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军用雷达 military radar是利用电磁波发现目标并测定其位置、速度和其他特性的军用电子装备。“雷达”一词是英文RADAR的音译,原意是无线电探测和测距。

雷达具有发现目标距离远,测定目标坐标速度快,能全天候使用等特点。因此在警戒、引导、武器控制、侦察、航行保障、气象观测、敌我识别等方面获得广泛应用,成为现代战争中一种重要的电子技术装备。

分类:雷达有多种不同的分类方法。按照任务不同,可分为:

用于警戒和引导的雷达 

主要有:①对空情报雷达。用于搜索、监视和识别空中目标。它包括对空警戒雷达、引导雷达和目标指示雷达,还有专门用来探测低空、超低空突防目标的低空雷达。②对海警戒雷达。用于探测海面目标的雷达。一般安装在各种类型的水面舰艇上或架设在海岸、岛屿上。③机载预警雷达。安装在预警机上,用于探测空中各种高度上(尤其是低空、超低空)的飞行目标,并引导己方飞机拦截敌机、攻击敌舰或地面目标。 它具有良好的下视能力和广阔的探测范围。 ④超视距雷达。利用短波在电离层与地面之间的跳跃传播,探测地平线以下的目标(图2超视距雷达工作原理示意图)。它能及早发现刚从地面发射的洲际弹道导弹(见洲际导弹)和超低空飞行的战略轰炸机等目标,可为防空系统提供较长的预警时间,但精度较低。⑤弹道导弹预警雷达。用来发现洲际、中程和潜地弹道导弹,并测定其瞬时位置、速度、发射点、弹着点等弹道参数。(见彩图美国AN/FPS-弹导弹预警相控阵雷达)

用于武器控制的雷达 

主要有:①炮瞄雷达。用于连续测定目标坐标的实时数据,通过射击指挥仪控制火炮瞄准射击。有地面型和舰载型。②导弹制导雷达。用于引导和控制各种战术导弹的飞行。有地面型和舰载型(图 3地对空导弹制导雷达)。③鱼雷攻击雷达。安装在鱼雷艇和潜艇上,用于测定目标的坐标,通过指挥仪控制鱼雷攻击。④机载截击雷达。安装在歼击机上,用于搜索、截获和跟踪空中目标,并控制航炮、火箭和导弹瞄准射击。⑤机载轰炸雷达。安装在轰炸机上,用于搜索和识别地面或海面目标,并确定投弹位置。⑥末制导雷达。安装在导弹上,在导弹飞行的末段,自动控制导弹飞向目标。⑦弹道导弹跟踪雷达。在反导武器系统和导弹靶场测量中,用于连续测定飞行中的弹道导弹的坐标、速度,并精确预测其未来位置。

用于侦察的雷达 

主要有:①战场侦察雷达。陆军侦察分队用于侦察和监视战场上敌方运动中的人员和车辆(图4战场侦察雷达)。②炮位侦察校射雷达。 地面炮兵用于侦察敌方火炮发射阵地位置,测定己方弹着点的坐标,以校正火炮射击 (见彩图英国“辛伯林炮位侦察校射雷达)。③活动目标侦察校射雷达。 用于测定地面或海面的活动目标,并测定炮弹炸点或水柱对目标的偏差以校正地炮或岸炮射击。④侦察与地形显示雷达。安装在飞机上,用于侦察地面、海面的活动目标与固定目标和测绘地形。它采用合成孔径天线,具有很高的分辨力;所获得的地形图像,清晰度与光学摄影相接近。

用于航行保障的雷达 

主要有:①航行雷达。安装在飞机上,用于观测飞机前方气象情况、空中目标和地形地物,以保障飞机安全飞行。②航海雷达。安装在舰艇上,用于观测岛屿和海岸目标,以确定舰位,并根据所显示的航路情况,引导、监督舰艇航行。③地形跟随与地物回避雷达。安装在飞机上,用于保障飞机低空、超低空飞行安全。它和有关机载设备结合起来,可使飞机在飞行过程中保持一定的安全高度,自动避开地形障碍物。④着陆(舰)雷达。在复杂气象条件下,用于引导飞机安全着陆或着舰。通常架设在机场或航空母舰甲板跑道中段的一侧。有些雷达上还装有雷达敌我识别系统,用于判定所发现目标的敌我属性。它由配属于各种雷达的询问机和安装在己方各种飞机、舰艇上的应答机(或询问应答机)组成,以密码问答方式完成对目标的识别。

用于气象观测的气象雷达

可探测空中云、雨的状态,测定云层的高度和厚度,测定不同大气层里的风向、风速和其他气象要素。它包括测雨雷达、测云雷达、测风雷达等。此外,按雷达架设位置的不同,可分为地面雷达、机载雷达、舰载雷达、导弹载雷达、航天雷达、气球载雷达等。按工作频段不同,可分为米波雷达、分米波雷达、厘米波雷达、毫米波雷达等。按发射信号形式不同,可分为脉冲雷达、连续波雷达、脉冲压缩雷达等。


按天线波束扫描控制方式不同,可分为机械扫描雷达、机电扫描雷达、频扫雷达和相控阵雷达等。

几种军用雷达介绍

岸防雷达
coast defence radar

用于对海防御探测和岸防武器控制的雷达。是岸防作战指挥控制系统的组成部分。包括海岸警戒雷达、岸舰导弹制导雷达和海岸炮炮瞄雷达等。它具有较好的抗海浪杂波干扰的能力。其安装形式有固定式和机动式两种。固定式安装在永备工事内,或用气球悬空;机动式安装在车辆上。海岸警戒雷达一般设置在海岸和岛屿的高地上,以增大对海面和低空目标的探测距离。

弹道导弹跟踪雷达
ballistic missile tracking radar

一种远距离跟踪雷达。用于跟踪洲际导弹、中程导弹和潜地弹道导弹,连续测定其坐标和速度,识别真假弹头,并精确预测其未来位置,测定其轨道,制导己方反弹道导弹导弹攻击目标。也用于弹道导弹试验的靶场测量和鉴定。它是反导弹武器系统和靶场测量系统不可缺少的组成部分。


弹道导弹跟踪雷达在20世纪40年代后期开始使用,最初,采用圆锥扫描体制。50年代中期,研制出单脉冲精密跟踪测量雷达。60年代中期,在靶场使用了反导弹试验性相控阵雷达,60年代后期,出现了宽带波形的目标特性测量雷达。70年代以后,加强了导弹阵地雷达识别技术的研究。发展趋势是:采用自适应环境变化的信号波形,提高对小目标检测和在杂波干扰中检测目标的能力;采用宽带波形获得距离、速度的高分辨力,进行目标物理特性分析;采用多站雷达体制,以提高测定目标坐标的精度;进一步改进信号处理系统;加强识别技术和识别算法的研究等。

弹道导弹预警雷达
ballistic missile early-warning radar

一种远距离搜索雷达。用于发现洲际、中程和潜地弹道导弹,测定其瞬时位置、速度、发射点和弹着点等参数,为国家军事指挥机关提供弹道导弹来袭的情报。也用于担负空间监视和人造地球卫星等飞行器编目的任务。


弹道导弹预警雷达配有高性能的计算机数据处理系统,探测来袭目标的置信度高,虚警率低。平时,将空间运行的航天器和空间杂物编成星历表,不断预测其衰变期,避免其再入大气层陨毁时误判为导弹攻击。预警工作时,在其责任方位区内,形成1~2个低仰角搜索扇面,进行警戒。发现目标后,测定其位置,数据处理系统计算弹道轨迹,并与星历表中的卫星轨道、极光及流星余迹进行比较识别。如判定是导弹攻击,则进行跟踪,或移交给弹道导弹跟踪雷达,作进一步的精确判断,计算出来袭导弹的发射点、弹着点、再入时间和落地时间,并将上述情报发往预警中心。

地炮雷达
ground artillery radar

地面炮兵用于侦察敌方火炮位置和活动目标,校正火炮射击的雷达。与其他侦察器材比较,具有侦察速度快、距离远、全天候工作等特点。主要有炮位侦察校射雷达和活动目标侦察校射雷达两种。


炮位侦察校射雷达,用于探测敌方正在射击的火炮位置,并测定己方弹着点的坐标以校正火炮射击。它装有扫描速度快、范围宽的方位扫描器和计算机装置。侦察敌方炮位时,雷达波束在敌方射弹弹道的升弧段上搜捕射弹,根据捕获射弹飞行的一段轨迹或两点以上的参数,以弹道外推方法确定敌方炮位的坐标。校正己方火炮射击时,雷达波束在己方射弹弹道的降弧段上搜捕射弹,以同样的方法确定弹着点的坐标,视其对目标坐标的偏差以校正射击。这种雷达可发现在遮蔽物后射击的火炮位置,以及己方火炮弹着点。侦察和校射距离,对迫击炮为6~12公里,对榴弹炮为7~16公里;测定坐标的误差为20~50米、测定一次坐标需10~30秒。炮位侦察校射雷达出现于20世纪40年代初,由炮瞄雷达发展而来。最初用于侦察迫击炮位置,后来也用于侦察射角较大的榴弹炮位置。50年代以前基本上采取跟踪式,需要对弹道上的射弹进行跟踪才能测出火炮位置。60年代以来多为非跟踪式,即用双波束或多波束扇扫,只要射弹穿过波束,即可测出火炮位置。70年代出现了相控阵体制的炮位侦察校射雷达,如美国的AN/TPQ-37(图1美国的AN/TPQ-37型相控阵炮位侦察校射雷达)。它具有边扫描边跟踪和较强的抗干扰能力,可以探测射角较小的火炮位置,并能同时测定多门火炮的位置,定位过程全部自动化。

对空情报雷达
air surveillance radar

搜索、监视与识别空中目标并确定其坐标和运动参数的雷达。亦称对空搜索雷达。它所提供的情报,主要用于发布防空警报、引导歼击机截击敌方航空器和为防空武器系统指示目标,也用于保障飞行训练和飞行管制。是现代战争中获取空中目标情报的重要技术装备。


在战斗使用中,对空情报雷达常采用不同性能的多部雷达组成雷达网,各雷达的探测范围互相衔接构成一定的对空警戒和引导空域。雷达站测得的目标情报,上报到各级雷达情报中心。现代化雷达网采用数字通信设备和军用电子计算机,自动传递和处理情报,极大地提高了雷达网的效能。

机载雷达
airborne radar

装在飞机上的各种雷达的总称。主要用于控制和制导武器,实施空中警戒、侦察,保障准确航行和飞行安全。机载雷达的基本原理和组成与其他军用雷达相同,其特点是:一般都有天线平台稳定系统或数据稳定装置;通常采用3厘米以下的波段;体积小,重量轻;具有良好的防震性能。

舰载雷达
shipborne radar

装备在舰艇上的各种雷达的总称。用于探测和跟踪海面和空中目标,为武器系统提供目标坐标等数据,引导舰载机飞行和着舰,保障舰艇安全航行和战术机动等。


第二次世界大战期间,美、英、苏、日等国海军的部分舰艇,陆续装备了对空、对海警戒雷达,主要用于及早发现敌方飞机和舰艇,以保障适时和有效的攻击。如在1941年3月28日马塔潘角海战中,英国舰队由于装备了舰载雷达,得以在黑夜中探测到意大利舰队的位置,争取了主动,取得了击沉意巡洋舰3艘、驱逐舰2艘的战果。


大战末期至20世纪50年代,各国海军舰艇先后装备了炮瞄雷达、 鱼雷攻击雷达和导弹制导雷达。60年代,有些舰艇装备了三坐标雷达。这种雷达既能担负警戒任务,又能为武器系统指示目标和对舰载机导航,成为舰艇作战指挥系统中的重要设备。


70年代,许多国家的海军十分重视对电子干扰和掠海飞行反舰导弹的防御,应用了频率捷变、单脉冲跟踪、脉冲压缩、动目标显示、脉冲多普勒、多目标跟踪,数字技术和光电技术(电视、红外、激光)等先进技术成果,先后研制并装备了一些抗干扰性能比较好、具有探测低空飞机和掠海飞行反舰导弹能力的新型警戒雷达和跟踪雷达。

炮瞄雷达
gun directing radar

用于自动跟踪空中目标,测定目标坐标,并通过指挥仪控制高射炮瞄准射击的雷达。又称火炮控制雷达。它是高射炮系统的组成部分。


炮瞄雷达一般都具有搜索和跟踪目标的能力。由于作用距离近,雷达波束窄,通常要根据目标指示雷达提供的情报搜索目标,必要时也可自行搜索目标。它用方向性很强的天线,定向发射针状波束和接收目标回波信号。发现目标后,转入自动跟踪,使天线轴对准目标。当目标偏离天线轴方向时,即产生方位角和高低角误差信号。误差信号作用于天线控制装置,使天线轴又迅速转向目标。在自动跟踪过程中,炮瞄雷达连续不断地测出目标的方位角、高低角和距离,并将这些坐标数据传给指挥仪,从而控制高射炮瞄准射击。


炮瞄雷达工作于厘米波段或更高的波段,测定目标坐标的精度高,跟踪速度快,反应时间短,机动性能好。它按角度跟踪方式,分为圆锥扫描雷达、隐蔽圆锥扫描雷达和单脉冲雷达等。圆锥扫描雷达需要接收一系列的回波脉冲才能实现自动跟踪,受回波信号幅度起伏影响较大,限制了跟踪精度。单脉冲雷达则只需要一个回波脉冲,就可给出目标角度的信息,不受回波信号的幅度起伏的影响,提高了跟踪精度。按作用距离,分为大中口径和小口径高射炮炮瞄雷达。大中口径高射炮炮瞄雷达,搜索和跟踪距离较远,一般在35公里以上,但角跟踪速度较小,体积较大。小口径高射炮炮瞄雷达,搜索和跟踪距离较近,一般在10~40公里,角跟踪速度大,达140度/秒,体积小,重量轻,测定目标坐标的精度较高,多与计算机、高射炮结合成为一体。

战场侦察雷达
battlefield surveillance radar

一种探测地面活动目标的雷达。主要装备于陆军部队,用于警戒、侦察敌方运动中的人员、车辆和坦克等目标,测定其方位、距离和活动路线,提供敌军地面活动的情报。根据雷达作用距离的不同,战场侦察雷达可分为近距离(对车辆10公里左右)便携式和中远距离(对车辆20~40公里左右)车载式两种类型。根据雷达发射波形的不同,又有连续波和脉冲波两种体制。这种雷达一般采用 3厘米或者更短的波长,以提高精度和减少体积、重量。由于目标周围环境中常伴有很多地物,这种雷达通常采用动目标检测技术,以便将活动目标信号从强烈的地物杂波中检测出来。


20世纪40年代后期,有些国家就开始研制战场侦察雷达,但到50年代后期才陆续装备部队。70年代开始装备脉冲多普勒体制的战场侦察雷达。随着雷达技术的不断发展,这种雷达将采用更短的波长,以提高分辨和识别目标的能力;发展直升机载和系留气球载的雷达,以扩展探测范围;组织多部雷达和计算机、通信工具相结合,组成野战的情报指挥系统,以适应作战快速反应的要求。

航海雷达
marine radar

装在船上用于航行避让、船舶定位、狭水道引航的雷达,亦称船用雷达。航海雷达在能见度不良时为航海人员提供了必需的观察手段。它的出现是航海技术发展的重大里程碑。


航海雷达和其他电子设备一样也经历了电子管、晶体管和集成电路三个元件阶段。目前的固态航海雷达,除发射机的磁控管和显示器的阴极射线管外,全部采用固态元件,提高了整机工作的稳定性和可靠性。作为船用电子设备,为适应海上工作条件,在结构、电路和工艺上须考虑振动、摇摆、冲击、电源、电压和频率波动、温度、湿度、盐污、霉菌等各种因素的影响,舱外露天部分(如天线)还要考虑水密性和抗风强度。

侧视雷达
side-looking radar

视野方向和飞行器前进方向垂直,用来探测飞行器两侧地带的合成孔径雷达。飞行器上的侧视雷达包括发射机、接收机、传感器、数据存贮和处理装置等部分。早期使用真实孔径雷达探测目标,它借直接加大天线孔径和发射窄脉冲的办法来提高雷达图像分辨率。60年代后,采用合成孔径技术,使雷达探测分辨率提高几十倍至几百倍。现代侧视雷达在1万米高度上的地面分辨率已达到1米以内,相当于航空摄影水平。

超视距雷达
over-the-horizon radar

利用电磁波在电离层与地面之间的反射或电磁波在地球表面的绕射探测地平线以下目标的雷达,又称超地平线雷达。超视距雷达主要用于早期预警和战术警戒,是对地地导弹(特别是低弹道的洲际导弹和潜地导弹)、部分轨道武器(包括低轨道卫星)和战略轰炸机的早期预警手段。它能在导弹发射后1分钟发现目标,3分钟提供预警信息,预警时间可长达30分钟。超视距雷达在警戒低空入侵的飞机、巡航导弹和海面舰艇时,可以在200~400公里的距离内发现目标。与微波雷达相比,超视距雷达对飞机目标的预警时间约可增加10倍;对舰艇目标的预警时间可增加30~50倍。它还能探测4000公里以内的核爆炸,通过测量电离层的扰动情况估计核爆炸的当量和高度。


超视距雷达有两种基本类型:利用电离层对短波的反射效应使电波传播到远方的雷达,称为天波超视距雷达(图1超视距雷达工作原理和电波传播路径);利用长波、中波和短波在地球表面的绕射效应使电波沿曲线传播的雷达,称为地波超视距雷达。

登月雷达
lunar landing radar

航天器进行月球软着陆时向航天员或制导计算机提供高度和速度信息的雷达。登月雷达(包括测速计和测高计)分为两个部件。①天线平台部件:天线形成发射和接收的多个窄波束,在天线平台上还装有对应每个波束的微波混频器、双路(互相正交的)音频前置放大器、用以测速和测高的固体微波发射机、频率调制器和天线倾斜机构。②电子部件:包括频率跟踪器、速度和距离计算机以及信号数据变换器等。测速发射机产生 X波段的连续波信号,经天线向月球辐射。月面反射信号由多个独立的接收天线接收,并分离成正交对的形式,然后分别与发射信号进行混频。它们的差频(即多普勒频移)经音频放大器和频率跟踪器输给速度计算机,计算登月舱相对于月面的速度。


频率调制器对测高计发射机进行锯齿形调频。调频信号经测高计天线辐射。测高计接收天线收到月面回波信号后也分离成正交对形式,并与发射信号的取样一同耦合到混频器。混频器输出的差频包含有发射的和接收的锯齿波之间的时间差信息和多普勒频移,其中时间差与距离成正比。在距离计算机中消除多普勒频移便得到飞船至月面的距离信息。

地形跟随和地形回避雷达
terrain-tracking radar and terrain-avoidance radar

飞行器上探测地形变化和回避地物的雷达。它是自动地形跟随系统的组成部分。地形跟随雷达把探测到的飞行前方的起伏地形信息(距离、方位、高度)提供给自动飞行控制系统或驾驶员,以便操纵飞机与地面保持一定的垂直距离飞行。地形回避雷达不断探测出飞行前方高于规定高度的障碍物,驾驶员根据雷达的指示作横向的机动飞行。现代军用飞机为了低空安全飞行,机上只装地形跟随雷达就能满足要求,而地形回避雷达则是一种辅助手段。有的机载雷达兼有地形跟随和地形回避功能。

航天器雷达
spacecraft radar

装载在航天器上的雷达,常用于跟踪、控制、引导和探测等目的,由机载雷达发展而来。航天器常载有多种雷达,按应用功能区分有:空间交会雷达、着陆雷达(包括登月雷达)、探测雷达和射频敏感器等。射频敏感器用于航天器姿态控制(见航天器姿态敏感器)。用以对地球、月球和行星表面观测的有源雷达有成像雷达、雷达测高计和散射计。合成孔径雷达空间分辨率较高,能获得清晰的地面图像。卫星载雷达测高计主要用于大地测量和海洋观测,它测量卫星对海面的平均高度,从而获得地球的基本形状、扁率和重力场分布等参数。70年代的“天空实验室”、测地卫星和“海洋卫星”都装载有雷达测高计。卫星装载的散射计是一种用来测量海面或地面后向散射回波信号功率的雷达,它所测定的散射系数(又称归一化雷达截面)主要决定于被测表面粗糙度。因海风影响海面的粗糙度,散射计可间接测定风速和估计方向。航天器雷达对重量、体积和功耗要求严格,而且要能耐高真空、粒子辐射、紫外辐射、温度交变等环境影响。航天器飞行速度高,雷达信号有较大的多普勒频移,需要校正,因而对频率捕获和跟踪技术有更高的要求。航天器雷达在体制上正向多种参数变化、多种功能结合的方向发展,已出现雷达、遥测、遥控、通信和计算机综合的统一系统。



转载自:国际环宇



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