中国舰船导航雷达行业协会(舰载雷达系统)

2022-12-09 16:03 点击:236 编辑:邮轮网

1. 舰载雷达系统

相控阵雷达天线的理论出现于20世纪30年代,其后由于受微波器件的制约发展较为缓慢,直到二次世界大战初期美国海军研制成功了首部相控阵雷达线,但由于移相器件控制速度慢,与机械扫描雷达天线相比没有优势。直到20世纪50年代后期,由于对弹道导弹等髙速进攻性武器的防御和空间各种军事卫星的探测、监视和跟踪的要求,以及计算机技术、铁氧体技术以及半导体微波技术的发展推动了相控阵雷达天线的发展。比如林肯实验室就曾经对相控阵雷达进行全面深入研究;中期研制成功舰载相控阵雷达,安装在企业号航空母舰上;末期研制成功FPS-46相控阵雷达,60年代研制成功FPS-85相控阵雷达,开启了相控阵雷达新时代。

今年美国在相控阵雷达天线的研究方面最为成熟,在地面雷达、机载雷达、舰载雷达等方面均研制成功了相应的相控阵雷达天线。

中国近年来相控阵雷达技术发展迅猛,在最先进的数字相控阵雷达上我们和美国也有一拼:目前,只有世界上只有中国、美国能制造数字相控阵雷达,其他国家差的很远。而且仅有极个别飞机有这种雷达,例如:F22和F35的雷达就是数字相控阵雷达,不过这是小型的。中国最新预警上有中大型数字相控阵雷达,这是官方公开报道过的。

相控阵雷达天线的发展趋势

当今世界,科技迅猛发展,现代化战争方式对雷达提出了新的更具挑战性的要求,MEMS技术、GaN等宽禁带半导体技术将会将会对相控阵雷达的发展产生深远的影响。为了满足当前相控阵雷达的要求,目前相控阵雷达天线的发展呈现出有源化、数字化、宽带、毫米波、多功能、低成本的几大趋势。相控阵雷达的技术追赶,依然是目前中美军工角力场上的重头戏。

2. 中国海军舰载雷达

一般分三大类:

警戒雷达、搜索雷达和火控雷达。

警戒雷达特点是可以远距离发现目标,波长较大,但精度较差。一般是二坐标的。

搜索雷达精度比警戒雷达高,探测距离较近,探测目标是三坐标的。

火控雷达精度高,探测距离近,一般为点对点,需连续照射目标。

它们的分工是警戒雷达大范围发现目标,并将可疑目标交给搜索雷达。 经敌我识别后,搜索雷达分析威胁程度,将目标移交给火控雷达。

火控雷达瞄准目标,将参数传给火炮系统或导弹系统。如果导弹是半主动制导,需连续跟踪照射目标,直至导弹击中目标为止。

相控阵雷达可以具有搜索雷达和火控雷达的功能。特别它可以多波束扫描,在火控过程中,可以同时追踪多个目标,因此是最先进的雷达。

3. 舰载火控雷达

答:火控雷达与普通预警雷达最大的区别就是波长不同。

      预警雷达一般采用探测距离远,搜索范围广的米波和分米波,能够探测目标从什么方向来了,但是具体的坐标位置不知道。

     火控雷达一般采用X波段的厘米波雷达,探测距离虽然只有几十公里,但是精度高,可以不断跟踪锁定并测量出目标的各种参数,比如距离、高度、速度、方向等等,通过火控雷达计算机的计算后,可以实时换算成射击诸元为武器的发射做好各项准备,也就等于省去了人工瞄准这一过程,先进点的火控雷达甚至还可以分析目标的危险程度供飞行员自我选择。

4. 舰载雷达系统原理

三坐标雷达亦称一维电扫描雷达,即在水平方向(方位角)上机械扫描,垂直方向(高低角)上进行电扫描,从而可获得目标的距离、方向和高度信息。

由于它比其他二坐标雷达(仅提供方位和距离信息的雷达)多提供了一维高度信息,则使其在舰载雷达中的地位更为重要,成为对飞机引导作战的关键设备。此类雷达主要用于引导飞机进行截击作战和给武器系统提供目标指示数据。根据电扫描的方式不同,可分为频率扫描、相位扫描、频率一相位相结合扫描等多种技术体制,其中频扫在舰载三坐标雷达中最为常见。

三坐标雷达一般装备于中大型水面舰艇,作用距离仅次于对空警戒雷达,一般可达300-400千米左右,并采用多种抗干扰技术措施。此类雷达采用平板阵天线,明显不同于其他类型的雷达,这也是三坐标雷达区别于其他雷达的重要标志

5. 舰载导航雷达

(1)按辐射源种类可分为:有源雷达、无源雷达。

(2)按平台可分为;地面雷达、舰载雷达、机载雷达、星载雷达等。

(3)按照波形可分为:脉冲雷达和连续波雷达。

(4)按工作波长波段可分:米波雷达、分米波雷达、厘米波雷达和毫米波雷达等。

(5)按用途可分为:监视雷达、搜索雷达、火控雷达、制导雷达、气象雷达、导航雷达等。

(6)按扫描方式可分为:机械扫描雷达和电扫描雷达。

6. 航空母舰 雷达

美国福特号核动力航空母舰,上面的航海雷达目前是世界上最为先进的,你可以去查查看。

7. 舰载雷达系统意义

(1)。相控阵雷达之所以具有强大的生命力,因为它优胜于一般机械扫描雷达。它具有以下特点:

能对付多目标

相控阵雷达利用电子扫描的灵活性、快速性和按时分割原理或多波束,可实现边搜索边跟踪工作方式,与电子计算机相配合,能同时搜索、探测和跟踪不同方向和不同高度的多批目标,并能同时制导多枚导弹攻击多个空中目标。

因此,适用于多目标、多方向、多层次空袭的作战环境。

功能多,机动性强

相控阵雷达能够同时形成多个独立控制的波束,分别用以执行搜索、探测、识别、跟踪、照射目标和跟踪、制导导弹等多种功能。一部相控阵雷达能起到多部专用雷达的作用,如“爱国者”的一部多功能相控阵雷达可以完成相当于“霍克”和“奈基”-2型9部雷达的功能,而且还远比它们能够同时对付的目标多。

因此,可大大减少武器系统的设备,从而提高系统的机动能力。

反应时间短、数据率高

相控阵雷达可不需要天线驱动系统,波束指向灵活,能实现无惯性快速扫描,从而缩短了对目标信号检测、录取、信息传递等所需的时间,具有较高的数据率。相控阵天线通常采用数字化工作方式,使雷达与数字计算机结合起来,能大大提高自动化程度,简化了雷达操作,缩短了目标搜索、跟踪和发控准备时间,便于快速、准确地实施畦达程序和数据处理。

因而可提高跟踪空中高速机动目标的能力。

抗干扰能力强

相控阵雷达可以利用分布在天线孔径上的多个辐射单元综合成非常高的功率,并能合理地管理能量和控制主瓣增益,可以根据不同方向上的需要分配不同的发射能量,易于实现自适应旁瓣抑制和自适应抗各种干扰,有利于发现远离目标和小雷达反射面目标(如隐形飞机),还可提高抗反辐射导弹的能力。

可靠性高

相控阵雷达的阵列组较多,且并联使用,即使有少量组件失效,仍能正常工作,突然完全失效的可能性最小。此外,随着固态器件的发展,格控阵雷达的固态器件越来越多,甚至已生产出全固态儿控阵雷达,如美国的“爱国者”雷达,其天线的平均故障间隔时间高达15万小时,即使有10%单元损坏也不会影响雷达的正常工作。

(2)。火控雷达名称用途

火控雷达的特点是测量精度高(测角精度1~2mrad,测距精度几米到十几米),作用距离较近(通常15~50km),具有自动跟踪能力,截获目标后能不断准确给出目标坐标数据,转换成武器的射击诸元后,通过伺服系统实现火力武器的自动瞄准射击。

特点

现代火控雷达通常都具有多种有效的抗干扰手段以及良好的低空探测和跟踪能力,并具有自动化程度高、系统反应时间短、生存能力强、可靠性高等特点。火控雷达的出现,不仅使火控系统具有全天候防御能力,也大大提高了系统的防空效力和自动化作战能力。

火控雷达不仅与指挥仪、光学装置以及电视、激光、红外线等光电设备配合使用,近十多年来已开始于战场目标指示雷达等结合形成综合防空体系,以提高多目标探测能力和电子对抗能力。

雷达自然是系统的眼睛,耳朵和嘴巴,通过雷达实现预警扫描搜索,获取防区雷达信息--相当于耳朵和眼睛的功能;然后火控系统会对信息进行综合分析,并将目标进行分类,分群并给出对本单位的威胁系数,高级的火控系统会给出武器选择建议。

当然,火控系统可以自动处理大部分信息,但最终是否按照火控系统的分析,还要看操作人员的现场决策了。

发展

在操作人员获得开火许可后,会按照自动或人工选择以及武器种类开始进行攻击。这时,雷达会首先对特定目标进行锁定,具体的方法简单的说,就是雷达会采用加密频率对之前发现的目标进行特殊扫描并借此获得更详细、更准确的目标信息,并开通专门频道对火控系统要求的目标(或目标群)进行不间断扫描。

作战应用

目标信息会通过火控系统提供给武器系统,对于自动制导武器,在获得目标信息后,会启动自身导航制导装置飞向目标,半主动制导武器会在飞出后的前一阶段通过数据链接受雷达信息向目标靠近,在最后阶段打开制导装置开始攻击。非制导武器,如密集阵等近防武器,会在雷达信息指导下,打开自己的搜索雷达,独立完成攻击。

优缺点说明

以一般在综合武器平台如飞机、军舰上才提到火控问题。通常来说,对单兵或只有一个主要武器的系统(无并发系统),谈不到火力控制,一般叫做制导系统。

优点

火控雷达一般都拥有较高的测量精度;配有距离和角度自动跟踪系统,能对目标自动进行跟踪;天线采用纵倾横倾稳定或波束指向校准。

通常根据探测雷达指示的目标位置截获目标,并进行自动跟踪。有的具有一定的搜索能力。

缺点

由于一般的火控雷达都是主动发射电磁波,因此容易暴露自身位置,成为对方攻击和干扰的目标。

工作过程

在武器操作人员获得开火许可后,会按照自动或人工选择的攻击方式或武器种类开始攻击,这时,根据目标的方位角和高低角与雷达天线指向之间的误差,通过天线伺服系统转动天线,消除误差,使天线轴始终对准指定的目标,并把目标的坐标数据传送给指挥仪或计算机,从而控制火炮的瞄准和射击。

分类介绍

按搭载平台分类:舰载火控雷达、车载火控雷达、机载火控雷达等。

按工作体制分类:单脉冲雷达、有源相控阵雷达等。

按被控制武器分类:舰艇导弹制导雷达、火炮控制雷达、防空导弹控制雷达和综合火控雷达等。

区别

以一般在综合武器平台如飞机、军舰上才提到火控问题。

通常来说,对单兵或只有一个主要武器的系统(无并发系统),谈不到火力控制,一般叫做制导系统。

8. 军舰 雷达

其特点是:在复杂的海况和恶劣的气候条件下,不用依靠岸上导航台就可迅速而直观地确定海岸线、岛屿、船舶、浮标等目标位置,提供本船位置信息和必要的避碰数。

航海雷达在能见度不良时为航海人员提供了必需的观察手段。它的出现是航海技术发展的重大里程碑。为我国的航海事业提供了巨大的帮助

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