来自 88bf必发唯一娱乐官网 2019-05-07 17:22 的文章
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雷达对于波段的选择有什么讲究

作者署名:兵工科技

出品 | 网易新闻

姓名:任思远

据俄罗斯媒体报道,俄罗斯已向中国交付首批4架苏-35多用途战斗机,很多读者只知道苏-35具有推力矢量发动机,机动能力与隐身四代机不相上下,由此认为它很厉害。殊不知,发动机优势仅是苏-35众多突出能力之一,该机还有一项世界其他三代机绝无仅有的独特能力——在机翼上装雷达!

作者 | 张亦驰,军事科普作者

学号:17021210990

世界上各型战斗机,一般在机头安装X波段火控雷达,由于雷达安装在机头位置,雷达视野遮挡小,但同样是因为雷达安装在机头位置,却受安装空间影响,视野范围都受到较大限制,一般都只能覆盖方位120度的视野。同时,仍然是安装空间较小的原因,雷达天线不可能很大,要想获得火力控制所需要的足够精度,就只能采用较高频段或较短波长,这就是战斗机载火控雷达为什么通常采用X波段的主要原因。

据媒体消息,1月8日上午,国家科学技术奖励大会上,刘永坦、钱七虎获得2018年度国家最高科学技术奖。其中刘永坦院士率领团队自力更生研制了我国首部全天时、全天候、超视距、海空兼容的海防预警装备。结合关于他研制出具有全天时、全天候、远距离探测 能力的新体制雷达的报道,有分析认为,这种超视距海空兼容的海防预警装备很可能是一种超视距雷达

转载自:

图注:俄罗斯苏-35组装车间场景,工作人员正在为飞机的机翼位置上安装调试L波段雷达

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【嵌牛导读】:雷达波段代表的是发射的电磁波波长(频率)范围,不同波段的发射频率有着不同的实际应用,本文将介绍不同波段的应用和选择的根据。

而苏-35在机头安装了火控雷达的同时,另外还在机翼的前缘安装了L波段机翼雷达,其主要出发点显然是出于扩大机载雷达视野的考虑,由于在机翼前缘布置雷达,可以将雷达视野扩展到全部前半球,也就是将雷达视野从机头120度扩展到机头180度,这一点显而易见。

尽管我们无法证实这种说法,但也不妨了解一下超视距雷达。那么,超视距雷达是一种什么类型的雷达,和常规雷达相比,它都有什么优势,对一个大国的海防安全都有什么重要意义?

【嵌牛鼻子】:频段,天线

机翼的雷达,之所以采用L波段,而不再采用X波段,主要是出于增加探测距离的需要。机头的X波段雷达虽然精度很高,但是由于波长较短,其在大气传播过程中由于水分子的吸收,能量衰减很大,所以探测距离不可能很远;采用L波段,由于波长较大,更适合远距离传播,其探测距离可能更远。事实上,地面或机载的远距离搜索雷达,例如美国的“铺路爪”雷达、E-3预警机雷达和E-737预警机雷达,更多地采用更低频段、较长波长的雷达,就是这个道理。

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【嵌牛提问】:波段选择的依据是什么?

图注:苏-35战斗机的机翼L波段雷达细节特写

(传统雷达只能探测地平线以上的目标,而超视距雷达可以探测地平线以下的目标)

【嵌牛正文】:

当然,在相同天线面积的情况下,较低频段的雷达相比较高频段的雷达,其测量精度较低。但苏-35飞机机翼上布置的雷达,由于翼展相比机头有着更大的尺寸,L波段雷达在方位方向上的天线面积要显著大于机头的雷达,因此,L波段雷达获得与机头X波段雷达相当的测量精度,应该是可以预期的。

了解雷达的人可能会说,雷达探测距离基本上是几十公里起步,探测距离成百上千公里的雷达也比比皆是,哪个雷达探测距离没有“超视距”呢?其实,这里的视距是指受到地球曲率影响的直视视距。这种超视距雷达的英文名为Over-the-horizon-radar,所以早期被称为超地平线雷达

雷达波段代表的是发射的电磁波波长(频率)范围,一般情况下,长波(低频)的波段远程性能好,易获得大功率发射机和巨大尺寸的天线;短波长(高频)的波段一般能获得精确的距离和位置,但作用范围短。

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通常雷达波只能直线传播,受限于地球曲率,一般雷达只能探测地平线以上的目标。对于低空目标和海面目标,要想看得远,那就需要把雷达架高。很多雷达站都部署在山头上就是这个道理。包括预警机,气球载雷达都是通过提高平台高度,来获取更广阔的视野,降低地球曲率对探测的影响。但是空基平台使用成本比较高,而且受制于空中平台大小,其探测距离受到很大限制,目前的机载雷达可以实现数百公里的对地面和水面探测距离。

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那能不能研制一种部署在地面,可以超越地平线,发现几百上千公里外的水面和空中目标的雷达呢?这并没有难倒雷达专家们。到目前为止,已经实现应用的超视距雷达大致有3类。

波段划分

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我们常说的S波段、X波段的波段划分方法源于二战时期,由历史演变而来,很不规范。后来,又有了规范的A/B/C...的划分方法。

(三种超视距雷达的电磁波传递途径)

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第一种超视距雷达是高频天波超视距雷达(天波雷达或称OTHR)。它的基本原理是,无线电斜向透射到大气电离层(电离层区域处于60公里1000公里高度之间),然后被折射到远方的地面、海面或空中目标,其回波的一部分将沿着原来的路径(这就被称为后向散射)或者其他可能的路径再次经过电离层折射回到发射点或者其他地点,被部署在那里的接收机接受,从而实现目标探测。

理论先行

这里的高频也不是简单的指“频率高的雷达”。高频(HF)特指3-30 MHz的频段,又被称为短波波段,波长为100米到10米范围。实际上,对于雷达来说,这个频率是非常低的,大多数现代雷达都工作在频率更高,波长更短的微波波段。比如美国宙斯盾系统的S波段雷达,其中心波长为10厘米,而很多火控雷达使用的X波段,中心波长为3厘米。

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