相控阵雷达测绘原理

相控阵雷达的测绘原理主要基于 电磁波的干涉原理和相位控制技术。以下是一些关键概念和步骤的详细解释:

天线阵列的构成

相控阵雷达的天线由许多辐射和接收单元(称为阵元)组成,这些单元有规则地排列在平面上构成阵列天线。

波束形成

通过计算机控制馈往各辐射单元电流的相位,可以改变波束的方向进行扫描,这种扫描方式称为电扫描。

每个天线单元除了有天线辐射振子之外,还有移相器等开关器件。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。

天线单元数目越多,则波束在空间可形成的波束就越多,这样可以提高雷达的探测范围和分辨率。

相位控制

相控阵雷达的核心原理是通过控制阵列天线中各个辐射单元的相位来形成特定方向的波束。

移相器可以改变通过它的信号的相位,当所有辐射单元的信号相位一致时,它们会相互叠加形成主瓣波束;当需要改变波束方向时,通过调整部分单元的相位,波束的方向就会随之改变。

扫描方式

相控阵雷达的扫描方式分为机械扫描和电子扫描两种。机械扫描是通过天线的物理转动来实现波束的扫描,而电子扫描则是通过控制每个天线单元的相位和幅度来实现的。

电子扫描具有扫描速度快、方向灵活等优点,是现代相控阵雷达的主要扫描方式。

应用

相控阵雷达广泛应用于气象探测、目标搜索和跟踪、导弹防御系统等领域。例如,美国装备的“铺路爪”相控阵预警雷达就是通过15360个辐射天线单元和2000个不发射电磁波的辐射单元的阵列,实现全空域电扫。

通过以上步骤和概念的解释,可以理解相控阵雷达如何通过控制天线单元的相位来实现对目标的精确探测和跟踪。这种雷达系统具有高分辨率、高灵敏度和高指向性等优点,是现代军事和气象探测的重要工具。