雷达系统进化过程可以分为:机械雷达,频扫雷达,无源相控阵雷达,有源相控阵雷达,数字阵列雷达。
机械雷达:中央处理器-信号源-放大器A-天线-放大器B-回波处理器-中央处理器。
此型雷达由中央处理器控制信号源产生电磁波,经放大器A放大后交给天线发射出去,天线接收到雷达回波后在经过放大器B放大后交给回波处理器处理,处理完成后再交给中央处理器。中央处理器再把信号转换为其他的输出形式比如转化为图像。
这种雷达的严重缺陷是改变扫描方向需要天线机械摇头,扫描速度很慢,对目标空域的图像刷新率很慢。且信号放大器占用大量功率,发热量大且易损。这种雷达的特征是天线锅,凡是看见天线锅子的一律是机械雷达。
频扫雷达:中央处理器-信号源-放大器A-天线序列-放大器B-回波处理器-中央处理器
将机械雷达的天线锅子替换成从上至下相等间距的天线排列。其余部件与机械雷达没区别。工作时,信号源通过改变电磁波波长,使得天线排列从上至下的电磁波相位差发生改变,从而使得电磁波可以自上而下实现波束转向。但水平方向的电磁波转向依然需要依靠机械结构360度旋转。这种雷达主要用于搜索雷达。其典型特征是一个360度旋转的雷达天线,但天线又不是一个锅。那么这就是频扫雷达了。频扫雷达完美继承了机械雷达的所有缺点,只是在垂直方向上不再需要机械结构上下点头而已。
无源相控阵雷达:中央处理器-信号源-放大器A-天线阵列-放大器B-回波处理器-中央处理器
频扫雷达是只能实现雷达波上下变相,那么把频扫雷达的垂直布置的天线序列,扩充为平面上的天线阵列 就是无源相控阵雷达了。这种雷达可以通过改变电磁波波长来造成水平和垂直方向的电磁波相位差,从而实现雷达波束快速的在水平和垂直方向上移动。也就不再需要天线机械结构大福的摇头点头了。但这种雷达本质上依然还是机械雷达,只是把天线由锅子替换成了平板而已。且其所有天线只能同时发送同一频率的电磁波,无法做到天线阵列同时发送不同频率的电磁波。也就是说无源相控阵雷达只能当做一部雷达来用。
有源相控阵:中央处理器-TR单元-中央处理器
在无源相控阵雷达的基础之上,去掉发送电磁波之前的信号放大器,去掉接受电磁波之后的信号放大器。直接把信号放大器整合到天线阵列中的每一根天线上。也就是TR单元。也就是说,无源相控阵雷达与之之前的版本,整不雷达都只有两部大型的信号放大器,功耗高故障率高,一旦故障则整不雷达宕机。有源相控阵雷达相当于每一根天线都自带一个小的放大器,每一个放大器功耗大幅下降,发热量下降,故障率下降,且几个TR单元损坏只会降低雷达的些许功率,并不会使整个雷达彻底宕机。
有源相控阵雷达的工作原理是,中央处理器直接控制TR单元阵列,发送电磁波信号即可,无需经过信号发生器,信号放大器,这些都被集成到了TR单元里。接收到雷达回波后再将信号传给中央处理器处理成需要的输出模式即可,比如图形,火控等。
有源相控阵雷达的特点是无需机械结构摇头点头,无需信号发生器,无需信号放大器。但是,还是一样,一部有源相控阵雷达还是只能当做一部雷达来用。不能当做别的东西来用,比如拿他听收音机,因为他背后的中央处理器是固定的。
终极模态:有源相控阵数字阵列雷达。多枚中央处理器-数据总线-数字转换器-TR单元-数字转换器-数据总线-多枚中央处理器
这种雷达可就太厉害了,有源相控阵的TR单元背后连接着中央处理器。但数字阵列雷达的TR单元背后不连接中央处理器,而是链接数字信号转换器。数字信号转换器的功能是把数字信号转化为电磁波信号发送给TR单元控制TR单元发送电磁波,并将TR单元接收到的电磁波信号再转换为数字信号。每一个或几个TR单元后面链接一个数字信号转换器,而这些数字信号转换器全部被集成到一条综合数字总线之中。
如此一来,这个数字阵列雷达就不单单是一部雷达了,因为数字信号的通用性和传播无衰减性,任何在此数据总线内的重要处理器都可以调用这一块数字阵列来为其服务。比如敌我识别芯片控制某几个TR单元发射敌我识别信号并完成敌我识别。与此同时警戒雷达处理器也在调用同一块平板上的数字阵列里的某一些TR单元执行警戒搜索任务。甚至导航雷达天气雷达芯片也在同时调用这一块数字阵列。
数字阵列雷达的TR单元由于统一的数字信号总线,使得任何处理器都可以控制他,使用它,从而实现一部阵列同时具备敌我识别,天气预报,卫星导航,通讯,警戒,火控等一堆功能。
我们的055,052D,歼16,歼20等等装备的雷达都是数字阵列雷达,可不是单单的有源相控阵而已。
机械雷达:中央处理器-信号源-放大器A-天线-放大器B-回波处理器-中央处理器。
此型雷达由中央处理器控制信号源产生电磁波,经放大器A放大后交给天线发射出去,天线接收到雷达回波后在经过放大器B放大后交给回波处理器处理,处理完成后再交给中央处理器。中央处理器再把信号转换为其他的输出形式比如转化为图像。
这种雷达的严重缺陷是改变扫描方向需要天线机械摇头,扫描速度很慢,对目标空域的图像刷新率很慢。且信号放大器占用大量功率,发热量大且易损。这种雷达的特征是天线锅,凡是看见天线锅子的一律是机械雷达。
频扫雷达:中央处理器-信号源-放大器A-天线序列-放大器B-回波处理器-中央处理器
将机械雷达的天线锅子替换成从上至下相等间距的天线排列。其余部件与机械雷达没区别。工作时,信号源通过改变电磁波波长,使得天线排列从上至下的电磁波相位差发生改变,从而使得电磁波可以自上而下实现波束转向。但水平方向的电磁波转向依然需要依靠机械结构360度旋转。这种雷达主要用于搜索雷达。其典型特征是一个360度旋转的雷达天线,但天线又不是一个锅。那么这就是频扫雷达了。频扫雷达完美继承了机械雷达的所有缺点,只是在垂直方向上不再需要机械结构上下点头而已。
无源相控阵雷达:中央处理器-信号源-放大器A-天线阵列-放大器B-回波处理器-中央处理器
频扫雷达是只能实现雷达波上下变相,那么把频扫雷达的垂直布置的天线序列,扩充为平面上的天线阵列 就是无源相控阵雷达了。这种雷达可以通过改变电磁波波长来造成水平和垂直方向的电磁波相位差,从而实现雷达波束快速的在水平和垂直方向上移动。也就不再需要天线机械结构大福的摇头点头了。但这种雷达本质上依然还是机械雷达,只是把天线由锅子替换成了平板而已。且其所有天线只能同时发送同一频率的电磁波,无法做到天线阵列同时发送不同频率的电磁波。也就是说无源相控阵雷达只能当做一部雷达来用。
有源相控阵:中央处理器-TR单元-中央处理器
在无源相控阵雷达的基础之上,去掉发送电磁波之前的信号放大器,去掉接受电磁波之后的信号放大器。直接把信号放大器整合到天线阵列中的每一根天线上。也就是TR单元。也就是说,无源相控阵雷达与之之前的版本,整不雷达都只有两部大型的信号放大器,功耗高故障率高,一旦故障则整不雷达宕机。有源相控阵雷达相当于每一根天线都自带一个小的放大器,每一个放大器功耗大幅下降,发热量下降,故障率下降,且几个TR单元损坏只会降低雷达的些许功率,并不会使整个雷达彻底宕机。
有源相控阵雷达的工作原理是,中央处理器直接控制TR单元阵列,发送电磁波信号即可,无需经过信号发生器,信号放大器,这些都被集成到了TR单元里。接收到雷达回波后再将信号传给中央处理器处理成需要的输出模式即可,比如图形,火控等。
有源相控阵雷达的特点是无需机械结构摇头点头,无需信号发生器,无需信号放大器。但是,还是一样,一部有源相控阵雷达还是只能当做一部雷达来用。不能当做别的东西来用,比如拿他听收音机,因为他背后的中央处理器是固定的。
终极模态:有源相控阵数字阵列雷达。多枚中央处理器-数据总线-数字转换器-TR单元-数字转换器-数据总线-多枚中央处理器
这种雷达可就太厉害了,有源相控阵的TR单元背后连接着中央处理器。但数字阵列雷达的TR单元背后不连接中央处理器,而是链接数字信号转换器。数字信号转换器的功能是把数字信号转化为电磁波信号发送给TR单元控制TR单元发送电磁波,并将TR单元接收到的电磁波信号再转换为数字信号。每一个或几个TR单元后面链接一个数字信号转换器,而这些数字信号转换器全部被集成到一条综合数字总线之中。
如此一来,这个数字阵列雷达就不单单是一部雷达了,因为数字信号的通用性和传播无衰减性,任何在此数据总线内的重要处理器都可以调用这一块数字阵列来为其服务。比如敌我识别芯片控制某几个TR单元发射敌我识别信号并完成敌我识别。与此同时警戒雷达处理器也在调用同一块平板上的数字阵列里的某一些TR单元执行警戒搜索任务。甚至导航雷达天气雷达芯片也在同时调用这一块数字阵列。
数字阵列雷达的TR单元由于统一的数字信号总线,使得任何处理器都可以控制他,使用它,从而实现一部阵列同时具备敌我识别,天气预报,卫星导航,通讯,警戒,火控等一堆功能。
我们的055,052D,歼16,歼20等等装备的雷达都是数字阵列雷达,可不是单单的有源相控阵而已。