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雷达技术进展及新用途

发 布:2017-7-17 16:48:28查 看:110

 美国加州Irvine市 

 
雷达技术的最新突破以及商业和军事领域对小型实惠的高精度雷达的需求,导致雷达使用方式和用途发生新的变化。自动驾驶车辆、无人驾驶飞机(UAV)以及各种商用/民用应用等许多即将增长的市场均依赖于固态雷达以及新的制造和编程方法。这一新变化是国防用雷达、隐身及干扰技术领域中愈演愈烈的各种技术突破的副产物,其使得传统雷达解决方案逐步过时【1】。此外,精密数字信号处理(DSP)技术、高敏捷度射频收发器以及尖端天线技术的广泛普及成为这一加速变革的催化剂。
 
新的天线及雷达制造技术是上述性能提高及成本下降的贡献因素。其中,GaN功率晶体管、低噪声放大器(LNA)以及有源相控阵(AESA)天线已成为最近雷达及雷达干扰器军事合同及全球系统部署的核心采购设备。使用上述技术的雷达优于常规雷达系统,并激发了一大批创新性的新型雷达设计和制造方法。新的有源相控阵技术实现了向更高频率(毫米波)的发展,从而可以更小的相控阵天线提供更高的分辨率,而模块化设计方法使得新型数字处理和计算技术被快速采用。
 
有源相控阵雷达
 
过去的几十年中,相控阵天线大大改善了传统雷达的方向性和性能。最近,更强的数字信号处理和计算方法又带来一项技术突破。有源相控(或称有源波束赋形)在利用相控阵天线性能优点的同时还引入有源扫描,从而不但大幅降低了机械扫描雷达天线的维护成本和故障率,而且还提高了雷达扫描速度和精度(图1)【2】。这一行业的领导者有雷神(Raytheon)、诺斯洛普·格鲁门(NorthropGrumman)、洛克希德·马丁(LockheedMartin)和泰雷兹(Thales)等公司。此外,此领域中还有许多其它公司正在研发新技术。有源相控阵雷达在传统雷达技术的改造、升级和更换方面具有极高的需求。
 
 
▲图1:很多战斗机已将机械扫描雷达淘汰,换装了新式的有源相控阵雷达。
在最新产品中,收发(TR)模块可设置为既能以独立方式运行,也能以集群方式运行,从而可生成多个不同工作频率的波束,以实现扫描资源的动态智能利用。与无源阵列雷达相比,这种适应性极高的配置方式有助于降低被截获的概率。此外,其定向接收和频率敏捷性降低了干扰敏感性,而且此优点在宽带情形中尤其突出。
 
在上述模块化有源相控阵设计中,由于收发模块的任何故障均不会导致整个系统发生瘫痪,而且还易于通过模块更换实现维修/维护,因此可靠性更高。有源相控阵雷达的收发模块主要为高性能的软件定义无线电(SDR)模块,这些模块还可配置为用于实现极高数据速率的无线电通信。此外,其高定向性的波束赋形能力因可将与接收机的通信限定于波束聚焦路径内而实现通信安全性【4】。
 
有源相控阵雷达天线的典型最大扫描角度小于120度。为了实现360度覆盖,一种通常做法为将其安装于机械旋转平台上。然而,最近的研究成果已证实,使用背靠背式的天线面板可实现固定阵列的360度全方位覆
 
 

关键字:嘉兆科技、测试测量

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