原创 大话雷达

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一、        雷达的基本原理

雷达－是近代的特殊的无线电观测设备，它是用以发现与测量目标位置的无线电技术仪器。如果将它的使用范围缩小来讲，就是测量无源活动目标（如飞机、军舰）的方位和距离的无线电技术仪器。

(一)            雷达原理之一－无线电波的反射作用

谁都知道，蝙蝠白天躲在黑暗的地方，专在夜里飞出来寻找食物。然而，它为什么能够在黑夜里飞行，而不至于撞到障碍物，例如树林或房屋呢？几千年来人们都说这是因为它的眼睛怕光，却又能够在黑夜里看见东西的缘故。其实，这种揣测不很正确，我们来揭开蝙蝠的这个秘密，蝙蝠的嘴里，能够发出一种我们听不见的声音，这声音每秒钟振荡的次数，在25000到70000之间（人类的耳朵所能够感觉的声音，每秒钟振动数约为16～20000），已经超出人类耳朵所能感觉的范围，所以叫做超声波。蝙蝠的听觉器官很特殊，它能感觉到这种超声波。当它在黑暗中飞行的时候，嘴里常常发出超声波。这声波在某一个方向遇到了障碍物，就立刻从那里方向反射回来，其中有一部分反射到蝙蝠的耳朵里，它便知道在那个方向有障碍物，于是及时躲开。它凭着经验，还可以知道：回声急，障碍物近，回声慢，障碍物远。换句话说，它根据回声的快慢，来判断障碍物的位置的远近，根据回声传来的方向来判断障碍物所在的方向。

假如我们把“一股”短促而强力的超声波从舰艇的底部向下发射出去，它在水里的速度大约为在空气中速度的五倍，那么它会从海底反射回来，回到舰艇上。我们用一种特殊设备把它收下来，根据超声波从出发到舰艇所需的一段时间，就能不断地检查海洋的深度。利用超声波也可测量海洋中的暗礁或者测量敌人的潜水艇。

超声波固然有反射的特性，可以利用来测量距离，同样普通的声波、光波，乃至无线电波都是具有反射特性的，而且在雷达里不是采用声波，而是应用的无线电波。

雷达发射机发射出去脉冲式的无线电波，如果在无线电波传播的途径上遇到任何物体时，它就被反射回来。水面、大地、铁路、城市建筑，飞机和舰艇－所有这些对无线电波的反射都不同。反射回来的无线电波，其中有一部分回到雷达站上。其次则是从较远的物体上反射回来的。所有这些信号都被接收机接收到，并显示在雷达显示器上。

(二)            雷达原理之二－事先能知道无线电波的传播速度

无线电波的速度（包括无线电波、光波）比声波的速度要大好多倍，它的速度为30万公里每秒。想知道这速度究竟有多大，举个例子，无线电波在一秒钟之内能绕地球七圈半。另外一个有趣的例子是，若你在演播厅听演唱，当你听到歌手的声音之前，声波已经通过广播电台传到一个相当远的距离以外去了。一个离你<?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />一千公里远的听众甚至可以通过收音机比你先听到美妙的歌声。

(三)            雷达原理之三－定向发射

所谓定向发射即在一特定瞬间，用狭细的射束来发射脉冲电磁能。它有一个重要的优点，那就是能够节省能量，雷达站用小的功率就能“看”得远，而且效果好，例如一个人夜里在大房间看书的时候，他并不需要用灯照亮整个大房间，只需一盏台灯，将光照在书上，甚至支数很小的灯泡就足够，不至于伤害眼睛了。的确，这时整个房间的其余部分都是黑暗的，但是这并不妨碍看书，相反会使我们对书看得更清楚。

雷达工作也正是如此。由于它把能量集中在不大的空间里，所以是“照射”目标物最好的方法。

雷达的射束应该窄到何种程度呢？射束愈狭细，集中在其中的能量就愈大，被发现目标的方向也就指得越正确。假设在雷达的作用所照射的区域内出现了敌人的飞机，请问用“针”状的狭窄射束把雷达站所在地周围的空间扫一遍，需要多少时间呢？同时是否能不让敌人漏网？所花费的时间，想来是很多。在这段时间中，任何飞机都能逃出雷达的搜索区域。这就是说，“针”状射束是不适合的。射束的缩窄有着合理的极限，这种极限就在于能同等程度地满足对雷达所提出的各种要求。对负有不同使命的雷达站来说，解决这个问题的方法也绝然不同。防空哨雷达站的射束应该较宽，瞄准大炮用的雷达站相反的要窄。在许多情况下，为了适应雷达站特殊工作任务的需要，射束往往有着特殊的形状。

由此看来，雷达的基本原理就是电磁波的定向发射，它在导体上的反射，以及首先正确地知道了电波的传播速度。显然，要深刻地了解和掌握雷达技术，就是必不可少的基础。

通常，无线电广播用的是中波或短波。雷达，一般工作在超短波或微波。工作在超短波波段的雷达称为超短波雷达或米波雷达；工作在微波波段的雷达通称为微波雷达。微波雷达有时还细分为分米波雷达、厘米波雷达、毫米波雷达等。

那么，雷达为什么不能像广播电台那样，工作在中波或者短波呢？这是由雷达工作原理决定的。千里眼是借无线电波在目标上得到的反射才能“看”到目标的。波的反射有一个规律：目标越大，反射越强。因此，雷达所用无线电波的波长越短，在飞机或导弹等其它目标的反射会越强。所以，雷达必须工作在超短波或微波波段才能有效地发挥作用，探测到目标。同时，雷达天线是雷达的一个重要组成部分，假如，雷达工作在中波波段，要实现定向发射，就得把几十个甚至几百个能激起无线电波的金属棒排起来构成阵列天线，那将一付非常庞大的天线，这在实用中既不经济，也难以做到。所以雷达工作的波长不能太长。

雷达必须工作在上述波段，还有一个原因是与高空的电离层有关。三十年代，由于还没有造出超短波使用的大功率电子管，雷达只好用短波来工作，而电离层对短波是会反射的，因此往往把电离层反射回来的信号当作飞机。而频率超过30Hz以上的超短波无线电波就能穿过电离层直上太空，这就避免了电离层对无线电波的反射作用的影响。

二、        雷达的基本组成

（一）产生电波的金属棒-振子

    雷达想要探测目标，就要有无线电波。雷达中能在空间激起无线电波的工具就是振子，其实就是一根金属棒。

    电子在金属棒中来回反弹的过程叫做电振荡，如果反弹的过程中没有任何阻力的话，这种反弹会一直持续下去。电子流从金属棒的左端振荡到右端，再由右端返回到左端，叫做振荡一周，每秒振荡的周数，叫做振荡的频率。

    电子流在金属棒上流动的速度是极快的，它接近于光速，是不变的。因此，金属越长，电子流来回振荡一周所需要的时间也就越长，振荡频率也就越低了。在振荡一周的时间内，电子流走过的距离就是波长。显然，电子流在这段时间内，走过的距离恰好是金属棒长度的两倍。换句话说，金属棒的长度恰好为波长的一半。所以，这种金属棒常称为半波振子。

    半波振子上电子流的很高频率的电振荡，会在空间激发出频率相同的无线电波，它以光速飞快地离开振子向四面八方飞逝而去；半波振子是雷达向空间发射无线电波的器件，它相当于在水中搅动着的木块或手电筒的灯泡，起着在水中激起水波或向空间射出光波那样的作用。因为半波振子能向空间发射无线电波，所以有时把它称为辐射器。

    （二）无线电波的能源－发射机

半波振子中电子流的来回振荡会遇到阻力，要是不给它供给能量，使其克服各种阻力，这种振荡很快就会停止下来。所以，雷达中要有一部机器，它能驱使半波振子上电子流的振荡按照我们的需要，强有力地进行，这种机器叫雷达发射机。它是半波振子的能源，相当于手电里的电池。

雷达发射机供给半波振子以高频率电振荡的能量，半波振子在空间激起无线电波。一旦关断雷达发射机，半波振子也就停止向空间发射无线电波了。所以控制发射机通断，就可以控制向空间发射无线电波。

（三）定向发射装置－雷达天线

有了发射机和半波振子，就可以向空间发射无线电波了。但这样发射出去的无线电波是不能用来搜索和探测目标的。因为它向空间所有的方向都发射出无线电波。这些电波从四面八方碰到了目标，一起反射回来，那就根本没有办法知道哪个目标在哪个方向。

如何使雷达只朝一个方向发射无线电波呢？我们知道要是把手电筒灯泡周围的罩子和反射碗都拿掉，光秃秃的小灯泡发出来的光使没有方向性的。加上了反射碗和罩子，光就只朝一个方向射出去了，反射碗起到了集聚光波的作用。

雷达使无线电波定向发射的方法，与手电筒聚光的方法是一样的。那就是，不让半波振子直接向空间发射无线电波，而是让它把无线电波先发射到一个象大锅一样的反射器上，从反射器反射出来的无线电波就只朝一个方向发射了。这种象大锅一样的反射器，叫做抛物面反射器。

反射器的大小，与无线电波的波长很有关系。波长短，反射器就可以做得小一点；波长长，反射器就要做得大些。否则对电波得集聚作用不好。当然，在相同波长下，反射器越大，对电波的集聚作用就越好。

把半波振子（辐射器）和大锅样的反射器合在一起，看作一个整体，叫做雷达天线。这种样子的雷达天线又特地叫做抛物面天线。

对于波长为10cm的微波雷达，它的半波振子长是5cm，它的抛物面反射器的直径，要达到9m左右才能使发射出去的无线电波有足够的方向性。对于波长为3m的米波雷达，它的半波振子就有1.5m长。假如按比例来算的话，至少要有直径为270m的大锅，才能使发射出去的无线电波有足够的方向性。这显然是不实用的。因此，对米波雷达来说，必须另找途径来实现对无线电波的定向发射。

人们经过实践发现，把几十个甚至几百个半波振子按照一定的规律排起队来，也可以实现定向发射。而且半波振子数目越多，定向性就越好。

在相同定向发射性能的条件下，雷达工作波长愈短，雷达天线的尺寸也就可以做的小一些。但是不能走到另一个极端，说雷达的工作波长愈短愈好。波长如果长了有长的难处；太短了也有短的弊端。波长太短的无线电波在大气中传播时，会受到很大的损耗。因此，它传不远。所以雷达工作的波长既不能太长也不能太短，它通常工作在超短波或微波波段。

（四）极其灵敏的耳朵－雷达接收机

从目标发射回来的无线电波，在雷达天线还没有来得及从一个方位转到另一个方位以前，就已经返回到它上面来了。为了要从这些反射回来的无线电波身上了解到目标的情报（它的方位、高度、距离等），就必须要有一个象蝙蝠的耳朵那样的东西。在雷达上，这一部分叫做雷达接收机，它是一只特别灵敏的“耳朵”。为使雷达的探测距离尽量远，雷达发射机的功率是很大的。但是从远距离目标上反射回来的无线电波的功率，却是极其微小的。1000Kw的无线电波发射出去，到了500km以外，碰到一架歼击机，从它身上反射回来的无线电波的功率只是发射出去的极小的一部分。反射回来的无线电波返回到雷达天线，并进入雷达接收机时，那就更小了。它的功率还不到1微微瓦。

远距离目标反射回来的无线电波信号这么微弱，一般都要把它放大几百万倍以上，才能在雷达显示器上观察到。这个放大几百万倍的任务就要由雷达接收机来完成。

雷达接收机与普通的超外差式无线电收音机在原理上是完全一样的。不同的只是它不是接收中波或短波的无线电广播信号，而是接收从目标反射回来的超短波或微波的雷达信号。

由于雷达的工作频率太高，要把这么高频率的信号直接放大几百万倍，是很不容易做到的。因此，在信号进入接收机后，首先要把它的频率变化一下，也就是把它从较高的超短波或微波波段降低到一个较低的中频频率上，这就叫变频。把这个频率降低了的信号，再经过许多级由晶体管或电子管构成的放大器一次又一次的放大，这样就能够比较容易地达到放大几百万倍地目的了。这种经变频后再放大地接收机就叫做超外差式接收机。

（五）雷达显示器（略）

三、        常见地军用雷达

雷达在军事上的应用极其广泛，可以说几乎没有一种武器系统不使用雷达的。目前，甚至小到步枪或炮弹头上也可以装上微型雷达来提高射击的准确性。

从历史上来看，雷达是在第二次世界大战初期，为了防空的需要而专门研制发展起来的。在无线电通信的基础上经过不断试验，搞出了第一部能够探测飞机的无线电设备，人们管它叫雷达。

可见，雷达是随着战争的需要而诞生的，它随着战争中各种新式武器的发展而发展。超音速喷气飞机、导弹、卫星出现以后，对雷达性能提出了愈来愈高的要求。由于雷达在各军兵种中的广泛使用，雷达的类型也愈来愈多了。军用雷达一般可以分为地面防空雷达、机载雷达、舰载雷达等几类。

（一）地面防空雷达

地面防空雷达系统中的各种雷达，构成了一个严密的雷达网。它们肩负着国土防空的重任。其主要任务是：不间断地监视国境线外敌人飞机、导弹的活动情况，将入侵领空的敌飞机、导弹的情况报告给相关指挥机关及友邻部队，为上级指挥机关制定作战方案提供准确的情报（远警雷达）；准确地指挥引导我歼击机去截击敌机（引导雷达和测高雷达）；对接近我重要保卫目标上空之敌机，为高炮提供准确的射击诸元，使之“百发百中”（炮瞄雷达）；对我防空导弹实行制导，使其命中飞行中的敌机或导弹（制导雷达）等。

1、远警雷达

远警雷达即远程警戒雷达，它主要担负远距离监视的任务，看得远，是这种雷达得主要特点。如何使雷达看得远，首先，它所使用得无线电波得波长不能太短，因为，波长越短，大气对无线电波得衰减就越厉害，无线电波就传不远。所以，远程警戒雷达一般都采用米波或分米波－微波波段中波长较长的波段。

在波长一定的条件下，要使雷达看得远，通常采取三方面的措施。一是加大雷达发射机的功率；二是提高接收机的灵敏度；三是把天线做得大些。由于以上这些原因，远程警戒雷达一般都是庞然大物。

2、引导雷达

引导雷达的主要任务是准确地测定敌机的位置和动向；把歼击机引导到敌机所在的空域，并使其处于有利的攻击位置，保证顺利地击落敌机。

地面引导雷达对飞机的引导是否准确，往往对空战的胜利有着极大的影响。因此，对引导雷达来说主要要求就是要“测得准”。为要测得准，而又要有足够的探测距离，引导雷达一般工作在波长为几十厘米到十厘米左右的微波波段。这一波段的雷达天线一般都是抛物面天线。

3、炮瞄雷达

炮瞄雷达是专门用来指示高射炮瞄准敌机用的。由于高射炮射程不远，所以这种雷达的探测距离不要求很远，只要有几十公里就够了。但其探测精度要求极高，否则就击不中敌机。

炮瞄雷达向空间发射的无线电波，它的水平波瓣和垂直波瓣都是很窄的。为了要在空间产生极细的波瓣（或称波束），炮瞄雷达通常工作在10cm到3cm波长的微波波段，它的抛物面天线是圆形的。

炮瞄雷达还有两个特殊本领：一个是它能够自动跟踪目标。炮瞄雷达的波束很细，可以精确的测得目标的方位、距离、高度等信息。同时炮瞄雷达还专门装有一套自动跟踪仪，当雷达第一次发现目标以后，这套自动跟踪仪就启动，它能使雷达天线自动跟着目标动。第二个特殊本领是它可以和几门高炮联动，这样可以大大增加打击准确率。

由于炮瞄雷达的波束极细，所以全方位探测目标就显得很困难，所以，几部炮瞄雷达一般都是很一部环视雷达配合一起工作。环视雷达又叫目标指示雷达，也可以说是一种全方位雷达，它是一种探测距离为100～200公里的中程雷达。

4、制导雷达

这里主要是指打击敌人飞机的地空导弹系统中的制导雷达。目前的地面防空火力系统主要由歼击机、高射炮和地空导弹组成。

由于高射炮的射程，一般不超过几十公里，所以的威力半径比较小。歼击机虽然速度高，活动范围大，但是它的起飞、爬高、加速都有花费一定的时间，往往容易失去有利战机。地空导弹起飞快、速度高、射程远、命中率高。所以，在现有防空武器中，它的威力是比较大的。但是，它在发射和命中目标过程中几乎完全依靠雷达配合，离开了雷达，如同双目失明，地空导弹就会无的放矢。

整个制导系统使用两部雷达，一台计算机和一台控制导弹飞行的无线电指令发射机。其中一部雷达叫目标跟踪雷达。它实际上与炮瞄雷达是类似的，它能自动跟踪目标。另一部雷达叫导弹制导雷达。它也是一部能够对发射的地空导弹进行自动跟踪的雷达。它们都能够准确地测定目标或导弹的位置、速度和航向。

整个制导过程是，目标跟踪雷达首先跟踪目标，并把目标的位置数据送到计算机，计算机根据目标跟踪雷达送来的数据进行计算，并自动控制导弹发射架对准目标。目标进入导弹威力范围后，它发出指令，使地空导弹点火发射。导弹发射后，制导雷达很快就跟踪上，并把它的位置数据也送到计算机，计算机根据两雷达送来的数据进行计算。当它的计算结果认为需要适当修正导弹的飞行方向时，就向控制导弹飞行的无线电指令发射机发出控制信号，它发出改变飞行方向的相应指令。

由于一部导弹目标速度非常快，地面制导的距离又比较远，所以光由地面制导要使导弹命中远距离目标，是相当困难的。要想准确命中目标，在导弹上，还要装一套制导系统，叫做“自寻的制导系统”。地面制导系统把导弹引导到靠近目标一定距离后，它就完成任务了。剩下的一段距离要由导弹上的自寻的的制导系统自己把导弹引向目标。

5、相控阵雷达

相控阵雷达是随着雷达技术的发展，在六十年代就出现的一种新型雷达，被称为第二代雷达。这种雷达是一个多面手，它可以完成同时对不同的目标进行远警、引导、跟踪、制导或者测高等多功能的任务；它可以在30秒钟内对多达300个目标进行跟踪，并预测出200个目标的弹着点（洲际导弹）；它对于象篮球那么大小的目标的最大探测距离可达3700公里；对于大型卫星，可以有46325公里的作用距离，可以说它是集雷达技术之大成。

不同功能的雷达，在性能要求上，相互之间是有矛盾的。例如，警戒雷达要求垂直波瓣很宽；跟踪瞄准雷达要求波束很细。又如，要想看得远，天线要做得很大。天线一大，转动起来就很不方便。这样，靠转动庞大的雷达天线来改变雷达波束的指向，以跟踪快速飞行的洲际导弹，就太不灵活了。相控阵雷达把这么多不同功能集中在自己身上，它是如何来解决这些矛盾呢？下面通过一个比较简单的例子来说明。

一部较小的相控阵雷达，就象一个30米高巨型建筑物，这个庞然大物是固定不动的。它的天线装在往后倾斜20度的斜面上。在直径越为29米的圆形天线阵上，排列着15360个能发射无线电波的辐射器（类似前面说的半波振子那样的东西），还装有将近20000个不发射无线电波的辐射器。这15360个辐射器分成96组，与其它不发射无线电波的辐射器搭配起来，分布在天线阵的不同部位上。每组由各自单独的发射机供给电能，也各有单独的接收机来接收自己的回波。所以实质上它相当于有96部雷达组合在一起。

整个96组收发系统是有机地联系在一起地，它们由射在天线后的几层楼高大楼里计算机统一指挥。哪几组负责警戒，哪几组负责跟踪，哪几组负责搜索，哪一个目标由谁负责，都由计算机统一进行周密的安排，计算机就相当于相控阵雷达的大脑。

各组收进来的信号，又统统送到计算机里去分析加工，以决定对不同的目标下一步采取怎么样的跟踪或搜索方法。它还可以计算出每个目标的方位、距离、高度以及飞行轨道、弹着点等数据。

相控阵雷达的天线是不动的，它不像一般的雷达那样用转动天线来使波瓣旋转。所以上面这个例子中的天线不能看到天线背后的目标，它只能看到它天线对着的那一面120度方位角范围内的目标。所以目前相控阵天线一般都是两个或者三个阵面。

每个阵面正面120度范围内波瓣的转动，是用电的方法来操纵的。它在每个能发射无线电波的辐射器上都装了一个叫“移相器”的东西。每个移相器都由计算机来控制。这样，计算机就通过控制15360个移相器来改变每个辐射器向空中发射无线电波的“相位”，从而达到使雷达波瓣产生偏转的目的。相控阵三个字就是由此而来，它代表“相位可以控制的天线阵”的意思，移相器则是相控阵雷达的关键性器件。

（二）机载雷达

机载雷达是装在飞机上的各种不同用途的雷达，就其基本功能来说，这些雷达与地面防空雷达并没有多大差别，也还是警戒、导航、瞄准、制导等作用。但是由于它们是装在飞机上，所以特别要求体积小，重量轻。尤其是在歼击机上，更是要求小巧玲珑。机载雷达的探测距离除了个别特殊的以为，通常只有几十公里。但探测精度却要求比较高。根据这些特点，机载雷达一般工作在波长为3cm以下的微波波段。由于波长短，天线尺寸可以做得小一些，再加上发射机功率比地面雷达小得多，这样，雷达的体积和重量才能满足“机载”的要求。

由于飞机在起飞、降落以及在空战中会产生剧烈的颠簸和震动，所以机载雷达对于防震性能要求很高。目前常有的机载雷达有以下几种：

1、机载预警雷达

这是一种装在大型运输机上的远程警戒雷达。它实际上就是把地面防空雷达系统中的远程警戒雷达搬到了天上。一架大型运输机一般只能装一套远警雷达和一些指挥联络工具。几架这样的飞机轮流地在特定的航线上进行巡逻飞行，负责警戒一定的空域。

既然地面上有远警雷达可以担负预警任务，为什么还要把它搬到天上去呢？这主要是有三个原因：一是因为雷达具有“站得高，看得远”的特点。二是可以弥补地面远警雷达的不足之处。地面雷达有一个很重要的弱点，就是对于低空飞行的飞机，它的探测距离很近；对于超低空飞行的飞机它甚至完全看不到。三是由于机载预警雷达装在飞机上，机动性大，生存能力强，不像地面运警雷达那样容易暴露和遇到敌人的摧毁。

2、射击瞄准雷达

歼击机歼灭敌机的重要手段之一是用装在飞机上的机关炮向敌机射击。这种机关炮通常用光学瞄准具来瞄准敌机。但是在夜间或能见度很差的情况下，光学瞄准具就不能用了，而要用机载射击瞄准雷达来进行瞄准。

机载射击瞄准雷达一般装在飞机的头部。它通常有两种工作状态－搜索与跟踪。当目标机与我机较远时，雷达就在我机正前方上下左右一定的角度范围内和一定的距离范围内搜索敌机。此时，它就相当于一部小型的警戒雷达。当敌机离我机比较近时，雷达就自动地转入跟踪状态。这时，它就相当于一部小型的炮瞄雷达，用自己极细的波束去自动地跟踪注敌机。

机载射击瞄准雷达有很多种，又有很多不同的叫法。有的叫截击雷达，有的叫攻击雷达，还有叫截获雷达、火控雷达、搜索跟踪雷达等等。但基本原理都与上面讲的差不多。基本功能也无非是对目标进行搜索、跟踪和测距这三个方面，只是在性能上有些差异而已。

3、轰炸瞄准雷达

近代轰炸机对地面或海面目标投弹时，经常采用水平投弹的方法。水平投弹就是轰炸机在空中一定高度上作匀速的水平飞行，然后用光学瞄准具或雷达瞄准目标自动地进行投弹。水平投弹可以在10000米以上的高空进行，轰炸瞄准雷达，就是用来帮助轰炸机瞄准目标作水平投弹用的。它比起光学瞄准具来，具有基本上不受气象条件影响，可以进行夜间自动投弹等优点。它最远可以看到将近200公里，也可以在较远距离上进行瞄准。但它在近距离时，没有光学瞄准具精确。所以，实用中，往往两者配合使用。

该雷达其实就是要根据飞机的速度和高度以及弹着点位置，算出投弹弹点，以及炮弹滑行的抛物线。

又由于该雷达对着正下方，所以可以全面的看到地面的各种目标，在恶劣的气象条件下或失去地面导航时，空中领航员可以根据该雷达来给自己的飞机导航。

4、机载导弹控制雷达

近代空战中，往往更多使用飞机上的空空导弹，在较远的距离上去消灭敌方飞机。早期的空空导弹，没有专门的雷达制导。所以这种导弹作用距离较近，命中率也不太高。专门的机载导弹控制雷达，就是一种装在战斗机上的小型相控阵雷达。

这种制导雷达配装有容量很大，运算速度很快而结构又极其紧凑的计算机。能同时对几十个分散目标进行搜索跟踪。这种雷达重量一般几百公斤，体积也不到一立方米，可以同时制导多枚空空导弹去打击多个不同的目标。

5、护尾雷达

歼击机在与敌机作战时，最怕从背后受到攻击，一旦尾巴给敌人咬住了，就会使自己处于很不利的地位。只有及时发现，迅速摆脱敌机，才能扭转这种被动局面。一般歼击机上只有一个飞行员，他要集中注意力操纵飞机与正面的敌机作战，没有精力来照顾自己的身后。为了解决这个矛盾，通常采取编队作战的方法，用僚机来保护长机的尾部，使长机能解除后顾之忧，集中精力去消灭正面的敌机。尽管如此，歼击机总免不了要单独作战，这时候保护机尾的任务就由护尾雷达来完成了。

6、侧视雷达

前面讲的歼击机射击瞄准雷达和轰炸机投弹瞄准雷达，都是装在飞机的头部往前方看的。所以，这些雷达都叫作前视雷达。侧视雷达则是装在飞机的肚子下方两侧，往飞机飞行方向的左右两侧看的，它主要是用来侦察地面目标或测绘地形用的。这种雷达好像是装在飞机肚子下面的两只斜眼，而且由于是在装在肚子下，天线尺寸可以做的稍大些，探测精度做的很好。它专看飞机的航线左右两侧下方几十公里宽的一个地带上的地面目标，而机身正下方的地面倒反而看不到。

7、地形跟踪和地物回避雷达

地形跟踪雷达是保护飞机作超低空飞行时，不致飞机撞到地物上去的一种雷达。地形跟踪雷达一般装在飞机头部下方，往机头前下方发射电波，专门用来探测机头前面下方的地形。它能自动的测出飞机前下方地形变化的情形。当前下方有隆起的地物时，它会立即通过计算机的计算来控制自动驾驶仪，使飞机爬高到前方地物上方的一定高度上。

这种地形跟踪雷达，比较适合用于变化不是太剧烈的地形，对于有些从平地陡然突起的地物，要使飞机突上突下地飞行就困难了。这样，就有一种与它类似地雷达叫做地物回避雷达，其基本原理与地形跟踪雷达相同，但当它发现前面地物时，不是自动控制飞机爬高，而是让飞机自动地往左或往右绕过地物来保证飞机的安全。这两种雷达可以同时配合使用，一般超低空作战飞机或无人驾驶飞机都装有这种雷达。

（三）舰载雷达

舰载雷达是指装在军舰上的各种不同用途的雷达。舰载雷达对于海军作战具有十分重要的作用。舰载对空警戒雷达可以使军舰发现几百公里以外来袭敌机；舰载对海警戒雷达还可以发现几十公里甚至几百公里以外敌人军舰；舰载导航雷达可以在浓雾中保证军舰安全航行而不致与别的舰船相撞，它还可以引导我舰载飞机执行各种任务；舰载火炮控制雷达可以使舰上的重炮瞄准几十公里以外的敌舰射击而命中误差只有几米；舰载导弹制导雷达可以对各种舰载导弹进行准确的制导；等等。一般一艘现代化军舰上所装的雷达不下于七、八部，多的甚至有二、三十部。

中国最新出来的开赴亚丁湾的舰上就配备了CETC某所研制的相控阵雷达，以及中船重工七院某所研制的超视距和三坐标雷达。

（四）陆军雷达

除了上面提到的，雷达在地面防空、机载、舰载等方面的多种用途外，一种供陆军部队使用的小型雷达也在大量应用。这种雷达重量轻、体积小，作为部队全天候的侦察兵使用。用的最多是战场侦察雷达和迫击炮定位雷达。

四、        雷达的弱点

雷达是靠发射和接收无线电波来跟踪的，因此，它不能直接用来杀伤敌人，也不能直接用来保护自己。它只是起着眼睛的作用，但是，很多武器都离不开这里千里眼。目前，很多国家都在花很大的人力物力，针对雷达的弱点研究如何在战争中使对方的雷达失灵，并使自己的雷达免遭对方的干扰破坏。这是一场无声的战争－电子战，雷达对抗是电子战中的重要组成部分。

对付雷达的方法无非是：躲过它，让它看不到；蒙蔽它，让它看不到或看不清；欺骗它，让它看错认错；最后方法就是彻底摧毁它。相应，对方也会使出各种手段使自己不被干扰、蒙蔽、摧毁等。敌我双方围绕着使对方雷达失灵和使己方雷达充分发挥作用而展开的相互斗争，就是雷达对抗的主要内容。

雷达的主要弱点有：存在盲区；易被侦察；易受干扰；气象限制。

五、雷达中使用PLD的机会

对于PLD的机会，几乎涵盖了雷达了各个分系统，特别是现在流行的数字T/R，连天馈某些场合都可以做到数字化。其实T/R组件虽然位于天线中，但是不应将其归入天馈系统，应该属于收发系统。

限于水平及篇幅，这里只举两个例子来说明PLD在雷达上应用，雷达信号处理以及数字接收大家都知道且容易理解，这里就不再赘述。这里举两个相控阵雷达上的典型应用。

举例之前先区分两种不同的相控阵雷达：有源相控阵雷达和无源相控阵雷达。有源相控阵雷达的天线采用的是一种称为T/R组件的发射与接收装置，每一块T/R组件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组成，天线本身不能产生雷达波，这是结构上的区别。有源相控阵雷达的收发装置只有T/R组件，所以重量较轻，故障率较低，即使几个T/R组件损坏了，也不会影响到整台机器的使用，而无源相控阵雷达就不具有这种优势，这是性能上的差别。

1、数字波束形成（Digital Beam Forming － DBF）及波束控制

将数字技术与天线技术完美结合，在发射和接收模式下以数字波束形成(Digital Beam Forming，DBF)取代传统模拟波束形成，便产生了一种全新概念的数字阵列雷达(Digital ArrayRadar，DAR)。

与采用模拟器件来实现波束形成的传统相控阵雷达相比，数字阵列雷达具有很多优点：易于实现超低收发副瓣；波束扫描速度快(低于微秒量级)，信号处理方式灵活，可以同时发射、接收多波束，自适应零点形成易于抗干扰，模块之间的幅相校正较为简单；可以利用直接频率合成技术，产生各种具有复杂编码波形的发射信号，被截获的概率低，不用移相器，雷达的整机功耗低、可靠性高。

随着空间目标高分辨雷达探测技术、多功能宽带相控阵雷达技术等的广泛应用，移相单元多（数万或数十万）、宽带（成像）、单元间距小、结构复杂。这些都对波控系统提出了很高的要求：运算速度快、设备量尽量少、实时补偿、工作方式多。波控系统需采用不同于集中式波控和分布式波控的方法，需采用分布-集中式波控。对阵面波控设备的运算速度、体积、功耗要求使得我们对阵面集成电路的选择变得苛刻，控制电路的选择已开始从EPLD+单片机发展到FPGA+DSP，单片电路的集成度从几千门向几十万门过渡。

相控阵天线是雷达系统实现大空域、多功能、多目标的关键技术之一。相控阵技术是建立在天线阵列技术、信号和数据处理技术以及微电子技术等多学科综合成果的基础上发展起来的。天线波束扫描的快速、灵活性能是相控阵雷达的主要特点和优点之一，相控阵波束指向和能量分配的灵活性使其数据率可变、驻留波形可调节。而天线波束的这种性能是通过波束控制分系统来实现的。

对波束控制分系统的主要要求有：（1）能完成雷达系统要求的基本功能；（2）满足对天线波束转换的速度要求；（3）尽可能地减少波束控制分系统的设备量，以降低成本；（4）便于波束控制分系统的调试和维修，减少调试维修的工作量。波束控制分系统设计的指导思想应是在满足前两点要求的前提下，尽可能地降低波束控制器的设备量和调试维修的工作量。

波束控制分系统需完成对天线波束的定位，随机馈相，天馈线相位误差的补偿，频率捷变后天线波束指向的修正，波束赋形，满足天线近场测试的要求，幅度调整功能，开关控制，阵面监测，阵面其他低频通道信号的传输。波控系统的主要功能是完成移相码的运算和装订以及对阵面的监测，即高速高效运算、系统监测技术。

目前相控阵雷达的波束控制一般采用集中式波控和分布式波控两类方案，
完成波控的硬件设备一般包含舱内波控设备和天线阵面设备，且两者间有完整的控制总线和数据总线。集中式波控方案由一套波控运算设备对阵面各点的相位进行统一运算，算完后将数据分路传至阵面各点。此方法硬件设备量少，适合于阵面单元较少的相控阵雷达。但是，当阵面单元较多时，由于其运算时间往往较长，将影响波束扫描的速度。分布式波控方案将波控运算基码送至阵面各波束制单元，各种补偿数据置于单元存储器中，各单元分别进行本单元移相量计算。这样可大大减少运算时间，满足天线波束的快速扫描要求。同时由于传给各单元的数据和控制信号为同一组信号，使阵面走线得以简化，走线量减少。

对于二维平面阵，移相器数量成百上千，且要求实时计算，由于阵面单元常采用三角形排列，单元间间距固定，所以产生了分布式运算法，运算器件采用单片机或是ASIC专用运算芯片，做固定的乘加运算来完成波束码的实现。分布式运算法的核心就是数据广播式发送，波控码分布式运算。其优点是阵面走线简单，控制灵活，设备量较少，此种方法已经成功应用于多部大型相控阵雷达，技术先进可靠。

随着空间目标高分辨雷达探测技术、多功能宽带相控阵雷达技术等的广泛应用，给波控带来了更多挑战。X波段相控阵雷达其特点是移相单元多（数万或数十万）、宽带（成像）、单元间距小、结构复杂。这些都对波控系统提出了很高的要求：运算速度快、设备量尽量少、实时补偿、工作方式多。单元间距小意昧着波控需采用不同于集中式波控和分布式波控的方法，需采用分布-集中式波控。

波控系统除完成正常波控功能外，还含有许多其它功能。幅相监测系统直接通过波控完成阵面监测所需的控制，阵面的多组矩阵开关控制电路就是专为其设计的；子阵延时控制电路是用来完成宽带扫描，满足雷达宽带特性；组件控制中的过温过压保护是用来控制组件电源；多路温度监测、驱放功率监测、TR组件监测等全是阵面监测所需的内容。国内外成功的经验表明，天线阵面控制已趋于统一的控制，波控系统已从单纯的波束指向控制向相控阵天线系统的综合电气控制变革。

2、数字T/R

根据波束形成机理，接收波束和发射波束都可以通过数字技术来形成。接收和发射波束均以数字方式形成的全数字化阵列天线雷达就称作数字阵列雷达。数字阵列雷达的基本结构下图所示，一般由天线阵列、数字发射／接收(T／R)组件、时钟、数据传输系统、数字处理机组成。T／R组件模块是数字阵列雷达的核心，它把发射机、接收机、激励器和本振信号发生器集为一体，成为一个完整的发射机和接收机分系统。 1垤M睱R8&
 　　发射时，由实时信号处理机产生每个天线单元的幅相控制字，对各T／R组件的信号产生器进行控制，产生一定频率、相位、幅度的射频信号；再输出至对应的天线单元，最后由各阵元的辐射信号在空间合成所需的发射方向图。 战焟隊E.
 　　接收时，每个T／R组件接收天线各单元的微波信号，经过下变频形成中频信号，再经中频采样处理后输出回波信号；多路数字化T／R组件输出的大量回波数据，通过高速数据传输系统传送至实时信号处理机，实时信号处理机完成自适应波束形成和软件化信号处理。

直接频率合成(DDS)的幅度和相位近似连续可调，可用于数字阵列雷达的波形产生和幅相调整。基于直接频率合成的数字T／R组件是数字阵列雷达的关键部分之一，包括了频率源、直接频率合成、功放、混频、滤波、模数变换等部件，有集中式频率源、分布式频率源等多种实现方式。研究重点主要有体系结构、基于直接频率合成的发射信号产生与幅相控制技术、数模一体化设计理论、组件的一致性和稳定性等。