X波段雷达 不懂
XBR平均功率170千瓦,雷达面积123平方米,这样雷达的能量孔径达到2千万。不过雷达的实际搜索能力却达不到这么高的水平。
对于拥有8万1千个主动发射和接受单元的薄阵列XBR雷达,只旦拦滚有大约五分之一的发射单元对全功能(fully populated)相阵雷达
起作用,这把该雷达的探测能力降低了五倍,更多等能量到了雷达波形的侧叶内,使得实际的能量孔径数不到4百万。全部功能化
XBR天线能够把能量孔径数提高25倍,然而增加的发射接受单元数将大大的提高该雷达的费用,因为这些固态主动发射接受单元是
该雷达的主要费用所在。
X波段雷达的天线支撑骨架
建造中的雷达阵面
薄化的相阵天线有利于形成更细衡枝的雷达波束,从而提高目标位置跟踪的精确度。这个牺牲能量孔径的设计突出体现了XBR着重于跟踪
和识别的能力,把搜索的功能更多的放给了升级的预警雷达系统(UEWR)。因为UEWR的跟踪能力能够确定目标在一个XBR的带宽内,XBR
可以把它的能量集中在一个最多几个波束位置。这意味着X波段雷达能够探测和跟踪远距离的目标,虽然他的能量孔径有限。对于常规
弹道导弹目标,X波段雷达能够探测跟踪4000公里外的目标(不考虑地球曲率);对于减低信号的弹道导弹,其探测距离也可达到2000公里。
分辨真正的弹头和假目标的分析能力取决于高于跟踪要求的信噪比,能够识别真假目标的距离将大大小于最大探测距离。
X波段雷达需要30到60个人操作。一个X波段雷达将包括安装在基座上的雷达和相关的控制和维护系统,一个发电站和150米半径的控制区域。
X波段雷达操作在X波段频率内,目前的手册表明操作X波段雷达模余对人体健康没有影响。X波段雷达在150米上的电磁辐射相当于距微波炉5厘米的
电磁辐射,或者距对讲机10厘米距离。
考虑到飞行安全,X波段雷达将和联邦飞行管理局合作保证波束主波不会照射到飞机上面。考虑到侧叶能量的影响,地面上5公里和空中8公里
设立控制区。空中飞机将会离开主波束50公里的距离。
一般所说的K、Ku、Ka、X,就是雷达所使用的雷达波频段,也是用无线电波频率来定义的。以下附一个频率对照表:
X波段:10.500-10.550GHz 9.850-9.950GHz
K波段:24.050-24.250GHz
Ka波段: 33.400-36.000GHz
Ku波段: 13.450-13.500GHz
说说我国的三种新概念雷达
近些年来雷达技术快速发展,为了突破传统雷达的性能瓶颈,技术人员们开始将精力更多聚焦于新体制、新概念雷达,希望通过开发新模式及新概念雷达,来实现雷达技术的突破和性能的飞跃。中国电子科技集团公司第14研究所,在珠海航展上一口气带来了三款新概念雷达参展,分别是量子雷达、微波光子雷达和太赫兹雷达,那首型缺么这三种雷达到底是什么个延让析望城包积黑原理?
1.量子雷达:跟量子通信是两码事
一提到量子雷达,很多人首先会想到最近几年特别受公众关注的国产量子通信技术,那么量子雷达跟量子通信真的有什么直接联系吗?其实不然。
所谓量子通信,是利用成对光子之间的量子纠缠效应实现远距离通信的,而现在我们所说的量子雷达,并未应用光子对纠缠效应。所谓量子雷达,是对发射雷达信号返回的信号,进行单个光子(量子化)的处理和分析,从而获得目标信息的技术。通俗点说,所谓量子雷达,是利用单光子信号处理技术替代传统信号处理技术的一种革命,雷达探测,其实最重要的就是如何准确解读出回波中含有的目标信息,信号处依较价凯垂端理就是解读信息的手段,手段越先进,信号解读越准,雷达探测能力自然就会越高。通过量子雷达创新信号处理方式,该雷达的探测能力相比传统体制雷达,针料干征审即领员有了本质的提升。也就是说,量子雷达和量子通信,其实是两码事。
量子雷达的单光子检测和处理技术,其实可以应用于许多现有体制和概念的声绍育期灯汽斗族客布形雷达,比如激光雷达,可以利用仅物诗说先量子雷达单光子处理技术,实现对原有似让抗识紧及卫激光雷达探测距离的增程,比如原先60千米的探测距离,应用量子雷达技术360问答处理后,可以提升一倍以上。
量子雷达相比现有的雷达,有其显乱露歌假层著优点,第一是重量轻、功耗低,可以有效降低整个雷达探测系统的功耗,将其应用于多种轻型平台,使得轻型平台的探测性能相比现在大幅提升。其次是能够解决传统雷达在低可见目标检测方面的问题,众所周知隐身目推计与气取比连毛初斤标是通过吸收和散射折射削弱雷达回波信号来实现隐身的,但量子雷达的特性使得雷达对削弱的回波信号解析解读能力大大增强,这对于隐身战机目标而言是致负零命的威胁,意味着它的隐身手段将失去作用。第三,量子雷达在电子对抗方面具有极强的能力,量子信息技术中的信息载体为单个量子变县强,信号的产生、调制犯左宽权声形与和接收、检测的对租枝象均为单个量子,因此整个接收系统具有极高的灵敏度,即量子接收系统的噪声基底极低种执记,相比经典雷达的接收机,噪声基底能够降低若干个盟至饭营破当抗小个数量级,其探测灵敏度高,同时利用传统的频率阻塞干扰等手段极难进行干扰。第五,量子雷达具备远程探测潜力,由于量子接收系统噪声低,因此可以分析“听”到更远距离上的回波信号,探良杀按代怕及工垂胶测距离可以大幅提升。14所在试验中曾实现量子欢者管派药装道呀示西雷达样机132千米的远程探测,创造了这一领域目前的世界纪录。
目前,利用雷达发射经典态的电磁波,在接收机处使用量子增强检测技术以提升雷达系统的性能的量子雷达,技术上已经比较成熟,主要关键技术有一定突破,但应用纠缠态原理的量子雷达,还有许多关键的理普离地广概跟论和技术问题尚未解决,距离展开研制为时尚远。这也识好请见吃字改赵欢率是为何说量子雷达和量子通信不是一码事的主要原因所在。
目前,14所已经研发出国内首部单光子检测量子雷达样机,探测距离世界领先。
2.微波光子雷达
传统雷达以电子为载体实现信号的产生和处理,分辨率和处理速度因电子器件的带宽限制而存在提升瓶颈,难以满足未来应用对高性能雷达的需求。而微波光子雷达,以光子为信息载体,利用丰富的光谱资源和灵活的光子技术,能够更好、更快地产生和处理雷达宽带信号,具有快速成像、高分辨率和清晰辨识目标的能力。
微波光子雷达的长处在于成像,可以成为一种非常优异的成像体制雷达。它的优点之一是带宽很宽,是传统雷达的至少几十倍。带宽越宽,意味着在同等雷达天线孔径下,微波光子雷达的分辨率要远远超出传统雷达,分辨率越高者辩,意味着微波光子雷达可以对目标进行精细结构和特征的快速识别,使其不仅能够应用于作战平台对小型化目标的实时辨识,也能为无人智能设备提供准确的环境信息,在军民两栖领域具有重要意义。
据14所专家王宏哲先生介绍,该所已经成功研制出毫米波大动态宽带微波光子雷达,并对民航客机完成了高分辨率成像,相比于国际上已报道的微波光子雷达,14所的雷达样机接收动态提升了4倍,同时分辨率提高了100倍。该雷达可以有效克服传统电子器件的技术瓶颈,改善和提高传统雷达多项技术性能,未来应用前景十分广阔。
3.太赫兹雷达:近距离探测神器
太赫兹雷达,就是采用太赫兹波段作为工作波段的一种新体制探测雷达。所谓太赫兹(THz)波介于毫米波与红外之间,称为亚毫米波或者远红外光,处于从电子学向光子学的过渡区,也就是说处在目前的雷达波探测和光学红外探测两种手段之间。相比目前使用的雷达波,比如精度很高,用于精确武器制导的X波段(常用于战斗机火控雷达),太赫兹波的波段更短,这意味着它能实现更大的信号带宽(这样输出能力就强,也更难被敌军干扰)、天线波束可以做的很窄(这样探测精度比X波段火控雷达还要高出一个级别)。更精确、更能抗干扰,意味着它比X波段更有优势。如果用太赫兹体制来做成像雷达,更能得到比X波段火控雷达更精细的图像。同时,与波长比太赫兹波更短的红外光学探测波段相比,太赫兹波也有优势,它能穿透红外光学探测穿透不了的烟雾、沙尘等遮蔽,能够在敌军武器装备释放干扰弹、烟雾的情况下,也准确地侦测到目标。此外,太赫兹雷达还具有载频高、合成孔径长度小、成像速度快的优点,可以实现对运动目标的视频成像和跟踪。将其用于高速低空侦察系统或武器,是一个可能的应用方向。目前,太赫兹雷达的缺点在于容易被大气对流层吸收,探测距离近,据14所专家介绍,目前可靠的有效作用距离仅为几千米。这是其最主要的问题。
雷达的L、S、C、X波段究竟是什么意思?都负责什么?
L、S、C、X都是电磁波波段的划分代号。
最早用于搜索雷达的电磁波波长度为23cm,这一波段被定义为L波段(英语Long的字头),后来这一波段的中心波长度变为22cm。 当波长为10cm的电磁波被使用后,其波段被定义为S波段(英语Short的字头,意为比原有波长短的电磁波)。
在主要使用3cm电磁波的火控雷达出现后,3cm波长的电磁波被称为X波段,因为X代表坐标上的某点。
为了结合X波段和S波段的优点,逐渐出现了使用中心波长为5cm的雷达,该波段被称为C波段(C即Compromise,英语“结合”一词的字头)。
在英国人之后,德国人也开始独立开发自己的雷达,他们选择1.5cm作为自己雷达的中心波长。这一波长的电磁波就被称为K波段(K = Kurtz,德语中“短”的字头)。“不幸”的是,德国人以其日尔曼民族特有的“精确性”选择的波长可以被水蒸气强烈吸收。结果这一波段的雷达不能在雨中和有雾的天气使用。
战后设计的雷达为了避免这一吸收峰,通常使用频率略高于K波段的Ka波段(Ka,即英语K-above的缩写,意为在K波段之上)和略低(Ku,即英语K-under的缩写,意为在K波段之下)的波段。
最后,由于最早的雷达使用的是米波,这一波段被称为P波段(P为Previous的缩写,即英语“以往”的字头)。
该系统十分繁琐、而且使用不便。终于被一个以实际波长划分的波分波段系统取代,这两个系统的换算如下。 :
原 P波段 = 现 A/B 波段 原 L波段 = 现 C/D 波段 原 S波段 = 现 E/F 波段
原 C波段 = 现 G/H 波段 原 X波段 = 现 I/J 波段 原 K波段 = 现 K 波段
波段代号 波长范围(cm)
L 30-15
S 15-7.5
C 7.5-3.75
X 3.75-2.5
Ku 2.5-1.67
K 1.67-1.11
Ka 1.11-0.75
U 0.75-0.5
V 0.5-0.375
W 0.375-0.3