火控雷达系统的演.ppt

火控雷达传感器系统火控雷达包含了雷达扫描系统和火力控制系统，是通过计算机辅助系统，实现对整个武器系统的综合有效利用的过程。一般在综合武器平台如飞机、军舰（都携带多种可并发的武器）上使用。可以现实获取战场态势和目标的相关信息；计算射击参数，提供射击辅助决策；控制火力兵器射击，评估射击的效果。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。机载火控雷达舰载火控雷达车载火控雷达分类介绍按工作体制分类:单脉冲雷达、有源相控阵雷达等。有源相控阵雷达采用数量众多的发射/接收模块，每一个辐射器都是一个发射/接收模块，每一个辐射器都自己产生和接收电波（这是有源与无源的区别，无源相控阵雷达只有一个中央发射机和接收机，发射的能量由计算机分配到天线上的每一个辐射器。），而且采用电扫描方式。根据电扫方式，相控阵雷达大体可分为全电扫相控阵和有限电扫相控阵两大类，全电扫相控阵又可称固定式相控阵，即在方位上和仰角上都采用电扫，天线阵是固定不动的。有限电扫相控阵是一种混合设计的天线，即把两种以上天线技术结合起来，以获得所需要的效果，起初把相扫技术与反射面天线技术相结合，其电扫角度小，只需少量的辐射单元，因此可大大降低设备造价和复杂程度。天线阵，根据扫描情况可分为相扫、频扫、相/相扫、相/频扫、机/相扫、机/频扫、有限扫等多种体制。相扫系列利用移相器改变相位关系来实现波束电扫。频扫是利用改变工作频率的方法来实现波束电扫。相/相扫是利用移相器控制平面阵两个角坐标实现波束电扫。相/频扫是利用移相器控制平面阵一个坐标而另一坐标利用频率变化控制来实现波束电扫．机/相扫是在方位上采用机扫、仰角上采用相扫。机/频扫是在方位上采用机扫、仰角上采用频扫。国内外发展现状目前世界上技术先进国家逐步在多种厘米和毫米波段雷达导引头中引入相控阵技术，如美国、俄罗斯和英国等，这方面美国一直走在世界的前列。美国于1987年实施轻型外大气层射弹（LEAP）计划，并由马丁·玛丽埃塔公司配套研制了用于导弹拦截的毫米波平面相控阵雷达导引头，导引头采用多模块封装与高密度连接（HDI）技术，取消了大量引线，结构小而紧凑。另据报导，美国国防高级研究计划局（DARPA）已投资开发出微型机电系统（MEMS）电子扫描天线阵（ESA）导引头，作为低成本巡航导弹拦截器的电子导航单元，它有X和Ka两种工作频段，其关键器件是采用MEMS技术集成的4位移相器，使成本降低了一个数量级，功耗降低了两个数量级。英国《简氏导弹与火箭》2002年4月报道，俄罗斯安泰设计局已研制出一个可用于导弹制导的模块化相控阵天线单元，这些天线单元有毫米、厘米和分米三个工作频段。另据法国《航宇防务》2003年5月12日报道，英国QinetiQ公司对其I波段（X波段）电扫描阵列（AESA）天线进行了成功的闭环试验。此外，具有与弹头共形的曲面毫米波相控阵雷达导引头国外也早已在开展技术攻关研究，但由于阵元配置、波束控制及馈电结构等问题，还存在诸多困难。主要关键技术分析1.天线阵列的热设计天线阵列的热设计是相控阵雷达导引头研制成败的关键要素之一。在有源固态相控阵雷达导引头中，问题显得尤为突出。因为天线阵中T/R组件的密度很大，它们的间隔仅为波长的一半左右，在X波段这个间隔大约是15mm。这是由两个组件中心算起的间隔，因此在阵列中，T/R组件的间隙很小。假定每个组件产生的脉冲功率为5W，工作比为20%，平均功率为1W，放大器的效率为25%，则有3W的功率要变为热量。若阵列中含有200个T/R组件，则有600W的功率变为热量。要在天线阵面有限的空间内散发如此大的热量，可见问题的严重性。对于相控阵雷达导引头，除了有温度梯度要求外，还要考虑与导弹气动外形的匹配以及气动加热等因素的影响，因此，对于天线阵列的散热，不宜采用自然散热或强迫风冷等方式，而必须采用其他人工散热方式并进行控制。弹载条件下，可采用热管温控系统，将T/R组件上的热传到阵面上，阵面壁板本身采用无芯热管，通过它将热传至阵外与热交换器进行交换。这种方案控制温度灵敏，精度高，可获得较低的阵内温度梯度，但结构较为复杂，设计中需要充分考虑如何将热源的热有效传递到壁板上。2微波馈电网络的收发一体化设计天线阵列的馈电主要有强制式馈电、透镜式空馈和反射式空馈三种方式，其中强制式馈电和透镜式空馈较适宜弹载条件下使用，但强制馈电的馈线较为复杂，小型化设计和制造是个难点