振幅和差单脉冲雷达在自动测角系统中的应用..

第一篇：振幅和差单脉冲雷达在自动测角系统中的应用..

西安电子科技大学《雷达原理》论文

振幅和差单脉冲雷达在自动测角系统中的应用

专业：

信息对抗技术

学生姓名：石星宇 02123010

柯炜鑫 02123049 张宇新 02123060 指导教师：

魏

青

振幅和差单脉冲雷达在自动测角系统中的应用

目录

振幅和差单脉冲雷达在自动测角系统中的应用...............................................1

一、自动测角系统简介.............................................................................1 1.1圆锥扫描雷达简介..........................................................................1 1.2单脉冲雷达简介..............................................................................1

二、振幅和差单脉冲雷达在自动测角系统中的优势...............................2 2.1角度跟踪精度..................................................................................2 2.2天线增益和作用距离......................................................................2 2.3角度信息的数据率..........................................................................3 2.4抗干扰能力......................................................................................3 2.5复杂程度..........................................................................................3

三、振幅和差单脉冲雷达自动测角原理.................................................3 3.1角误差信号......................................................................................3 3.2角误差信号的产生..........................................................................5 3.3角误差信号的转换..........................................................................6 3.4自动增益控制..................................................................................6 3.5整体结构..........................................................................................7

四、振幅和差单脉冲雷达自动测角仿真...................................................7

五、振幅和差单脉冲雷达的应用...............................................................9 附录.............................................................................................................10

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振幅和差单脉冲雷达在自动测角系统中的应用

振幅和差单脉冲雷达在自动测角系统中的应用

一、自动测角系统简介

在火控系统中使用的雷达，必须快速连续地提供单个目标(飞机、导弹等)坐标的精确数值，此外在靶场测量、卫星跟踪、宇宙航行等方面应用时，雷达也是观测一个目标，而且必须精确地提供目标坐标的测量数据。

为了快速地提供目标的精确坐标值，要采用自动测角的方法。自动测角时，天线能自动跟踪目标，同时将目标的坐标数据经数据传递系统送到计算机数据处理系统。

和自动测距需要有一个时间鉴别器一样，自动测角也必须要有一个角误差鉴别器。当目标方向偏离天线轴线(即出现了误差角)时，就能产生一误差电压。误差电压的大小正比于误差角，其极性随偏离方向不同而改变。此误差电压经跟踪系统变换、放大、处理后，控制天线向减小误差角的方向运动，使天线轴线对准目标。

用等信号法测角时，在一个角平面内需要两个波束。这两个波束可以交替出现(顺序波瓣法)，也可以同时存在(同时波瓣法)。前一种方式以圆锥扫描雷达为典型，后一种是单脉冲雷达。

1.1圆锥扫描雷达简介

圆锥雷达的针状波束的最大辐射方向偏离天线旋转轴一个角度，当波束以一定的角速度绕天线轴旋转时，波束最大辐射方向就在空间画出一个圆锥，故称圆锥扫描。

波束在作圆锥扫描的过程中，绕着天线旋转轴旋转，因天线旋转轴方向是等信号轴方向，故扫描过程中这个方向天线的增益始终不变。当天线对准目标时，接收机输出的回波信号为一串等幅脉冲；如果目标偏离等信号轴方向，则在扫描过程中波束最大值旋转在不同位置时，目标有时靠近有时远离天线最大辐射方向，这使得接收的回波信号幅度也产生相应的强弱变化。

由此实现对目标的探测，从而完成在角度上对目标的自动跟踪。1.2单脉冲雷达简介

单脉冲雷达是一种精密跟踪雷达。它每发射一个脉冲，天线能同时形成若干个波束，将各波束回波信号的振幅和相位进行比较，当目标位于天线轴线上时，第 1 页

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各波束回波信号的振幅和相位相等，信号差为零；当目标不在天线轴线上时，各波束回波信号的振幅和相位不等，产生信号差，驱动天线转向目标直至天线轴线对准目标，这样便可测出目标的高低角和方位角，从各波束接收的信号之和，可测出目标的距离，从而实现对目标的测量和跟踪。

二、振幅和差单脉冲雷达在自动测角系统中的优势

由第一小节我们知道，自动测角系统中常见的雷达体制有圆锥扫描式雷达、单脉冲雷达等，但相比之下，振幅和差单脉冲雷达在自动测角系统中有较大的优势。

2.1角度跟踪精度

与圆锥扫描雷达相比，单脉冲雷达的角度跟踪精度要高得多。主要有以下两点原因：

第一，圆锥扫描雷达至少要经过一个圆锥扫描周期后才能获得角误差信息，在此期间，目标振幅起伏噪声也叠加在锥扫调制信号(角误差信号)上形成干扰，而自动增益控制电路的带宽又不能太宽，以免将频率为锥扫频率的角误差信号也平滑掉，因而不能消除目标振幅起伏噪声的影响，在锥扫频率附近一定带宽内的振幅起伏噪声可以进入角跟踪系统，引起测角误差。而单脉冲雷达是在同一个脉冲内获得角误差信息，且自动增益控制电路的带宽可以较宽，故目标振幅起伏噪声的影响可以基本消除。

第二，圆锥扫描雷达的角误差信号以调制包络的形式出现，它的能量存在于上、下边频的两个频带内，而单脉冲雷达的角误差信息只存在于一个频带内。故圆锥扫描雷达接收机热噪声的影响比单脉冲雷达大1倍。单脉冲雷达的角跟踪精度比圆锥扫描雷达的要高一个量级，约为0.1~0.2密位。

2.2天线增益和作用距离

单脉冲雷达在增益利用方面比圆锥扫描雷达好。单脉冲用和波束测距，差波束测角，合理设计馈源可使和波束的增益与差波束的增益同时最大，因而使测距测角性能最佳。在相同天线增益、发射功率、接收机噪声系数情况下，单脉冲雷达比圆锥扫描雷达作用距离远，测距精度高。并且，圆锥扫描雷达的角跟踪灵敏度和作用距离不能同时最大，兼顾两者性能，权衡选择波束参数，只能做到角跟踪灵敏度和作用距离约为最大值的88%。

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2.3角度信息的数据率

单脉冲雷达比圆锥扫描雷达高。单脉冲雷达理论上只要一个脉冲就可获得一次角信息，数据率为fr(脉冲重复频率)。而圆锥扫描雷达必须经过一个圆锥扫描周期才能获取一次角信息。圆锥扫描一周内至少需4个脉冲，因而理论数据率是fr/4，考虑到调制包络信号不失真，通常需要10个脉冲以上，所以实际数据率小于fr/10。

2.4抗干扰能力

圆锥扫描雷达易受敌方的回答式干扰。因为敌方接收到的圆锥扫描雷达发射信号也是正弦调制信号，只需要取出调制包络，进行倒相放大，然后去调制高频信号再发射回来，圆锥扫描雷达接收此信号后，天线轴线就跟踪到错误方向上。而单脉冲雷达没有回答式干扰的影响。

2.5复杂程度

单脉冲雷达在结构上和技术上复杂，需要多个性能完善的宽频带馈源和高频和差比较器，多路接收机要求性能一致，如果各路相位和振幅不平衡，会使测角灵敏度降低并加大测角误差，因而单脉冲雷达技术复杂，加工工艺要求高。

由此可见，要求精密跟踪尤其是远程精密跟踪雷达，常用单脉冲体制。下面主要介绍振幅和差单脉冲雷达自动测角的原理。

三、振幅和差单脉冲雷达自动测角原理

对于振幅和差单脉冲雷达的自动测角原理，我们可以用下示框图用来理解：

3.1角误差信号

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雷达天线在一个角平面内有两个部分重叠的波束，如图一（a）所示，振幅和差式单脉冲雷达取得角误差信号的基本方法是将这两个波束同时收到的信号进行和、差处理，分别得到和信号与差信号。与和、差信号相应的和、差波束如图一(b)、(c)所示。其中差信号即为该角平面内的角误差信号。由图一(a)可以看出；若目标处在天线轴线方向(等信号轴)，误差角ε=0，则两波束收到的回波信号振幅相同，差信号等于零。目标偏离等信号轴而有一误差角ε时，差信号输出振幅与ε成正比而其符号(相位)则由偏离的方向决定。和信号除用作目标检测和距离跟踪外，还用作角误差信号的相位基准。

角误差信号多是利用和差比较器产生。和差比较器(和差网路)是单脉冲雷达的重要部件，由它完成和、差处理，形成和差波束。用得较多的是双T接头，如图二所示，它有四个端口；Σ(和)端、Δ(差)端和1、2端。假定四个端都是匹配的，则从Σ端输入信号时，1、2端便输出等幅同相信号，Δ端无输出；若从1、2端输入同相信号，则Δ端输出两者的差信号，Σ端输出和信号。

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3.2角误差信号的产生

发射时，从发射机来的信号加到和差比较器的Σ端，故1、2端输出等幅同相信号，两个馈源被同相激励，并辐射相同的功率，结果两波束在空间各点产生的场强同相相加，形成发射和波束F如图一（b（）此时，发射脉冲的方向图函数为：

F()F()F()

接收时，回波脉冲同时被两个波束的馈源所接收。两波束接收到的信号振幅有差异，但相位相同。这两个相位相同的信号分别加到和差比较器的1、2端。

其中，和信号的振幅为

EkF()[F()F()]kF()2

式中F，而差信号的振幅为（F（-）F（））EkF()[F()F()]kF()F()式中F()F()F()。

现假定目标的误差角为，则差信号波束为EkF()F()。

在跟踪状态下，很小，可以将F()展开成麦克劳林级数并忽略高次项，则可得

2E4kF(0)'E4kF(0)F(0)两式作比得：

EF'(0) EF(0)所得结果表示，在一定的误差角范围内，差信号的振幅E与误差角成正比。

以上得出了角误差信号的大小，而角误差信号的相位则由E1,E2中的强者决定，哪个回波信号更强，则角误差信号偏向哪边。

综上所述，端输出的差信号的振幅表明了目标误差角的大小，其相位则表

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示目标偏离天线轴线的方向。

3.3角误差信号的转换

和差比较器Δ端输出的高频角误差信号还不能用来控制天线跟踪目标，必须把它变换成直流误差电压，其大小应与高频角误差信号的振幅成比例，而其极性应由高频角误差信号的相位来决定。这一变换作用由相位检波器完成。为此，将和、差信号通过各自的接收通道，经变频中放后一起加到相位检波器上进行相位检波，其中和信号为基准信号。

相位检波器的输出为

KdUKdU 0其中Ud正比于E，为和、差信号之间的相位差。

相位检波器输出为正或负极性的视频脉冲(=π为负极性)，其幅度与差信号的振幅即目标误差角ε成比例，脉冲的极性(正或负)则反映了目标偏离天线轴线的方向。把它变成相应的直流误差电压后，加到伺服系统控制天线向减小误差的方向运动。

3.4自动增益控制

前面我们介绍了自动测角的原理，但实际上还有许多性能需要改善。为了消除目标回波信号振幅变化(由目标大小、距离、有效散射面积变化引起)对自动跟踪系统的影响，需要采用自动增益控制。

由和支路输出的和信号产生自动增益控制电压。该电压同时去控制和差支路的中放增益，这等效于用和信号对差信号进行归一化处理，同时又能保持和差通道的特性一致。

可以证明，由和支路信号作自动增益控制后，和支路输出基本保持常量，而差支路输出经归一化处理后其误差电压只与误差角ε有关 第 6 页

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而与回波幅度变化无关。

3.5整体结构

接下来我们以单平面振幅和差单脉冲雷达的组成为例，分析其系统结构。

根据上述原理，可画出单平面振幅和差单脉冲雷达的基本组成方框图，如图三所示。系统的简单工作过程为：发射信号加到和差比较器Σ端，分别从1、2端输出同相激励两个馈源。接收时，两波束的馈源接收到的信号分别加到和差比较器的1、2端，Σ端输出和信号，Δ端输出差信号(高频角误差信号)。和、差两路信号分别经过各自的接收系统(称为和、差支路)。中放后，差信号作为相位检波器的一个输入信号，和信号分三路：一路经检波视放后作为测距和显示用；另一路用作和、差两支路的自动增益控制，再一路作为相位检波器的基准信号。和、差两中频信号在相位检波器进行相位检波，输出就是视频角误差信号，变成相应的直流误差电压后，1天线方向图加到伺服系统控制天线跟踪目标。和圆锥扫描雷达一样, 进入

天线增益F()0.90.80.70.60.50.40.30.20.10-20-15-10-50角度/5101520角跟踪之前，必须先进行距离跟踪，并由距离跟踪系统输出一距离选通波门加到差支路中放，只让被选目标的角误差信号通过。

四、振幅和差单脉冲雷达自动测角仿真

假设两个波束的方向性函数完全相同，记为F，两波束相对天线轴线的偏角为。仿真中，偏角3，半功率波束宽度3dB7.5，采用双向工作的高斯函数作为天线方向性函数，因此有

Fe

2.8220.5

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和差波束方向性函数分别为：

FFF FFF

其方向函数图如下所示：

和、差波束方向图1.51和波束天线方向图天线增益F()0.50差波束天线方向图-0.5-1-20-15-10-50角度/5101520

由原理分析可知，差信号振幅为EkFF，当跟踪目标是出现误差角时，差信号的振幅变为EkFF。由于跟踪状态下很小，将F展开成泰勒级数并忽略高次项，则有

EkFF'0kF2

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式中FF0；F'0/F0。由上式可知，在一定范围的误差角度范围内，差信号的振幅与误差角度成正比。

仿真时，我们假设误差角度，，得到如下误差角度与误差电压关

66系图，符合理论推导。

从误差角度与误差电压的关系图中我们可以看出，在跟踪状态下，当目标与雷达天线轴向之间存在一定误差角时，接收天线会产生相应的误差电压。而误差电压的大小反映了误差角的大小，误差电压的极性反映了目标偏离天线轴向的方向。此时，该误差电压将驱动雷达天线靠近目标，使得误差角接近于零，从而实现自动测角（目标跟踪）。

五、振幅和差单脉冲雷达的应用

单脉冲雷达作为一种精密跟踪雷达，可以精确快速地提供目标坐标的精确位置，早在60年代就已广泛应用于火控系统中。

而目前使用的单脉冲雷达基本上都实现了模块化、系列化和通用化，具有多目标跟踪、动目标显示、故障自检、维修方便等特点，于是也被更多地应用于军用以及民用上。

美国、英国、法国和日本等国军队大量装备单脉冲雷达，主要用于目标识别、靶场精密跟踪测量、弹道导弹预警和跟踪、导弹再入弹道测量、火箭和卫星跟踪、武器火力控制、炮位侦察、地形跟随、导航、地图测绘等；在民用上主要用于中交

误差电压/V86420-2-4-6x 10-4误差角度与误差电压关系图通管制。

-8-0.5-0.4-0.3-0.2-0.100.1误差角度/0.20.30.40.5第 9 页

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附录：

clear all,close all,clc N=2^14;

%采样点数 r3dB=7.5;

%半功率波束宽度 e=linspace(-pi/6,pi/6,N);

%误差角度范围 r=linspace(-20,20,N);

%角度范围（横坐标）F=exp(-2.8*(r./r3dB).^2);

%天线方向图函数

F1=exp(-2.8*((3-r)./r3dB).^2);

%两波束相对天线轴线偏角+-3° F2=exp(-2.8*((3+r)./r3dB).^2);F_sigema=F1+F2;

%和波束 F_derta =F1-F2;

%差波束 E_sigema=F_sigema.^2;

%和场强 E_derta =F_sigema.*F_derta;

%差场强

F_derta1=diff(F_derta);

%差波束的一阶导数 yita=max(F_derta1)/max(F_sigema);E_derta1 =max(F_sigema)^2*yita*e;

%差信号振幅 subplot(311)plot(r,(F),'b',r,(F1),'r',r,(F2),'g')grid on

xlabel('角度/theta'),ylabel('天线增益F(theta)')title('天线方向图')subplot(312)plot(r,(F_sigema),'r',r,(F_derta),'g')第 10 页

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grid on

xlabel('角度/theta'),ylabel('天线增益F(theta)')title('和、差波束方向图')subplot(313)plot(e,E_derta1)xlabel('误差角度/theta'),ylabel('误差电压/V')title('误差角度与误差电压关系图')grid on

axis([-pi/6 pi/6-0.8e-3 0.8e-3])

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第二篇：调速在雷达管制中的应用

【摘要】而速度调整是雷达管制中保持安全间隔的重要方法，也是管制员最常用的管制技能，因此能掌握航空器速度的特征、使用方法和时机，是一名优秀管制员高效、优质地实施空中交通管制服务的前提保障。

【关键词】航空；调速；雷达管制

中图分类号：v35文献标识码a文章编号1006-0278（2015）10-138-01

航空器速度：是飞行过程中表示其运动特征的重要指标，也是关系飞行安全和效率的关键要素之一。速度是矢量，即它有大小和方向。航空器的速度按方向分为水平速度垂直速度。

一、水平速度

水平速度表达了航空器运动时间和距离的关系，反映了航空器在水平方向上的运动规律和特征，是体现航空器飞行动态的重要指标。

（一）管制中常用的水平速度及其应用

指示空速ias：又称表速，是管制员对于中低空飞行航空器速度进行调整的对象。

真空速tas：是航空器相对于空气运动经过修正后得到的速度。它不是管制员的调整对象。

地速gs：是航空器相对于地区表面的飞行速度，是判断航空器间间隔变化的重要依据。

马赫数：航空器在空气中的运动速度与该高度前方未受扰动空气中音速的比值，管制员常以马赫数作为对高空航空器调速的对象。

（二）各种速度之间的关系

1.真空速、指示空速与地速

标准大气条件下航空器在海平面运动时的指示空速与真空速相等；恒定的指示空速上升时，真空速会越来越大；指示空速和地速都是管制员最为关注的速度。

2.真空速、指示空速与马赫数

同高度马赫数相同，其真空速也相同；航空器以恒定马赫数下降，真空速会增大。

3.调整速度的目的

调速的目的主要是调整间隔和落地顺序等，还包括满足前方的流量控制、避免过多的雷达引导、减少管制员的工作负荷、保持高速顺畅的空中交通流量等。

4.调速的规则与原则

（1）调速幅度与频度

调整速度时应避免要求驾驶员做大幅度调速；还应避免对单一航空器多次调速。

（2）调速限制

一般情况不对离场或飞越航空器调速；应避免对同一航空器进行交替的增速和减速；高空飞机一般使用马赫数调整技术。

（3）性能原则

调速要在航空器性能范围之内，并且调速指令应该得到驾驶员的认可；如果不能执行调速指令，飞行员应及时通报管制员。

（4）通报要求

调速时应简要通报飞行员速度调整的原因；管制员和飞行员都应将调速的实施情况及时通报对方，并且管制员在不需要调速时应及时告知驾驶员恢复正常速度。

（5）调速标准

6.调速的方法与技巧

（1）调速的方式

调速的方式根据航空器的不同飞行阶段和管制意图，总的来说可以分为进场调速、高空调速和保持调速。

1）进场调速.对于进场的航空器，通常可以指挥驾驶员调到最大速度/最小光洁速度/最小速度，或直接指定具体的某指示空速

2）高空调速

在高空飞行时，考虑到最大速度限制等原因，对于在8900m（不含）以上的高度飞行的航空器，一般调整马赫数，且马赫数以0.01的倍数调整。

3）保持速度

可以指示航空器保持速度，目的是为了保证安全间隔和合理排序；也可以指示航空器保持最大速度或最小速度。

（2）调速的对象

地速是雷达上直接显示出来的速度，是调速的“落脚点”；指示空速是调速的“出发点”，因此要求管制员在发指令前要把预期调整的地速转换为指示空速，再指示驾驶员调速。

（3）早调与晚调

不要过早将进场航空器的速度减小得过多，在条件允许的情况下，应尽量使航空器保持大表速进近，可以起到加速流量的作用；“前机晚调速，后机早调速”方法可以避免进场飞机的追赶。

（4）粗调与细调

离本场较远时可以要求上一管制区先整体粗调速度，进入终端区后再精细调整，这样可以放缓整体节奏，建立最佳间隔，保证航空器运行的流畅

（5）速度与经济性

航空器在光洁状态飞行可以减少航油的消耗，因此，在条件允许的情况下，管制员应该尽可能的使飞机保持光洁构型自主飞行，调整速度时尽量避免“最小速度”等字眼。

（6）高度与速度

根据规律，相同指示空速的航空器在同时下降中，前机处于低高度层，真空速将小于后机，为了避免追赶，可以调整两机指示空速形成速度差，建成“前快后慢”的运行态势。

（7）调速与引导

调速与雷达引导需要结合使用方能达到最佳效果；另外飞行员调速过程需要一定的时间，管制员应有心里准备，做好提前量。

二、垂直速度

垂直速度反映了航空器在垂直方向上的运动规律和特征，管制员只能通过二次监视雷达标牌上的高度和上升/下降率的信息来感知。

（一）航空器的垂直速度

航空器的垂直速度具体体现为上升率和下降率两个方面。上升率是航空器上升时，在单位时间内增加的高度；下降率又称下降速度，是航空器正常下降时，在单位时间内减少的高度。

（二）调整垂直速度的目的

调整垂直速度是为了让航空器加速到达目标高度，避免飞行冲突，或用于紧急情况处置时。

（三）调整垂直速度的方式

调整垂直速度可用的指令有：加速上升/下降至某高度；以指定的上升率/下降率上升/下降至某高度；上升/下降率不小于某个值到底某高度；在指定位置点或点之前到达指定高度。

（四）注意事项

1.速度与高度的操作冲突

应先指示航空器下降高度，改平后在发送减速指令并给出原因；避免先减速再要求航空器大下降率的错误做法；利用雷达引导技术引导航空器使其延长飞行距离，以抵消航空器加速下降、再减速所增加的额外飞行时间。

2.机型

不同机型的速度范围，尤其是上升/下降率相差很大，了解不同机型上升率和下降率的大致范围，避免发出超出航空器能力限度的指令。

3.舒适性

为了便于驾驶员便于操作和乘客的舒适性，原则上尽量减少对航空器的上升率和下降率干预，除非为了安全和效率的需要；在不需要时应及时解除上升/下降率限制。

第三篇：浅谈水质自动监测系统在水环境中的应用

浅谈水质自动监测系统在水环境中的应用

丁梦秋

松原市环境监测站

吉林 松原

138000 摘 要：在社会经济快速发展的同时，也伴随着水资源的过度开发、低效利用和生态环境的严重破坏，我国河流湖库的水质和生态都受到不同程度的损害。水质监测是水资源保护最重要的工作基础和技术支撑，准确、及时、可靠的水质监测数据是水资源保护依法行政的基础。水质监测要满足水资源保护监督管理的需要，必须加快现代化和自动化建设步伐，提高水质监测信息采集能力，所以建设水质自动监测站是一种趋势。本文从建设任务出发，分析了环境影响评价要点，并且进行环境影响评价和解析，提出环境保护措施设计的关注点，以供共同探讨。

关键词：水质自动监测； 水资源保护； 水环境

水质自动监测系统的发展概述

水质在线自动监测系统是一套以在线自动分析仪器为核心，运用现代传感技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术以及相关的专业分析软件和通信网络所组成的一个综合性的在线自动监测体系。

国内水质自动监测系统建设起步较晚。20世纪90年代末，水利、环保部门相继在部分重要水系建立了水质自动监测系统。主要监测项目为常规五参数、高锰酸盐指数、氨氮、总有机碳等，在饮用水源地水质监测系统增加了总磷、总氮、叶绿素、生物毒性等项目。近年来，水质自动监测技术在许多国家地表水监测中得到了广泛的应用，我国的水质自动监测站（以下简称水站）的建设也取得了较大的进展，环境保护部已在我国重要河流的干支流、重要支流汇入口及河流入海口、重要湖库湖体及环湖河流、国界河流及出入境河流、重大水利工程项目等断面上建设了100个水质自动监测站，监控包括七大水系在内的63条河流，13座湖库的水质状况。

2自动监测系统的特点

与传统的手工监测相比：

（1）水质自动监测仪具有最佳现场使用效果，可以对水质进行自动、连续监测，数据远程自动传输，随时可以查询到所设站点的水质数据。这对于解决现行的水质监测周期长，劳动强度大，数据采集、传输速度慢等问题，具有深远的社会效益和经济效益。

（2）水质自动监测工作的开展，一改过去总在事后才能向有关部门提供水质信息的被动局面，实现了在水质发生恶化时，仪器自动报警或响应，对流域下游发出水质污染的预警预报，防患于未然，充分体现了环保部门对水质综合管理的优越性。

（3）水质自动监测系统促进水环境监测系统计算机联网，改革环境质量和污染源报告的编报，加速全国水环境监测技术向统一化、标准化发展，实现水质信息的在线查询、分析、计算、图表显示、打印等，随时实现各单位之间水质信息的互访共享，实现全流域水环境综合评价，可迅速为领导决策提供科学依据。

3水质自动监测技术的应用领域

3.1水功能区污染物总量监控

计算污染物总量需要大量水质、水量数据。水质自动监测频次高，产生的信息量大，在重要的控制断面实现水质的自动监测，有利于实施水功能区管理、污染物排放总量控制，促进水资源管理工作的现代化。

3.2供水水源地水质监测

在水源地建设自动监测站，可对水源地的水质进行24小时不间断监测，实现对自动监测站的远程监控，一点发生异常，及时预警，为保障水源地供水安全提供有效的技术监督手段。

3.3预警预报重大水质污染事故

自动监测系统实时连续监测对突发水污染事故预防和应急监测具有明显的优势。通过自动监测系统的预警功能，可及时发现污染事故，分析自动监测数值变化趋势，可判断污染程度，对下游水质污染做出预警预报，防止污染事件的进一步扩大，减轻其危害有着重要意义。

3.4跨界河流的水质监测

在跨界河流敏感点建设自动监测站，实时监控水质变化状况，与实验室人工监测相结合提供客观、准确、中立的水质监测数据。

4水质自动监测技术存在的问题与技术应用成果

4.1存在的问题

4.1.1投资规模较大，运行费用较高；监测仪器以进口为主，价格昂贵。运行维护成本高，仪器配件耗品价格昂贵。

4.1.2对操作、运行、维护人员的技术水平要求较高；

4.1.3系统本身运行不稳定；仪器的基线漂移、试剂的变化、供电系统的稳定性等多种因素，都会影响到水质自动监测系统的稳定性。

4.1.4系统监测数据与实验室人工使用标准分析方法监测的成果有一定的差别。由于水质自动监测仪器设备受现场环境条件和自动化控制要求的影响，其监测数据的准确性不如实验室经典化学分析方法，因此在使用之前，必须通过国家校准检测方法的比对使用，验证自动监测的准确性及可比性。

4.2技术应用成果

随着国家水质自动监测系统的运行，充分发挥了实时监视和预警功能。在跨界污染纠纷、污染事故预警、重点工程项目环境影响评估及保障公众用水安全方面已经发挥了重要作用。

（1）2008年四川汶川特大地震发生后，中国环境监测总站立即通过水质自动监测系统远程查看灾区水质状况，将灾区7个水质自动监测站的监测频次由原来的4小时一次调整为2小时一次，在第一时间分析了地震灾区地震前后水质状况，并将灾区水质无明显变化的情况及时向国务院抗震救灾总指挥部上报，并编制《汶川大地震后相关国家水质自动监测站水质监测结果》，每天在互联网上发布自动监测结果，为保障灾区饮用水安全，稳定灾区群众发挥了重要作用。

（2）2008年北京奥运会期间，利用北京密云古北口自动站（密云水库入口）、门头沟沿河城自动站（官厅水库出口）、天津果河桥自动站（于桥水库入口）、沈阳大伙房水库及上海青浦急水港自动站等国家水质自动监测站对城市的饮用水源实施严密监控，每日以《奥运城市地表水自动监测专报》形式上报环境保护部，为奥运期间饮水安全提供了技术保障。

结语

实施水质的自动监测，可以实现水质的实时连续监测和远程监控，及时掌握主要流域重点断面水体的水质状况，预警预报重大或流域性水质污染事故，解决跨行政区域的水污染事故纠纷，监督总量控制制度落实情况，保障饮用水源地的取水安全，为水资源保护监督管理和决策提供了有力的支持手段。

参考文献

[1]赵宝吉.我国水质自动监测的发展与应用[J].黑龙江环境通报.2000.（3）

[2]孙南.水质自动监测系统运行过程中的质量保证和质量控制[J].环境监测管理与技术.2009.（1）

第四篇：浅谈GPRS在城市路灯自动监控系统中的应用

浅谈GPRS在城市路灯自动监控系统中的应用

Research on The Usage of GPRS in The Automatic Monitoring System of City Road

作者：孙泉

摘要：详细介绍了公共路灯远程监控系统的结构原理、工作过程、硬件组成和软件设计，增加了一些措施增加了系统的可靠性。根据系统可以实时掌握路灯的电压高低、电流大小、是否工作、警告等状况,从而实现对公共路灯的实时远程监控。

Abstract: This report writing introduces the remote monitoring system of city road lamps to go into details, talking about the structure and principles of the system, the working process, the composition of hardware and the designation of software, and adds a number of measures to increase the reliability of the system.According to the system, we can have real-time data about the voltage and current of street lamps, the warning of them, and the situations like this, in this way, we can realize the real-time remote monitoring of the city road lamps.关键词：GSM/GPRS；MODEM；远程监控；分控点；监控中心

Keywords: GSM/GPRS, MODEM, Remote Monitoring, Individual Control Points, Monitoring Center 1.前言

城市灯光监控系统纳入监控范围内的有道路照明监控、高层建筑泛光照明监控、广场照明监控、桥梁照明监控等部分，系统的建立是一项复杂的工程，必须全面规划，从全局的观点出发,考虑到目前和将来的需求，设计统一的系统结构，同时还要为今后系统的发展和逐步完善留有充分的余地，避免因需求扩展和提高时不得不全盘推倒另起炉灶的情况出现，以保护前期的投资。建设一个复杂的灯光监控系统，不仅要满足现在的业务管理需求，还要考虑到今后的信息处理增长及其技术升级的适应性。

随着GSM/GPRS技术在中国的成熟，选取GSM/GPRS短消息作为系统的通信方式，具有一次性投入低，安装简便，使用费较低，抗干扰能力较强且具有向GPRS无线分组、2.5G宽带业务平滑过渡等诸多优点。目前，我国几乎所有城市已经开通GSM/GPRS业务，这是今后路灯监控系统所采用的主流传输资源，是路灯监控系统通信方式的必然趋势。

2.监控系统的体系结构

2.1 GSM/GPRS 与GSM/GPRS MODEM GSM/GPRS是中国移动、中国联通推出的一种服务方式，它的出现提供了一个方便、可靠的无线传输资源，能提供短数据传输业务，每次可传输一定长度的数据信息，根据我们的测试结果和实际使用经验，完全可以满足路灯监控的需求，给路灯监控行业注入了新的活力。同时，覆盖范围广泛、收费较低也是GSM/GPRS短消息服务的重要特色。GSM/GPRS MODEM正是基于GSM/GPRS网络所设计的数据传输设备，体积小、重量轻、外形美观、便于安装，也支持通话功能。具有GSM/GPRS标准的AT命令集和标准RS232接口，可方便与路灯监控器配合。

2.2监控系统

GSM/GPRS路灯监控系统是一个分布式、集散型、网络化、全开放的监控系统，包括控制中心和若干个分控点，能对独立分布的各种路灯设备进行集中监控和维护管理。系统采用了GSM/GPRS短消息传输方式，克服了分控点上有线通信线路布线困难的缺点和故障多、难于维护的弊端。根据路灯监控系统总体方案的要求，可设一个监控中心，N个分控点的情况，该系统监控中心设于城市路灯管理部门值班中心。

2.3 监控中心的组成及原理

控制中心有中心通信服务器、收/发GSM/GPRS MODEM、远程告警MODEM、WEB服务器、普通用户工作台、大屏幕模拟屏等组成。在中心安装GSM/GPRS MODEM若干台，可以避免接收与发送之间的冲突（冲突时往往发生发送不成功或收不到数据），大大提高了通信效率。通过通信网络与终端数据通信MODEM进行通信，完成遥测、遥信和遥控。实时监视各分控点工作状态和运行参数，接收故障告警信息，发生报警时通过远程告警MODEM传呼值班人员及时处理故障或者通过GSM/GPRS MODEM向维护人员的手机以短消息方式发送告警信息，实时向上一级监控中心转发紧急告警信息和报送上一级监控中心所要求的数据信息。还可根据需要，查询分控点采集的各种监测数据和告警信息，并在屏幕显示或打印输出。另外可通过数据采集控制器下达测控命令，向分控点发送短消息来设定智能路灯监控器的告警限，并用严格的权限控制确保操作的安全性。

通信服务器是整个系统的心脏，一旦出现问题，整个系统将要瘫痪，因此为了提高系统的可靠性，采用数据库服务器双机备份解决方案，系统软件同时安装在两台主机上,同时运行各自的服务工作,且相互监测对方的情况和本系统的状态，协调两台主机的工作,维护系统的可用性。它能侦测应用级系统软件、硬件发生的故障,及时进行错误隔绝、恢复，当一台主机出现故障时,另一台主机立即接管其工作，以最低成本提供用户几乎不停顿的计算机作业环境，这样就大大地提高了系统的可靠性。同时为保证在公共网络上系统能够安全运行，监控中心采用了多级操作口令，监控中心和分控点之间采用了自动动态密码保护，白天开灯时监控中心对分控点发双重命令才能执行控制命令，保证对分控点遥控操作的绝对安全性。同时，为了在无故障时监控中心维护人员也能够查看分控点信息，系统也支持巡检工作方式，即监控中心可定期查询各个分控点运行信息。

图1 监控中心

2.4分控点的组成及原理

每个分控点都由一个GSM/GPRS MODEM和一个数据采集器组成（图2），二者通过标准串口RS-232串口通讯。现场控制设备[1]，本身具有六路模拟量、2路开关量输入和4路控制量输出，但这些通道的数量有时远远不能满足被监控设备的需求。为了能够扩展更多的测量通道，可通过RS485接口扩展外部智能设备，凡是具有RS485接口且波特率为2400或9600的智能设备，原则上都可以通过定制通信协议实现与现场控制设备通信。

目前，现场控制设备自身可配备四种基本扩展智能设备：模拟量测量单元、开关量及控制量测控单元、智能调压模块、智能变送器，现场控制设备采集来的数据通过GSM/GPRS MODEM 传送给控制中心。在系统分控点上可根据预先设定的告警限判断分控点路灯设备是否发生故障，当分控点路灯设备出现故障时（例如电压过高，白天亮灯，夜晚不亮灯等故障信息），可立即向监控中心上报故障信息，故障上报时间在10秒以内（正常情况下约3秒），且分控点的数量不影响故障上报的时间。支持多点同时告警上报是GSM/GPRS短消息通信方式所特有的强大功能，它大大缩短了故障响应的时间。实时接收和执行来自监控主机的监测和控制命令，按照不同的要求进行相应的动作，存贮各设备历史数据，并对专用设备进行管理。

为了增加分控点的可靠性，采用两种方法：（1）一旦监控中心发生故障，分控点可自行记录运行数据，自行按照预先设定的定时时间来控制设备的正常运转（例如定时开关灯等）；

（2）分控点具有后备电池，掉电后可持续工作一段时间，在此期间可将相关重要信息发送给监控中心，以便监控中心进行信息分析。

图2 系统分控点

3.集中监控软件

集中监控软件是监控系统的核心软件，该软件分为三个软件模块：前置监控工作站通信模块、短消息服务模块、后台监控工作站模块。

前置监控工作站负责收集各个分控点的数据信息，并在数据库服务器上整理形成数据库文件，供后台监控工作站和管理工作站调用，数据库采用的是SQL SERVER大型数据库,稳定可靠。前置监控工作站上安装了两个软件模块，一个软件模块为前置监控工作站通信模块，另一个软件模块为短消息服务模块。

后台监控工作站则作为整个系统面向用户的窗口，肩负着把大量采集数据归整、分析，并以清晰、明了的方式向用户显示的重任。后台监控工作站软件采用WINDOWS NT workstation或WINDOWS2000作为操作系统，以32位版的VC++ 6.0作为开发语言，正是要把WINDOWS2000的友好界面和高速度融为一体，达到既能从海量数据中快速存取数据，又能使用户轻易地进行各种操作的目的。

同时，后台监控工作站上能够支持基于Web浏览器Internet Explorer的网络版操作软件，这样，只要是和监控中心联网的任何一个用户都可以方便地操作使用路灯监控系统（当然，该用户必须具有监控中心赋予的操作权限）。普通工作站仅提供给用户操作和浏览的界面，其必须具有监控中心赋予的操作权限，不具有最高级别的系统设置功能。4.结束语

基于GSM/GPRS数据传输网络实现的路灯远程监控系统，能够可靠地对公共路灯进行有效的远程监控，能避免繁重的布线工作,且具有造价低、数据传输安全可靠、安装使用方便等优点。系统的实现有以下几个关键技术:(1)采用GSM/GPRS网络通讯技术,实现数据的传输;(2)分控点采用先进的数据采集和处理技术。当然本系统还有很多发展的地方，比如与CDMA 系统的兼容性、卫星授时、未来与交通系统的融合等一系列的问题，这需要做进一步的研究开发。

参考文献：

[1] 贾贵玺，郭宝。采用无线寻呼网络的城市路灯控制系统的研究。仪器仪表学报。2002,10:103～105 [2] 华建平。城市路灯自动监控系统。安装。2000,06:31～32 [3] 张威。GSM网络优化—原理与工程。北京：人民邮电出版社,2003 [4] R.J.(Bud)Bates著，贝茨，朱洪波译。通用分组无线业务（GPRS）技术与应用。北京：人民邮电出版社,2004

作者简介：

孙泉，男，汉族，洛阳元煜自控工程有限公司，兰州化工学院工业仪表及自动化专业，现从事城市照明自动监控系统研制、开发工作。

第五篇：军用雷达技术在现代战争中的应用

军用雷达技术在现代战争中的应用

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军用雷达是专门为特定的军事用途而设计制造的无线电探测和定位装置。它的基本战术性能指标有：探测目标类型、覆盖空域、发现概率和虚警概率、测量座标数及精度、数据更新率、处理目标容量、全天候、全天时能力、电子反对抗能力、抗摧毁能力、目标识别能力、电磁兼容性、可用性、耗电量和全寿命周期费用等。主要技术参数有工作频率及带宽、发射机功率、天线增益、波瓣宽度及旁瓣电平、系统噪声温度、信号带宽和目标信号在杂波或干扰背景中的改善因子等。军用雷达种类繁多，按其发射接收天线所在位置可分为单基地雷达、双基地雷达和多基地雷达。按其发射波形可分为连续波雷达、调频连续波雷达和脉冲波雷达，按其装载所在的平台可分为地基雷达、机载雷达、舰载雷达和星载雷达。按其使用的波长可分为短波雷达、米波雷达、分米波雷达。按其使用的波长可分为短波雷达、米波雷达、分米波雷达、微波雷达和毫米波雷达。按其探测的目的性可分为预警雷达、截获雷达、跟踪雷达、制导雷达、成像雷达和地形回避雷达等。按探测的机理分为视距雷达和超视距雷达。军用雷达是获取陆、海、空、天战场全天候、全天时战略和战术情报的重要手段之一，是防天、防空、防海和防陆武器系统和指挥自动化系统的首要视觉传感器。它不但可以预警、截获、跟踪、识别、引导拦截空中、海面、地面和外空的目标，而且具有依靠空中或外空平台对地面大面积内的目标成像的能力。目前其分辨率及测量精度虽不及光学和红外传感器，但军用雷达的全天候、全天时以及大空域高数据率的性能则是其他传感器无法代替的，因而军用雷达在军事领域担负着极其重要的角色，具有广阔的应用前景。

一、军用雷达在现代战争中的作用

1864年麦克斯韦提出了电磁场理论，预见了电磁波的存在。1886年赫兹成功地完成了产生电磁波的实验，从而证实了“无线电”的存在。1922年马可尼主张用短波无线电来探测物体，确定另一船舶的存在，这是对于雷达概念的最早描述。之后，英、美、德等国的科学家做了许多验证试验。1935年2月英国人用一部12MHz的雷达探测到60km外的轰炸机，并于1937年初，正式布置了雷达“链条”(Chain)，美国1938年制造了第一部防空火力控制雷达SCR-268，其工作频率为205MHz，探测距离达180km，先后生产了约3000部。由此可见，雷达的发明和应用是上世纪30年代，至今已有70多年的历史。1940年11月，美国麻省理工学院(MIT)成立了辐射实验室，对雷达及其相关技术进行全面研究，取得了全面丰硕成果。第二次世界大战后，陆续公开出版了有名的28本《辐射实验室丛书》，公布了雷达和有关专业技术的大批资料，这对全世界雷达技术的发展起了重大的推动作用。第二次大战期间，飞机是交战双方的一种主要作战武器，探测敌方飞机的入侵，引导己方高射炮和飞机去拦截，成了迫切需要解决的问题,对船舶的探测也是当时的紧迫问题。作为主要探测手段的雷达应运而生，获得了快速发展。那时雷达的主要任务是发现目标的存在，测量目标的坐标位置，即飞机目标的距离，方位和仰角(或由距离与仰角换算出来的高度)，目标距离依靠测量雷达辐射信号从雷达到目标往返所需的传播时间来确定。要测量目标所在的角度必须依靠定向天线，即具有较窄波束宽度的雷达天线。为了使天线波束能照射到整个观测空域，天线波束必须在空间进行扫描，初期的雷达天线都是机械扫描天线。

二战之后，军用雷达技术获得很大发展，各种新的军用雷达在战后多次局部战争中均起了重要作用。军用雷达在现代战争中的作用主要表现在以下3个方面：

①雷达是各个级别上的作战指挥系统(亦称指挥、控制、通信计算机和情报、监视侦察系统，即C4ISR系统)中能够实时、主动、全天候获取有关目标战场环境信息的探测手段：

②雷达是各类先进作战平台(飞机、导弹、战舰、战车等)的不可缺少的组成部分，是实现远程打击、精确打击的必要手段，是发挥其作战效能的倍增器。

③雷达是发展和评估各类先进武器系统和进行军事技术研究的测试手段。

军用雷达的分类有多种方法。常用的主要分类方法有：

①按雷达测量的坐标参数分类，可分为二坐标(2D)雷达和三坐标(3D)雷达。例如，只测量目标距离和目标方位的雷达属于二坐标雷达；能同时测量目标的距离、方位、仰角的雷达则称为三坐标雷达。

②按功能和作用分类，雷达可分为空中搜索(警戒)雷达，目标指示(引导)雷达，火控雷达，制导雷达，炮位侦察雷达和岸防雷达等。

③按雷达装载的平台来分类，有机载雷达、舰载雷达、气球载雷达、弹载雷达、车载雷达、星载雷达等。以机载雷达为例，又可细分为机载预警雷达、机载火控雷达、机载战场侦察雷达、直升机载雷达、无人机载雷达等。其中每一种机载雷达根据功能差异，所用的主要技术等，又可分出许多品种。

④按采用的雷达信号形式来划分，有连续波雷达和脉冲雷达两大类。每一类中又包含多种雷达，如调频连续波雷达，脉冲多普勒雷达，脉冲压缩雷达等。

⑤其它分类方法，如根据其移动性可分为固定式雷达，机动雷达，可运输式雷达等；根据雷达作用距离大小，可分为近程雷达、中程雷达、远程雷达、超远程雷达，等等。

无论哪种雷达，都包含有产生高功率辐射信号的雷达发射机；向空间辐射信号的发射天线；接收从目标反射信号的接收天线；将微弱的接收信号进行放大滤波和变换的雷达接收机；对雷达信号进行处理、录取与显示的雷达终端设备；控制雷达天线转动，控制与录取天线波束指向数据的雷达伺服设备：雷达各分系统协调工作的频率综合器和定时器等。典型的先进脉冲雷达的基本组成，如图1所示。

在图l中，发射天线与接收天线公用，因而增加了双工器：图l中的发射机为功率放大式发射机，接收机则是采用了低噪声放大器(LNA)的外差式接收机。军用雷达要完成的基本功能主要是：①目标检测，在雷达观测空域内确定有无感兴趣的目标；②目标参数测量，亦称目标参数估计，用于确定目标位置，运动参数和提取其它目标特征参数；③目标分类、识别，用于确定目标类型，分辨真假目标等。

为实现这些功能，满足现代战争的特点与密切相关的军事需求，对各种用途的新一代军用雷达提出以下8点要求：①观察低可探测目标：(包括隐身目标，如隐身飞机、隐身无人机、隐身舰船)和直径5cm以下“空间垃圾”(对航天和空间飞行活动)，小型导弹，反辐射导弹(A刚)等；②提高雷达在复杂电磁干扰环境下工作的可靠性和有效性；提高雷达在硬打击(反辐射导弹和激光制导炸弹)下的生存能力；③提高雷达测量的分辨率和精度，以适应具有精确打击能力的各类作战平台和测量评估雷达发展的需要：④进行目标分类、识别和判别目标属性；⑤对地面、海面和空中运动目标进行高分辨成像，检测地面／海面的运动或静止军用目标；⑥发展双，基地雷达系统，将多部雷达组网，采用多传感器数据融合(MSDF)，改善雷达性能，提高雷达抗电子战、信息战能力与雷达的生存能力：⑦提高雷达进入各类指挥控制(C4ISR)系统与作战平台的综合能力；⑧将有源雷达与无源雷达结合，将雷达中的一些功能模块(例如天线，发射，接收，信号处理，计算机，终端显示)与敌我识别(IFF)、电子战(Ew)，通信系统设备等中的相应功能模块共用，严格控制雷达发射信号的辐射，对雷达辐射进行管理和改进雷达所在平台的综合电子系统的性能。

二、军用雷达技术的应用

为了实现这些日益增高的新要求，各项雷达新技术获得了很大发展，并逐渐应用于各类先进雷达之中。这些新技术主要表现在以下9个方面：1)雷达频段的扩展

在频率的高端，往毫米波、红外、激光雷达方向扩展：在低端则往vHF、UHF与HF(短波)波段扩展。2)雷达自动目标识别(ATR)

根据雷达观测数据及从雷达回波中提取的特征，对目标进行分类、识别、判别属性是实现战场管理，精确打击的重要条件，是当今雷达发展中的一个重大课题。3)雷达成像技术

采用大的瞬时信号带宽信号，可获得目标的高分辨一维像，再利用目标回波中多普勒频移的变化，即利用综合孔径雷达(SAR)和逆合成孔径雷达(ISAR)的原理可获得很高的两维分辨能力，实现目标的两维成像，测量地面高度、探测林中隐蔽目标，甚至探测地下军事工事，这极大提高了雷达的应用范围。4)超低副瓣天线技术

高增益、超低副瓣天线(最大副瓣低于．40dB)是雷达抗干扰、抗ARM，抗杂波的关键技术。5)超宽带雷达技术

雷达信号的瞬时相对带宽大于25％的雷达称为超宽带雷达。超宽带雷达在目标识别、雷达成像、抗干扰、抗AI己M等方面均有重要意义。6)相控阵天线技术

除低／超低副瓣相控阵天线外，有源相控阵天线，共形相控阵天线和宽带相控阵天线的发展有重要意义。有源相控阵天线中每一个天线单元均有一个发射，接收组件(T瓜组件)，具有高性能、高可靠、低成本的发射／接收组件，数字波束形成(DBF)，自适应波束形成，大时宽带积信号的数字产生与数字处理等技术正在快速发展，并在相控阵天线的大量采用是降低先进雷达成本的重要措施。7)先进的信号处理与数据处理技术

随着计算机、集成电路技术的飞速发展，高速、大容量并行处理的实时处理成为可能。将其用于相控阵天线，可实现自适应数字波束形成(ADBF)。这将天线理论与信号处理相结合，出现了具有多种自适应能力的信号处理天线，为提高雷达的性能提供了新的潜力。8)雷达系统建模与仿真技术

利用现今迅速发展的计算机技术和仿真技术，可以在雷达研制过程中的设计阶段，合理确定各项战术技术指标，协调各分系统之间的指标分配、优化雷达系统设计，缩短雷达设计周期；在系统软件优化和系统性能评估中仿真技术更有重要作用。采用先进的雷达系统建模与仿真技术是克服先进雷达研制周期长，技术风险大，成本高的关键措施。9)雷达新工艺，新结构，新材料技术

为实现雷达的高机动能力，解决在一些复杂平台上安装所遇到的体积、重量的限制和恶劣物理环境的影响，解决大功率散热问题等，都要依赖于采用新工艺，新结构和新材料。同时，这些新技术也是提高雷达性能，缩短雷达研制周期，降低成本的重要措施。碳纤维复杂材料(CFRP)、纳米材料、微电子机械系统(MEMS)，在雷达中将有更广泛的应用。

二战以后，军用雷达技术保持了高速发展的势头，这与战后的冷战局面和美苏两国的军备竞赛有密切关系。计算机、集成电路和信号处理技术的发展使雷达中的运动目标显示(MTI)处理、脉冲多普勒(PD)处理、脉冲压缩等，先后从模拟处理方式转为数字处理方式，极大地提高了雷达的性能，也大大促进了相控阵雷达的诞生。1957年苏联成功发射第一个人造卫星上天以后，观测空间飞行目标，人造卫星和洲际弹道导弹成了重大课题，要求雷达作用距离要达到数千公里，可同时跟踪多批高速飞行的目标，只有采用计算机实时控制的相控阵才能实现这些功能。

相控阵雷达与机械扫描雷达的主要差别是它采用了由大量天线单元构成的阵列天线及其复杂的馈线系统，其中包括了大量的无源与有源微波器件。每一个天线单元上带有一个电控移相器或移相器和衰减器组成的幅相调节器(APV)，因而天线口径照射函数可在计算机控制下高速变化，使相控阵雷达具有常规机械扫描雷达所具备的若干技术特点，它们是：①天线波束的快速扫描能力；②天线波束形状的快速变化能力；③空间定向与空域滤波的能力；④空间功率合成能力；⑤天线与雷达平台共形的能力。

相控阵技术不仅在远程、超远程雷达近年来在各种战术雷达中也都得到了广泛应用。

除了相控阵天线技术外，高功率雷达发射机技术始终是雷达技术的一个重点。在雷达发展过程中，经历了三、四极管发射机、磁控管、速调管、行波管等电真空发射机，随着高功率半导体器件的发展，固态发射机技术越益被广泛应用，特别是应用于～些高性能相控阵雷达之中；但在高功率、高频段，例如毫米波波段的雷达发射机仍广泛采用电真空器件的发射机。为适应雷达观察隐身飞机和空对空、空对地、空对舰、反辐射导弹(AI洲)、无人飞机等雷达截面积小的低可观察目标，各种军用雷达对高功率发射机的要求更显突出，促使新的电真空、半导体功率放大器件快速发展，例如高功率回旋速调管、宽禁带(wBG)半导体功率器件及放大器等均成了当今雷达技术领域中的研究重点。

三、军用雷达的发展趋势

现代军用雷达的发展是以现代信息处理技术，微电子技术和计算机等信息技术的迅猛发展和广泛应用为基础的。信息技术是双刃剑，它同时提高敌对双方的信息化装备的性能水平，其中的雷达和雷达对抗(侦察与干扰)的全面较量也永无休止。对抗从地面、海上发展到空中、再到太空。现代军用雷达的技术特点则来源于对现实威胁(战区弹道导弹、巡航导弹、小目标、低空目标、高机动目标，饱和攻击、基于快速侦察的强电子干扰环境，等等)的深刻认识和日益增长的军事需求(多任务、多使命、多模式、一体化、机动性、生存能力、组网能力、情报融合能力、信息传输能力、标准化程度、升级能力，等等)。美欧现代雷达在技术特点和战术应用特点上融合的比较协调——先进技术发挥最大效能的同时，需求与应用也刺激着技术的更新换代。

采用相控阵天线技术实现复杂灵活的多模式波束运动方式，以实现警戒区域多任务、多使命和多模式的应用功能，可以应对于未来空中威胁和严酷的雷达对抗威胁。

采用低、极低或超低副瓣针状波束天线(ULSA)和低雷达发射峰值功率技术，使侦察设备难以随意感觉到雷达信号。雷达技术参数(发射峰值功率、发射频率、脉冲重频、脉冲宽度、信号波形、波束宽度、波束位置等)大范围智能化随机“捷变或异化”，工作模式多样且可快速变化，致使侦察设备对感觉到的信号难以完全测量。

雷达的战术应用特点是与其他任务使命相关联的，无论是美国的Ⅻ＼∞和TMD的各类雷达，还是俄罗斯的s．300系列防空系统雷达，或美国的E．2C“鹰眼”2000E、E．3“哨兵”、E．8C Joint Sta心‘联合监视目标攻击雷达系统”，它们都有着自己在C4ISRK中所处的“位置”，都有着自己相应的作战程序和多种任务，应用模式。从电子侦察的角度看，现代雷达采用副瓣针状波束，计算机根据任务要求智能地选择工作模式并在大范围内控制着雷达的工作参数和捷变规律，使得一部分现代雷达成为难以侦察的低截获概率(LPI)雷达而发挥出相当于过去多部老式雷达的功能。

因此，军用雷达在军事领域中担负着重要的角色，具有广阔的应用前景，对我国雷达事业的发展，也将起到一定的促进作用。可输入日期查看精彩内容 查看“中国军工研究所分布”输入721查看“9张图教你看懂解放军军衔”输入811查看“中国军工系统渊源考证”输入812查看“解放军最神秘的部门”输入820查看“详述航天五院”输入806查看“中国船舶领域研究所大全”输入810查看“日本军工企业大揭秘”输入710查看“中国即将面世的12大武器装备”输入813查看“航天科技与航天科工之区别”输入729查看“西安军工企业一览”输入816其他更多精彩的文章↓请点击下面“阅读原文↓”