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雷达在船上

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雷达在船上



今天 航空 没有雷达是不可想象的。 机载雷达站(BRLS)是现代飞机电子设备中最重要的元素之一。 根据专家的说法,在不久的将来,雷达系统将仍然是检测,跟踪目标并将其引导至受控目标的主要手段。 武器.

我们将尝试回答有关机载雷达工作的最常见问题,并告诉您第一颗雷达是如何产生的以及有希望的雷达站如何让它们感到惊讶。

1。 什么时候出现了第一个雷达?

在第一颗地面雷达出现几年后,在飞机上使用雷达的想法出现了。 在我国,地面站Redut成为第一个雷达站的原型。

其中一个主要问题是将设备放置在飞机上 - 带有电源和电缆的工作站套件重约500 kg。 在当时的单座战斗机上安装这样的设备是不现实的,因此决定将该站安装在双Pe-2中。



第一个国内机载雷达称为Gneiss-2,已在1942年投入使用。 在两年内,发布了超过230 Gneiss-2台站。 在胜利的1945年,Phazotron-NIIR(现在是KRET的一部分)开始批量生产Gneiss-5s飞机雷达。 目标探测范围达到7 km。

在国外,第一个AI Mark I雷达 - 英国 - 在1939中提前投入使用。 由于它的重量很重,它被安装在Bristol Beaufighter重型战斗机拦截器上。 在1940中,新型号“AI Mark IV”进入服务阶段。 它提供了距离最高5,5 km的目标检测。

2。 什么是机载雷达?


在结构上,雷达站由位于飞机机头的几个可拆卸单元组成:发射器,天线系统,接收器,数据处理器,可编程信号处理器,控制台和控制器和显示器。

如今,几乎所有的机载雷达天线系统都是平缝天线阵,卡塞格伦天线,无源或有源相控天线阵。



现代雷达系统在一系列不同的频率下工作,允许在数百公里的距离内检测一平方米的EPR(有效扩散区域)的空中目标,并在通过期间为数十个目标提供支持。

除了目标探测之外,今天的雷达无线电还提供无线电校正,飞行任务和目标指定,用于引导机载武器,以高达一米的分辨率进行地球表面测绘,还可以解决辅助任务:跟踪地形,测量自己的速度,高度,漂移角等。

3。 机载雷达如何工作?


今天,现代战斗机使用脉冲多普勒雷达。 标题本身描述了这种雷达站的操作原理。

雷达站不能连续工作,但会产生周期性冲击 - 脉冲。 在今天的定位器中,脉冲的发送仅持续百万分之几秒,脉冲之间的暂停占用百分之几或千分之一秒。

在传播途中遇到任何障碍时,无线电波在所有方向上散射并从其反射回雷达站。 同时,雷达发射器自动关闭,无线电接收器开始工作。

脉冲雷达的主要问题之一是摆脱固定物体反射的信号。 例如,对于机载雷达,问题是来自地球表面的反射遮挡了位于平面下方的所有物体。 使用多普勒效应消除了这种干扰,根据该效应,从接近物体反射的波的频率增加,并且从输出物体的频率减小。

4。 X,K,Ka和Ku在雷达的特性范围内有哪些?


今天,机载雷达站的波长范围非常广泛。 在雷达站的特性中,用拉丁字母表示,例如X,K,Ka或Ku。

例如,安装在Su-35战斗机上的带有无源相控天线阵列的Irbis雷达在X波段工作。 同时,Irbis空中目标的探测范围达到400 km。



X波段广泛用于雷达。 它从电子频谱的8扩展到12 GHz,也就是说,这些是从3,75到2,5的波长,请参阅。为什么这样命名? 有一个版本在第二次世界大战期间,范围被分类,因此得到名称X波段。

名称中带有拉丁字母K的范围的所有名称都不太神秘 - 来自德语单词kurz(“short”)。 该范围对应于从1,67到1,13的波长,参见。结合上面和下面的英文单词,分别在K波段“上方”和“下方”的Ka和Ku波段接收它们的名字。

Ka波段雷达能够在短距离内操作并进行超高分辨率测量。 这种雷达通常用于控制机场的空中交通,其中使用非常短的脉冲 - 长度为几纳秒 - 确定到飞机的距离。

通常Ka波段用于直升机雷达。 众所周知,为了放置在直升机上,雷达天线应该很小。 鉴于这一事实,以及对可接受分辨率的需求,应用了毫米波长范围。 例如,Ka-52“鳄鱼”战斗直升机配备了“弩”雷达复合体,工作在8毫米Ka波段。 这种由KRET开发的雷达为鳄鱼提供了巨大的机会。



因此,每个范围都有其优点,并且根据放置和任务的条件,雷达站在不同的频率范围内工作。 例如,在评论的前部获得高分辨率实现了Ka波段,并且增加雷达的范围使得X波段成为可能。

5。 什么是PAR?


显然,为了接收和发射信号,任何雷达都需要一个天线。 为了使其适合飞机,他们发明了特殊的平面天线系统,接收器和发射器位于天线后面。 要通过雷达观察不同的目标,需要移动天线。 由于雷达天线足够大,因此移动缓慢。 同时,几个目标的同时攻击变得有问题,因为具有传统天线的雷达在“视场”中仅保持一个目标。

现代电子设备允许在雷达中放弃这种机械扫描。 它被安排如下:扁平(矩形或圆形)天线被分成单元。 在每个这样的单元中有一个特殊的装置 - 移相器,它可以改变以给定角度进入单元的电磁波的相位。 来自小区的处理过的信号到达接收器。 这是您描述相控天线阵(PAA)工作的方法。

更准确地说,具有许多移相器但具有一个接收器和一个发射器的类似天线阵列被称为无源HEADLAMP。 顺便说一句,世界上第一架配备无源相控阵雷达的战斗机是我们的俄罗斯MiG-31。 它安装了由仪器工程研究所开发的雷达“屏障”。 季霍米罗夫。



6。 什么是AFAR?


有源相控阵天线(AFAR)是无源发展的下一个阶段。 在这种天线中,阵列的每个单元包含其自己的收发器。 他们的人数可能超过一千人。 也就是说,如果传统定位器是单独的天线,接收器,发射器,那么在AFAR中,具有发射器和天线的接收器被“分散”到模块中,每个模块包含天线槽,移相器,发射器和接收器。

以前,例如,如果发射机发生故障,则飞机变得“失明”。 如果一个或两个细胞,甚至十几个细胞在AFAR中受到影响,其余细胞继续发挥作用。 这是AFAR的关键优势。 由于成千上万的接收器和发射器,天线的可靠性和灵敏度得以提高,并且还可以同时在多个频率下工作。



但最重要的是,AFAR的结构允许雷达同时解决几个问题。 例如,不仅要服务数十个目标,而且与空间审查并行,保护自己免受干扰,干扰敌方雷达和地图表面,获得高分辨率地图是非常有效的。

顺便说一下,俄罗斯第一架AFAR机载雷达是在Fazotron-NIIR公司的KRET企业创建的。

7。 什么雷达将在第五代战斗机PAK FA?


KRET的有前途的发展之一是适合飞机机身的共形AFAR,以及机身的所谓“智能”机身。 在下一代战斗机中,包括PAK FA,它将变得像一个统一的接收发射定位器,为飞行员提供有关飞机周围发生情况的全部信息。

PAK FA雷达系统包括鼻腔内的透视X波段AFAR,两个侧视雷达和沿襟翼的L波段AFAR。

今天,KRET还致力于为PAK FA创建一个射线光电雷达。 该问题旨在在2018之前创建未来雷达站的全尺寸模型。

光子技术将扩展雷达的功能 - 减轻重量两倍以上,并将分辨率提高十倍。 具有无线电光学相控天线阵列的这种雷达能够制造一种位于距离超过500千米的飞机的“X射线照片”,并给它们提供详细的三维图像。 这项技术使您可以查看对象内部,找出它携带的设备,有多少人,甚至可以看到他们的脸。
原文出处:
http://rostec.ru/research/tecnology/4517745
17 评论
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  1. 内燃机
    内燃机 27二月2016 06:54
    +3
    雷达的发展速度简直是惊人的。 我很高兴我们的设计师领先于整个星球。
    1. Mera joota
      Mera joota 27二月2016 09:37
      -1
      Quote:ICE
      我很高兴我们的设计师领先于整个星球。

      你的结论基于什么?
      1. AIW
        AIW 27二月2016 20:14
        0
        谁是首款配备HEADLIGHTS的量产飞机? 谁发明了电子战,现在谁是电子战发展的领导者? 好吧,无线电光子学当然是最前沿的....
      2. 罗西亚宁
        罗西亚宁 27二月2016 23:43
        0
        为MO和海军生产最新和独特的技术。
  2. 评论已删除。
  3. afrikanez
    afrikanez 27二月2016 07:27
    +3
    这项技术使您可以查看对象内部,找出它携带的设备,有多少人,甚至可以看到他们的脸。
    当您阅读有关内容时,他似乎对未来充满了期待。 好 现在,甚至很难想象第六代飞机会是什么样子(意思是雷达)。 俗话说:拭目以待,它只能生存到这一刻。
  4. 亚伦扎维
    亚伦扎维 27二月2016 09:18
    +16
    好文章。 这样的公共教育计划是必须的。 然后一些论坛参与者写这个...... 请求
  5. Fitter65
    Fitter65 27二月2016 09:32
    +4
    决定放双Pe-2。
    Pe-2是三人座,机组人员包括飞行员,前座舱的导航员和位于后座的无线电炮;两个本地人是重型Pe-3战斗机,尽管它是在Pe-2的基础上制造的,但这并没有太大的不同。这台机器有其自身的差异,为什么要为其指定索引,因此在Pe-3上安装了第一个雷达,并且由于Pe-3的性能不令人满意,后来他们开始在A-20上安装雷达,这些雷达是由lenlysis提供给我们的所以我喜欢这篇文章...
  6. 评论已删除。
  7. 山射手
    山射手 27二月2016 09:39
    +2
    AFAR天线只是一种魔术,而无线电光学天线通常处于了解范围之内。 好消息是,我们的放射物理学已经处于世界水平,还没有达到“合作伙伴”产品质量的水平。 在PAK FA上,侧面扫描天线(如他们所说)内置在皮肤中,飞机通常具有圆形视图。 结合超机动性和最新武器,它通常是“龙雷”,而不是飞机。 我们向霸主问好。
  8. gregor6549
    gregor6549 27二月2016 13:17
    0
    引用:afrikanez
    这项技术使您可以查看对象内部,找出它携带的设备,有多少人,甚至可以看到他们的脸。

    如果一个人假装知道无线电电子设备,尤其是雷达,那么他怎么能写出这样的废话呢?
    1. AIW
      AIW 27二月2016 20:16
      +1
      显然,作者因此想解释高分辨率的原因。
  9. tchoni
    tchoni 27二月2016 13:43
    +2
    好吧,比方说,里面是一个坦克,是Anryl,但是雷达图像和肖像是真实的。 它们可用于识别可见对象。
    1. gregor6549
      gregor6549 27二月2016 14:28
      0
      是的,多年前在30实验中实现的现实。 但问题在于波长。 为了获得明显的p / l图像,需要毫米波段,并且该范围对于飞行器系统具有可接受的范围是非常友好的。 因此,现代飞机雷达主要是厘米范围。 并且在该范围内,实时获得具有高分辨率的p / l图像的问题的解决方案是非常成问题的。
      1. tchoni
        tchoni 27二月2016 15:25
        +3
        不是在波长上,而是在天线阵列的孔径中。 孔径与波长之比决定了雷达的分辨率。 在像相同的jistars这样的地形雷达侦察系统中,孔径合成被用于侧面扫描雷达并不是巧合。
        1. gregor6549
          gregor6549 27二月2016 15:37
          +2
          一切都是正确的,对于具有合成孔径的侧视图的R / L系统,获得详细的地形p / l /图像是非常可能的并且已经实施了很长时间。 但我们谈论的是机载雷达战斗机和类似的飞机,其中雷达天线孔径由前机身的横截面确定,即 非常小,这种雷达中使用的波浪范围无论厘米多酷。 那么我们在谈论这种雷达中的p / l / images,谁需要它们以及谁将在空战中处理它们。 他们将有时间找到目标,确定其所有权并设置另一个目标,以便在设置飞机时自动跟踪/自动锁定。
          1. tchoni
            tchoni 27二月2016 16:55
            +2
            好吧,我该如何告诉您……现代飞机不仅在战斗中需要雷达,而且在侦察,导航甚至地形图绘制中都需要雷达。 最后,如果雷达是保形的(它们在第五代中向我们保证),为什么不使用孔径综合来实现这些区域详细视图的功能:-)
          2. 锋利的小伙子
            锋利的小伙子 27二月2016 23:49
            +1
            据我了解,飞行员将收到车载智能系统汇总的信息,并建议采取后续行动。 这不再是秘密,并且早已在前几代飞机上使用。 在飞行过程中收集的更详细的信息将为飞行员提供足够的建议,并将有助于确定目标及其排名。 谁说在冲突发生之前,之中和之后,有足够的关于敌人的信息? hi
  10. xam0
    xam0 28二月2016 00:37
    +1
    非常感谢该文章的作者撰写的一篇简短而翔实的文章,其中介绍了雷达站的历史,现在和将来的发展。
    我对它们并不特别,但是我总是想知道那些卑鄙的人背后隐藏着什么。 现代飞机的雷达特性,区分不同类型。 现在,事情变得很清楚了,雷达的许多现代特征简直令人印象深刻。 我希望将来我们的飞机将配备最先进的设备,以便我们始终比敌人至少领先一步。 再次感谢!
    1. gregor6549
      gregor6549 28二月2016 10:16
      0
      我想,但严酷的现实是,就雷达站而言,我们在技术思想方面往往领先于西方,通常是在实施这些思想背后。 最重要的是,由于元素基础的开发和生产的不断滞后。 没有它,最美好的想法是无法实现的。 当然,通过不可能的技巧,国内设计师设法提供与西方同行相比的机载雷达的基本性能特征,除了整体尺寸,但这必须通过减少燃料储备和减少弹药库存等来支付。如果在地面系统中,元素基础的问题得到解决简单地说(例如,在系统中引入一对三个额外的移动单元,唉,你不能将拖车连接到战斗机上。