相控阵雷达系统中的电源,必须可靠性高,体积小,重量轻。三是冷却。相控阵雷达的天线阵面上密着数百上千个T/R模组,热功率相当高,如何对其冷却是保证雷达可靠、正常工作的条件。
有源相控阵雷达技术难点较多,而无源相控阵雷达相对来说技术难度较小,装备比较容易,作为有源相控阵雷达的替代品或机载雷达的低端产品,不失为一种首选方案。

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激光雷达技术是激光探测与测距系统的简称,通过测定传感器发出的激光在传感器与目标物体之间的传播距离,分析目标地物表面的反射能量大小、反射波谱幅度、频率和相位等信息,进行目标定位信息的精确解算,从而呈现目标物精确的三维结构信息。

尽管激光雷达在20世纪60年代就已首次被安装在飞机上使用,但直到20世纪80年代引入GPS后,它才成为计算精确地理空间测量值的常用方法。

现在,它的应用范围已经扩展到许多领域,我们应该更多地了解激光雷达测绘技术及其工作原理。什么是激光雷达技术?它是如何工作的?快来看看吧!

激光雷达技术

据美国地球科学研究所介绍,激光雷达使用脉冲激光计算物体与地球表面的可变距离。这些光脉冲与机载系统收集到的信息结合在一起,可生成关于地球表面和目标物体的精确三维信息。激光雷达仪器有三个主要部件:扫描仪、激光器和GPS接收器。在数据收集和分析中起重要作用的元件还有光电探测器和光学器件。大多数政府和私人组织使用直升机、无人机和飞机获取激光雷达数据。

激光雷达是如何工作的?

最常用的是地图,虚拟现实与地图的结合让人们的生活更便捷,地图中各种信息的获取,特别是高精度信息的获取,就要用到激光雷达技术了。

此外,激光雷达可用于实现许多具体发展目标,包括:

海洋学

当政府希望知道海洋表面的确切深度,以便在发生海上事故或出于研究目的需要时定位任何物体,他们就可以使用激光雷达技术来完成任务。除了定位目标,激光雷达还可以用来计算浮游植物荧光性和海洋表面生物量,这在过去是难以完成的。

数字高程或地面模型

地面高程在道路、大型建筑物和桥梁的施工建设中发挥着至关重要的作用。激光雷达技术可以获取x、y和z坐标,这便于三维高程模型的制作,可以确保有关各方更容易地得出必要的结论。

农业与考古学

激光雷达技术在农业部门的典型应用包括对产量、作物情况和种子分散度的分析。除此之外,它还用于运动规划、森林冠层的绘图等。

今后,通过和5G、物联网等技术不断融合,激光雷达技术将会在人们的生活中发挥更大的作用。

相控阵雷达又称作相位阵列雷达,是一种以改变雷达波相位来改变波束方向的雷达,因为是以电子方式控制波束而非传统的机械转动天线面方式,故又称电子扫描雷达。
相控阵雷达有相当密集的天线阵列,在传统雷达天线面的面积上可安装上千个相控阵天线,任何一个天线都可收发雷达波,而相邻的数个天线即具有一个雷达的功能。扫描时,选定其中一个区块(数个天线单元)或数个区块对单一目标或区域进行扫描,因此整个雷达可同时对许多目标或区域进行扫描或追踪,具有多个雷达的功能。由于一个雷达可同时针对不同方向进行扫描,再加之扫描方式为电子控制而不必由机械转动,因此资料更新率大大提高,机械扫描雷达因受限于机械转动频率因而资料更新周期为秒或十秒级,电子扫描雷达则为毫秒或微秒级。因而它更适於对付高机动目标。此外由於可发射窄波束,因而也可充当电子战天线使用,如电磁干扰甚至是构想中发射反相位雷达波来抵消探测电波等。 [编辑本段]相控阵雷达的概况相控阵技术,早在30年代后期就已经出现。1937年,美国首先开始这项研究工作。但一直到50年代中期才研制出2部实用型舰载相控阵雷达。60年代,美国和前苏联相继研制和装备了多部相控阵雷达,多用于d道导d防御系统,如美国的AN/FPS-46、AN/FPS-85、MAR、MSR,前苏联的“鸡笼”和“狗窝”等。这些都属于固定式大型相控阵雷达,其共同点:采用固定式平面阵天线,天线体积大、辐射功率高、作用距离远。其中美国的AN/FPS-85和前苏联的“狗窝”最为典型,70年代,相控阵雷达得到了迅速发展,除美苏两国外,又有很多国家研制和装备了相控阵雷达,如英、法、日、意、德、瑞典等。其中最为典型的有:美国的AN/TPN-25 、AN/TPQ-37和GE-592、英国的AR-3D、法国的AN/TPN-25、日本的NPM-510和J/NPQ-P7、意大利的RAT-31S、德国的KR-75等。这一时期的相控阵雷达具有机动性高、天线小型化、天线扫描体制多样化、应用范围广等特点。80年代,相控阵雷达由于具有很多独特的优点,得到了更进一步的应用。在已装备和正在研制的新一代中、远程防空导d武器系统中多采用多功能相控阵雷达,它已成为第三代中、远程防空导d武器系统的一个重要标志。从而,大大提高了防空导d武器系统的作战性能。在21世纪,相控阵雷达随着科技的不断发展和现代战争兵器的特点,其制造和研究将会更上一层楼。 [编辑本段]相控阵雷达的原理我们知道,蜻蜓的每只眼睛由许许多多个小眼组成,每个小眼都能成完整的像,这样就使得蜻蜓所看到的范围要比人眼大得多。与此类似,相控阵雷达的天线阵面也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。辐射单元把接收到的回波信号送入主机,完成雷达对目标的搜索、跟踪和测量。每个天线单元除了有天线振子之外,还有移相器等必须的器件。不同的振子通过移相器可以被馈入不同的相位的电流,从而在空间辐射出不同方向性的波束。天线的单元数目越多,则波束在空间可能的方位就越多。这种雷达的工作基础是相位可控的阵列天线,“相控阵”由此得名。 美国NMD系统的陆基相控阵雷达
相位控制可采用相位法、实时法、频率法和电子馈电开关法。在一维上排列若干辐射单元即为线阵,在两维上排列若干辐射单元称为平面阵。辐射单元也可以排列在曲线上或曲面上.这种天线称为共形阵天线。共形阵天线可以克服线阵和平面阵扫描角小的缺点,能以一部天线实现全空域电扫。通常的共形阵天线有环形阵、圆面阵、圆锥面阵、圆柱面阵、半球面阵等。综上所述,相控阵雷达因其天线为相控阵型而得名。
例如,美国装备的“铺路爪”相控阵预警雷达在固定不动的圆形天线阵上,排列着15360个能发射电磁波的辐射器和2000个不发射电磁波的辐射器。这15360个辐射器分成96组,与其他不发射电磁波的辐射器搭配起来。这样,每组由各自的发射机供给电能,也由各自的接收机来接收自己的回波。所以,它实际上是96部雷达的组合体。如果我们把通常的雷达称作“个体户”,那么相控阵雷达就相当于一个“合作社”了。 [编辑本段]相控阵雷达的优点(1)波束指向灵活,能实现无惯性快速扫描,数据率高; 美国将在日本部署的X波段相控阵雷达海基版
(2)一个雷达可同时形成多个独立波束,分别实现搜索、识别、跟踪、制导、无源探测等多种功能;
(3)目标容量大,可在空域内同时监视、跟踪数百个目标;
(4)对复杂目标环境的适应能力强;
(5)抗干扰性能好。全固态相控阵雷达的可靠性高,即使少量组件失效仍能正常工作。
美中不足的是,相控阵雷达设备复杂、造价昂贵,且波束扫描范围有限,最大扫描角为90°~120°。当需要进行全方位监视时,需配置3~4个天线阵面。 相控阵雷达与机械扫描雷达相比,扫描更灵活、性能更可靠、抗干扰能力更强,能快速适应战场条件的变化。多功能相控阵雷达已广泛用于地面远程预警系统、机载和舰载防空系统、机载和舰载系统、炮位测量、靶场测量等。美国“爱国者”防空系统的AN/MPQ-53雷达、舰载“宙斯盾”指挥控制系统中的雷达、B-1B轰炸机上的APQ-164雷达、俄罗斯C-300防空武器系统的多功能雷达等都是典型的相控阵雷达。随着微电子技术的发展,固体有源相控阵雷达得到了广泛应用,是新一代的战术防空、监视、火控雷达。 [编辑本段]相控阵雷达的分类相控阵雷达大体可分为两大类,即全电扫相控阵和有限电扫相控阵。全电扫相控阵又可称固定式相控阵,即在方位上和仰角上都采用电扫,天线阵是固定不动的。有限电扫相控阵是一种混合设计的天线,即把两种以上天线技术结合起来,以获得所需要的效果,起初把相扫技术与反射面天线技术相结合,其电扫角度小,只需少量的辐射单元,因此可大大降低设备造价和复杂程度。
天线阵,根据扫描情况可分为相扫、频扫、相/相扫、相/频扫、机/相扫、机/频扫、有限扫等多种体制。相扫系列利用移相器改变相位关系来实现波束电扫。频扫是利用改变工作频率的方法来实现波束电扫。相/相扫是利用移相器控制平面阵两个角坐标实现波束电扫。相/频扫是利用移相器控制平面阵一个坐标而另一坐标利用频率变化控制来实现波束电扫.机/相扫是在方位上采用机扫、仰角上采用相扫。机/频扫是在方位上采用机扫、仰角上采用频扫。 [编辑本段]相控阵雷达的特点相控阵雷达之所以具有强大的生命力,因为它优胜于一般机械扫描雷达。它具有以下特点:
(1)能对付多目标。相控阵雷达利用电子扫描的灵活性、快速性和按时分割原理或多波束,可实现边搜索边跟踪工作方式,与电子计算机相配合,能同时搜索、探测和跟踪不同方向和不同高度的多批目标,并能同时制导多枚导d攻击多个空中目标。因此,适用于多目标、多方向、多层次空袭的作战环境。
机载有源相控阵--21世纪机载雷达的革命(2)功能多,机动性强。相控阵雷达能够同时形成多个独立控制的波束,分别用以执行搜索、探测、识别、跟踪、照射目标和跟踪、制导导d等多种功能,一部相控阵雷达能起到多部专用雷达的作用,而且还远比它们能够同时对付的目标多。因此,可大大减少武器系统的设备,从而提高系统的机动能力。
(3)反应时间短、数据率高。相控阵雷达可不需要天线驱动系统,波束指向灵活,能实现无惯性快速扫描,从而缩短了对目标信号检测、录取、信息传递等所需的时间,具有较高的数据率。相控阵天线通常采用数字化工作方式,使雷达与数字计算机结合起来,能大大提高自动化程度,简化了雷达 *** 作,缩短了目标搜索、跟踪和发控准备时间,便于快速、准确地实施畦达程序和数据处理。因而可提高跟踪空中高速机动目标的能力。
(4)抗干扰能力强。相控阵雷达可以利用分布在天线孔径上的多个辐射单元综合成非常高的功率,并能合理地管理能量和控制主瓣增益,可以根据不同方向上的需要分配不同的发射能量,易于实现自适应旁瓣抑制和自适应抗各种干扰,有利于发现远离目标和小雷达反射面目标(如隐形飞机),还可提高抗反辐射导d的能力。
(5)可靠性高。相控阵雷达的阵列组较多,且并联使用,即使有少量组件失效,仍能正常工作,突然完全失效的可能性最小。 此外,随着固态器件的发展,格控阵雷达的固态器件越来越多,甚至已生产出全固态儿控阵雷达,如美国的。“爱国者”雷达,其天线的平均故障间隔时间高达15万小时,即使有10%单元损坏也不会影响雷达的正常工作。 [编辑本段]相控阵雷达的应用 采用有源相控阵雷达的“费尔康”预警机
相控阵雷达的军事应用十分广泛,在地面远程预警、机载和舰载预警、地面和舰艇防空系统、机载和舰载火控系统、炮位测量、靶场测量等领域,都已经使用相控阵雷达。
有代表性的相控阵雷达有美国的“丹麦眼镜蛇”和AN/EPS-115战略预警雷达、“爱国者”防空导d系统用的AN/MPQ-53多功能相控阵雷达、“宙斯盾”指挥控制系统的相控阵雷达等。以色列为智利研制的“费尔康”预警机是世界上第一架相控阵雷达预警飞机,于1995年5月交付智利空军。
扩展阅读: 1相控阵雷达有两种,一种是有源相控阵雷达,一种是无源、相摔阵雷达。两者的区别存于:有源相控阵雷达的天线是一种称为T/R模组的接收与发射装置,每一块T/R模组都能产生电磁波;而无源相控阵雷达则是使用统一的发射机和接收机,外加具有相位控制能力的相控阵天线而成,天线本身不能产生雷达波。有源与无源相控阵雷达在功能上无太大的区别,不过有源相控阵的收发装置只有T/R模组,所以结构重量轻,故障率低,即使几个相邻阵元出现故障和损坏,也不会对整个系统的性能造成影响。而无源相控阵雷达与传统雷达l有天线及处理系统的差别,结构重量、生存率等均不能与有源相控阵雷达相比。因此,有源相控阵雷达是未来战斗机机载雷达的发展方向。 2中国研制相控阵雷达已有多年,在地对空导d系统、炮兵侦测系统和新型驱逐舰上已有实际应用。但是机载相控阵雷达必须解决好三个难题: 3一是T/R模组的体积。一般是28个T/R单元使用一组共用元件,一个模组中共用单元的数量越多越好,但共用组件故障时对雷达性能的影响也就较显著。所以,两者必须平衡。 4二是大功率低压电源。相控阵雷达的天线阵元要求的电压不高,但所需电流却很大。作为机载相控阵雷达系统中的电源,必须可靠性高,体积小,重量轻。 5三是冷却。相控阵雷达的天线阵面上密着数百上千个T/R模组,热功率相当高,如何对其冷却是保证雷达可靠、正常工作的条件。有源相控阵雷达技术难点较多,而无源相控阵雷达相对来说技术难度较小,装备比较容易,作为有源相控阵雷达的替代品或机载雷达的低端产品,不失为一种首选方案 。

ACS="Attack Characterization System" 攻击识别系统。
MW2第二关雪山,Soap去俄军秘密空军基地偷回的正是 ACS模块,是美军之前丢失的。
ACS模块为人造卫星提供敌我的身份识别功能,虽然Soap成功取回但俄国已经在Soap之前复制了该系统,并成功保护光驱。为日后的空投埋下伏笔。
俄国保护光驱该模块后可以混过卫星雷达的监控,长途空投美国。美国的防御依赖卫星以及电子识别,所以空投不会遭遇任何反击。同时美军的空中优势也不复存在(从大量的俄军直升机满天飞判断)
ACS被保护光驱后,最大的问题还不只是卫星的失效,而是美国的所有战略武器包括核武器(个人见解)都会失效,甚至被利用来攻击美国自己的目标(个人见解)。这点在Captain Price被营救后与General S的对话可以了解到。Price说,大意,原话忘了,“灭火的最快办法应该是用爆炸瞬间耗尽屋子内氧气” ,意思是如何防止俄国用我们的武器攻击我们自己?最好的办法就是。。。任务简介时没有交代,实际上Price的行动解释了一起,他进入潜艇后不但启动了武器打开了发射井盖,而且发了16Magaton的核d,在美国东海岸高空引爆,制造了大面积的EMP (电磁脉冲辐射),使得在美国的俄国军队电子仪器失灵,保证美军反击成功。

物联网就是物物相连的互联网。

这有两层意思:

其一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;

其二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信,也就是物物相息。

物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,广泛应用于网络的融合中,也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。

物联网的应用:

1、智能交通。物联网技术在道路交通方面的应用比较成熟。随着社会车辆越来越普及,交通拥堵甚至瘫痪已成为城市的一大问题。对道路交通状况实时监控并将信息及时传递给驾驶人,让驾驶人及时作出出行调整,有效缓解了交通压力。

2、智能家居。智能家居就是物联网在家庭中的基础应用,随着宽带业务的普及,智能家居产品涉及到方方面面。 家中无人,可利用手机等产品客户端远程 *** 作智能空调,调节室温。

3、公共安全。近年来全球气候异常情况频发,灾害的突发性和危害性进一步加大,网可以实时监测环境的不安全性,情况提前预防、实时预警、及时采取应对措施,降低灾害对人类生命财产的威胁。


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