[精品]多功能相控阵雷达关键技术及其发展趋势分析

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1、多功能相控阵雷达关键技术及其发展趋势分析多功能相控阵雷达关键技术及其发展趋势分析摘要本文对多功能相控阵雷达的实现原理与应用领域以及发展概况等进行了简要的介绍，分析研究了该类型雷达中所使用的关键技术及其性能特点，对未来相控阵雷达的发展趋势进行了展望。【关键词】多功能相控阵雷达关键技术发展趋势多功能相控阵雷达是一类有多辐射单元依照特定的排列方式构成的定向天线阵列，其可以通过电控的方式自rtr调节各阵元的幅度激励与相位关系，相较于传统的机械扫描雷达而言，其适应性和抗干扰性有了很大幅度的提升，不仅可以大陌缩短搜索、定位与跟踪时间,

2、还能够实现多目标、多方向、多功能的雷达应用。特别是其在功能方面的拓展使得其可以同时完成多部普通雷达的工作内容，如多目标跟踪、捕获、识别、制导甚至是性能评估等。1多功能相控阵雷达发展现状多功能相控阵雷达的发展经历了无源、有源以及数字三个阶段。无源相控阵雷达配置了中央功率产生器，可以通过雷达内的无源网络对发射功率进行调整，如使用透镜系统或波导网络对阵元的信号发射功率进行分配等。相较于传统的机械雷达，其最大的特点是为每一阵元分配了独立的移相器。有源相控阵雷达则是为每一阵元配置了一组完整的T/R组件，利用该组件完成中央功率产生器的

3、相关功能，且其功能更完善如相位与增益可调，集成度与灵敏度更高。数字相控阵雷达则将进一步提升了固态集成电路的占比，将数字波束形成技术应用到相控阵雷达中来提升雷达的扫描频率、扫描范围以及抗干扰性。2多功能相控阵雷达关键技术2.1射频技术多功能相控阵雷达所采用的设计思路为模块化设计思路，该思路下个功能和技术的集成度更高，更换与调节更灵活。射频技术是指其使用了多种材料和T/R组件来提升雷达在不同射频波段的功率性能和抗噪声性能。特别是以碳化硅和氮化稼为代表的单片微波集成电路T/R组件的应用使得多功能相控阵雷达在S波段上下频段以及宽能

4、量禁带等方面的性能得到了极大的提升。2.2子阵列集成技术该技术可提升相控阵天线的一次成功概率，降低其经济成木。其仍旧以模块化设计思路为核心，可以通过表面安装技术与电路板组件封装相结合，通过嵌入式处理方式将波束形成、功率控制等集成到模块中，还可以预留出必要的接口进行功能或模块拓展，最后环节通过印制电路板技术一次成型。2.3多波束形成技术该技术是多功能相控阵雷达的核心技术之一，其以数字技术为基础，可以直接应用微波集成技术和中频直采技术对信号进行高精度抽样与检测，可以在S波段以及2500阵元量级的阵列单元级中实现多波束形成。其应

5、用优势在于可以采用多中行个弄口适应算法对波束形成方法进行调整，可以有效解决多通道接收机一致性较高的问题。但是需要注意的是，其物理实现对设备复杂性的要求较高。2.4双极化技术雷达对目标对象的识别、反隐以及干扰抑制等都是通过对目标回波的极化特性进行判断来实现的。多功能相控阵雷达的双极化技术可以为每个阵元分配一组共两个相互独立的极化通道，然后利用天线阵元的双通道特性来获得差动反射率的偏差，增强目标回波的极化特征。2.5MIM0技术MIM0技术，即多输入多输出技术，可以利用雷达天线阵列的多天线特性向空域目标发射多束探测信号，然后对

6、回波信号进行分集接收和数据融合处理，实现参数可识别性能的提升和发射方向图的设计。同时，MIM0技术还可以帮助相控阵雷达克服其因横截面积起伏所引起的性能不稳定问题，显著改善目标的检测结果与参数估计精度。3多功能相控阵雷达的发展趋势2.1新一代T/R组件新世纪中的T/R组件经历了“砖块”、“瓦片”、扁平封装、三维面板/集成电路等多个阶段，每一阶段都大幅降低了T/R组件的重量、体积以及生产成木。但是其仍I口存在较大的发展空间，下一代的T/R组件和MPM模块等需要进一步对其损耗、重量以及适用频率范围等参数进行控制，同时还应该增大其

7、输出功率。预计下一代X波段的T/R组件对多面阵甚至是共形天线等的支持性会更高。3.2共形相控阵相控阵需要承载在多种平台中以执行相应的任务，如飞机、导弹、舰艇等。为增强雷达与平台间的结构一体化特性，其需要向共形方向不断演进。共形相控阵不仅可以利用承载平台的结构特性进行载荷扩展，还能够进一步增大天线阵列的孔径，减少阵元间的和互干扰，提升雷达性能，此外，共形天线不再需要额外的天线罩等装置的支持，可以帮助减少飞机的雷达特征。3.3无模块结构设计有源电了扫描平面阵列无模块结构设计可以进一步提升数字硬件的应用范围，使得雷达的集成度更高

8、，重量更轻，可有效消除金属结构对T/R单元间的射频隔离与封闭，将和互间的影响控制在最小程度。3.4新技术、新器件的应用随着和控阵雷达数字化程度的提升，可应用其中的技术和算法种类越來越堵偶，雷达所能够实现的功能也越来越丰富，如空时自适应处理技术、自适应数字波束形成技术、微带天线技术、固态相控阵技术以及其他