从近代战争来看,雷达是空战、陆战和海战中极为重要的作战“软”武器,在几十年的发展历程中,始终存在着雷达与反雷达的斗争。雷达系有源探测技术,又称无线电定位仪,它是利用电磁波来探测目标的距离、方位及其运动状态的。
世界上第一台雷达诞生于20世纪30年代末期;然后一直到60年代,常规雷达由于二战的刺激以及60年代新革命浪潮的推动而飞速发展。其中,60年代初引入移相器和阵列天线而 发展出相控阵雷达,解决了常规雷达由于机械扫描和天线惯性造成的扫描速度缓慢以及精度低、可靠性不高等问题,顿时成为国际研究热点,目前美、日、英、法、 俄等各的军事装备中已广泛应用;但是由于其波束出射角受到微波频率的影响而造成波束偏斜的现象,无法满足宽带宽的要求。1985年,美国 GardoneLeo最早提出了光学真延时相控阵雷达的思想,真延时技术可以很好地解决宽带宽的问题,并且将光电子技术引入相控阵雷达还解决了电缆 馈电带来的尺寸和重量的限制以及导电电缆干扰发射单元辐射方向的问题、提高雷达性能、降低成本等;到90年代中后期随着光电技术的日益成熟,相控阵雷达中 的光学真延时技术得到了快速发展。
1 相控阵雷达
雷达在搜索目标时,需要不断改变波束的 方向。改变波束方向的传统方法是转动天线,使波束扫过一定的空域、地面或海面,称为机械扫描。利用机械扫描方式工作的雷达即常规雷达,由于天线的惯性,扫 描速度缓慢、精度低、可靠性不高。现代通信和军事技术的发展对雷达和天线提出了越来越高的要求,传统的机械扫描雷达已经无法满足实际应用的需要;随着60 年代初移相器和相位-相位扫描体制的发展,相控阵雷达应运而生。
相控阵即“相位控制阵列天线”,由许多辐射单元排列而成,辐射单元少的有几 百,多的则可达几千、甚至上万,其天线排列可以是线阵、平面阵、共形阵,相控阵雷达因其天线为相控阵型而得名。相控阵雷达是一种新型的有源电扫描阵列多功 能雷达,每个阵元(或一组阵元)后面接有一个可控移相器,其扫描原理是利用控制这些移相器相移量的方法来改变各阵元间的相对馈电相位,从而改变天线阵面上 电磁波的相位分布,使得波束在空间按一定规律扫描。如图2相控阵原理图所示:
图1 相控阵一般发射单元原理结构简图
