飞机雷达 【航空科普】飞机雷达工作相关原理

雷达最初是“无线电探测和定位”的英文缩写。雷达的基本任务是检测感兴趣的目标，测量目标的距离、距离、速度等状态参数。雷达主要由天线、发射机、接收机和显示器组成。

雷达发射机产生足够的电磁能量，通过收发开关传输到天线。天线将电磁能量辐射到大气中，集中在一个狭窄的方向形成一个波束，并向前传播。电磁波在波束中遇到目标时，会向各个方向反射，部分电磁能量反射回雷达方向，由雷达天线获取。天线获得的能量通过收发器开关发送到接收器，形成雷达回波信号。由于电磁波在传播过程中随传播距离衰减，雷达回波信号非常微弱，几乎被噪声淹没。微弱的回波信号经接收机放大，信号处理器处理，提取回波中包含的信息，发送到显示器，显示目标的距离、方向和速度。

为了测量目标的距离，雷达精确地测量从电磁波发射到接收到回波的延迟时间。这个延迟时间是电磁波从发射机到目标，然后从目标回到雷达接收机的传播时间。根据电磁波的传播速度，可以确定目标的距离为S=CT/2

其中s:目标距离

t:电磁波从雷达到目标的往返传播时间

光速

雷达利用天线的方向性来确定目标的方向。雷达通过机电结合的作用，将天线的小东西指向雷达要探测的方向。一旦发现目标，天线小东西的指向角度就是雷达读出时目标的方向角。双坐标雷达只能测量目标的方位角，而三坐标雷达可以测量方位角和俯仰角。

测量目标的运动速度是雷达的一个重要功能，它利用了物理学中的多普勒原理。当目标与雷达之间存在相对位置运动时，目标回波的频率会发生变化，这种频率的变化称为多普勒频移，用来确定目标的相对径向速度。一般具有测速能力的雷达，如脉冲多普勒雷达，比普通雷达复杂得多。

雷达的战术指标主要包括工作距离、功率范围、测距分辨率和精度、角度分辨率和精度、速度分辨率和精度、系统机动性等。

其中，作用距离是指雷达能够可靠发现目标的距离。它取决于雷达发射功率和天线孔径的乘积，与目标本身反射雷达电磁波的能力等因素有关。功率范围是指最大工作距离、最小工作距离、最大仰角、最小仰角和方位角的范围所确定的区域。

雷达的技术指标和参数很多，与雷达系统有关。这里只讨论与电子对抗密切相关的主要参数。

根据波形，雷达主要分为脉冲雷达和连续波雷达。目前最常用的雷达是脉冲雷达。常规脉冲雷达定期发射高频脉冲。相关参数是脉冲重复周期、脉冲宽度和载波频率。载波频率是信号在脉冲中的高频振荡频率，也称为雷达的工作频率

雷达天线在方向上收集电磁能量的能力用波束宽度来描述。波束越窄，天线的方向性越好。但在设计制造过程中，雷达天线不可能将其全部能量集中在理想波束内，能量泄漏的问题存在于其他方向。能量集中在主波束，我们通常称之为主波束为主波瓣，旁瓣是其他方向泄漏形成的。为了覆盖很宽的空，需要通过机械旋转或电子控制天线来扫描探测区域的雷达波束。

综上所述，雷达的技术参数主要包括工作频率、脉冲重复频率、脉冲宽度、发射功率、天线波束宽度、天线波束扫描方式、接收机灵敏度等。技术参数是根据雷达的战术性能和指标要求来选择和设计的，因此它们的值在一定程度上反映了雷达的功能。比如，预警雷达为了提高远距离目标探测能力，采用相对较低的工作频率和脉冲重复频率，机载雷达为了减小体积和重量，采用相对较高的工作频率和脉冲重复频率。这说明如果知道雷达的技术参数，一定程度上就能识别出雷达的类型。

雷达用途广泛，分类方法也很复杂。一般可按雷达用途分类，如预警雷达、搜索警戒雷达、无线电高度计雷达、天气雷达、空中交通管制雷达、制导雷达、炮瞄雷达、雷达引信、战场监视雷达、机载拦截雷达、导航雷达、防撞和敌我识别雷达等。除了用途，雷达还可以和工作系统区分开来。这里简单介绍一些新的雷达系统。