军用雷达技术在现代战争中的应用

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第一篇: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↓”

第二篇:军用新材料技术及其应用

军用新材料技术及其应用发展

摘要: 新材料已成为综合国力竞争的重要领域和国防力量的重要物质基础,是提高军队机械化水平的物质支撑和提高信息化程度的基础条件,许多国家都将开发新材料作为优先发展的重点项目。

关键词:新材料 国防 军队机械化 高技术 1 军用新材料技术的介绍

新材料技术是介于基础科技与应用科技之间的应用性基础技术。而军用新材料技术则是用于军事领域的新材料技术,这部分技术是发展高技术武器的物质基础。目前,世界范围内的军用新材料技术已有上万种,并以每年5%的速度递增,正向高功能化、超高能化、复合轻量和智能化的方向发展。军用新材料的现状

常见的军用新材料技术高级复合材料是指两种以上不同性质或不同结构物质组合而成的材料,通常由基体材料和增强剂构成。如碳纤维复合材料,它是一种质轻、强度高的复合材料,主要以聚丙烯腈为原料,也可用人造丝、石油沥青或煤沥青为原料,具有强度高、刚度高、耐疲劳、重量轻等优点。采用这种材料后,美国的AV-8B垂直起降飞机的重量减轻了27%。F-18战斗机减轻了10%。先进陶瓷材料先进陶瓷材料是当前世界上发展最快的高技术材料,它已经由单相陶瓷发展到多相复合陶瓷,由微米级陶瓷复合材料发展到纳米级陶瓷复合材料。先进陶瓷材料主要有功能陶瓷材料和结构陶瓷材料两大类。其中,在结构材料中,人们已经研制出氮化硅高温结构陶瓷,这种材料不仅克服了陶瓷的致命的脆弱性,而且具有很强的韧性、可塑性、耐磨性和抗冲击能力,与普通热燃气轮机相比,陶瓷热机的重量可减轻30%,而功率则提高30%,节约燃料50%。高分子材料又称高分子化合物或高分子聚合物,是由单体聚合而成的分子量较高的化合物,其分子量高达几千几百万。塑料、合成橡胶、合成纤维是当今三大有机合成高分子材料。高分子化合材料除在武器装备中大量使用外,还可以代替高强度合金用于军用飞机,可大大减轻其重量,同时,高分子材料也广泛用于粘结兵器部件,尤其是非金属比例较大的火箭导弹部件。非晶态材料是指用人工方法将晶体材料加工成具有特殊功能的非晶态物质。非晶态材料主要包括非晶态金属和非晶态陶瓷氧化物。非晶态金属的特点是:强度比相应晶体材料高10倍,搞腐蚀性好,韧性大,电磁性能优良,电阻率高,耐磨性好,热膨胀系数小。非晶态陶瓷的主要优点是具有耐超高温性能。功能材料是指利用声、光、电、磁、热、化、生化等效应,能把能量从一种形式转变成另一种形式的材料。功能材料品种很多,如电子计算机的记忆元件、激光器的工作物质红宝石、声纳振荡器的压电陶瓷,以及超导材料、光学塑料、热电材料、光敏材料、反激光材料、防辐射与电子材料,等等。新材料技术的军事应用新材料技术在军事上的用途十分广泛,用于武器装备可使其升级换代,性能大大提高。

应用于炮兵武器为了增大火炮的威力,现代火炮的口径不断增大。为了提高炮弹的速度,人们已经利用高技术材料研制了电磁炮和电热炮。此外,轻型结构材料对火炮的机动性也具有决定意义,如美国155毫米榴弹炮,在采用轻型新材料后仅重7136千克,比德、法、意三国联合研制的FH70和以色列的M71式同口径火炮要轻30%。目前,许多国家都在利用高技术材料研制超轻型远距离大威力火炮。由于轻型材料的使用,可以使火炮的体积更小、重量更轻、机动性能更好、弹丸速度更快、威力更大。应用于装甲防护面对种种现代反装甲技术的发展,以及未来战场对坦克和装甲车辆构成的全方位威胁,迫切需要进一步提高现代复合装甲兵防护能力。单从复合装甲构件来讲,就需要进一步开发具有超高硬度、高韧性和良好焊接性能的装甲钢、高强度先进陶瓷、高性能聚合物材料等新一代特殊功能材料。如美军的MIA1、MIA2主战坦克,其炮塔和侧裙均采用了复合装甲,内衬板也是复合材料防弹板。而若要使坦克不被击中,除提高机动性能外,更重要的的是要发展“主动装甲”,即能预先识别目标,并利用诱饵触发和物理摧毁方法,破坏来袭兵器的“装甲”。这种“主动装甲”实际上是一种由复合工程材料制成的合成系统,即在复合装甲中由引入的敏感、传感、微电子等材料和技术而构成的多功能材料系统。将新的控爆材料,轻质多孔隔热、隔音、防火与防冲击材料用于坦克装甲车辆,就可以保证这些车辆中弹后能继续战斗。应用于导弹、卫星、火箭技术决定导弹、卫星、火箭重量的主要因素是其推进系统。为了减轻重量并增大推力,通常采取两种方法:一是要靠高性能的推进剂;二是要采用轻型壳体和各种轻型结构,以及耐高温材料。战略导弹和卫星的重量每减轻1千克,运载它们的火箭就可减轻500千克。因此,导弹弹体和卫星都要使用重量轻、刚度好、耐高温、弹性强的新性复合材料。美国将火箭发动机金属壳体改用石墨纤维复合材料后其重量减轻了38吨,并大大降低了研制成本。而用碳铝复合材料制造卫星的波导管,不仅满足了轴向钢度、低膨胀系数和导电性能等方面的要求,而且使重量减轻了30%。应用于武器战斗部高技术材料应用于武器的战斗部,可使其威力得到大大提高。如将高密度钨合金与贫铀材料用于穿甲弹,可以提高穿甲侵切力,大长径比杆式动能弹,可以击穿600毫米的钢板。而破甲弹使用了新材料技术后,其侵切深度已大于锥形炮弹的10倍,一些大口径的射流侵切深度已经达到1300毫米,并进一步向高纯度冶炼技术、新合金、精密成型和高性能复合化方向发展。应用于隐形技术现代隐形技术,除了外型设计上采用先进的方法,进行热红外线和自身电磁隐形外,主要是使用新型吸收波材料,即在飞机表面涂抹能大量吸收雷达波的新型介质材料,将雷达电磁波吸收,使雷达无法发现。为应付不同雷达的不同工作方式,现在的隐形飞机已经开始有选择地使用吸收材料。目前,美、英等国正进行主动抵消技术的研究,即利用吸收材料先吸收大部分雷达波,剩下的少量的反射波再利用主动抵消技术将其全部抵消,雷达就会完全失去作用。应用于后勤装备80年代,美军开发了一种名叫“高尔泰克斯”的军用新材料,用这种新材料制成的冬服,不仅比原冬服重量减少28%,保暖性提高20%,而且还可以使雨水进不来,人体蒸发的汗却能顺利地排出去。日本陆军研制的含有65%的芳族聚酰胺和35%的耐热处理棉纤维的混纺织物制成的新型迷彩作训服,在12秒钟内能承受800摄氏度高温,可大大减少战场烧伤的发生。军用新材料的发展

新材料已成为综合国力竞争的重要领域和国防力量的重要物质基础,是提高军队机械化水平的物质支撑和提高信息化程度的基础条件,许多国家都将开发新材料作为优先发展的重点项目。

材料是人类赖以生存的物质基础。人类社会不断地发展进步,就在于人类能够利用材料制造工具并用来改造世界。恩格斯说:“自然界为劳动提供材料,劳动把材料变为财富。”可以说,材料与人类的生存和进化息息相关,因此它被誉为“人类文明大厦的基石。”

对于材料,人们比较好理解,如普通钢铁、水泥、玻璃等,这些属于传统材料。相对于传统材料而言,新材料是新近出现且对当时科技进步和经济发展有重大推动作用的材料。这里有两层含义,一是指采用新原理新工艺开发制造出具有新性能的新品种材料,二是通过新原理新工艺提升了性能的传统材料。如高强钢、高性能陶瓷、复合材料、半导体材料、功能材料等。

新材料既是科技发展的基础,又是科技进步的先导,这是新材料的两个显著特点。比如,半导体材料的发现和发展极大地推动了计算机技术的进步,使人类进入了信息时代;光纤技术的发展推动了现代通讯技术的进步;新型结构材料和烧蚀防热材料的出现推动了航天技术和战略武器的发展。

军事新材料技术已成为军用高技术的重要组成部分和高性能武器装备的关键技术。要求具有轻、刚、强的特性。新型轻质高强结构材料是支撑各类高性能武器装备的“骨骼”:轻,就是材料被动抵抗地球引力的能力要大;刚,就是材料在外力作用下抵抗变形的能力要大;强,就是材料在外力作用下抵抗破坏的能力要大。

要求具有耐高温的能力。新型热结构热防护材料是保护各类飞行类装备高速出入大气层的“护身符”。美国“哥伦比亚号”航天飞机失事,其主要原因就是结构材料技术、热防护材料技术没过关。

还要有高灵敏度。新型信息传感材料是传感器感知军事信息的“皮、眼、耳、鼻”。同时要求具有高分辨率、高能量密度、低目标特征等特点。

因此,作为武器系统重要载体的新材料技术,必须满足各种武器装备对强度、刚度、重量、速度、精度、生存能力、信号特征、维护、成本和通用性的要求。

毫无疑问,新材料已成为综合国力竞争的重要领域和国防力量的重要物质基础,是提高军队机械化水平的物质支撑和提高信息化程度的基础条件。因此,许多国家都将开发新材料置于优先发展的重点项目,特别是对军用新材料技术的发展给予了高度重视。

在美国国防部制定的面向21世纪的国防科技战略规划体系中,把材料与制备工艺技术定为4个具有最高优先发展的领域之一,提出优先发展结构与多功能材料技术、能量与动力材料技术、光电子材料技术、有机与合成功能材料技术、生物衍生与生物诱发材料技术等五大重点。德国分析了世界高技术发展态势,提出2l世纪的9大重点领域,首选就是新材料,在总共研发的80个课题中,属于新材料的占到24个。

当前,世界各国重点发展和研究的军用新材料,主要包括信息材料、能源材料、纳米材料、先进复合材料等。其目的就是要最大限度地用材料的高性能支撑武器装备的高性能和新功能。

在支撑新军事变革和武器装备迅速发展的过程中,军用新材料发展趋势表现在以下几个方面:一是复合化,通过微观、介观和宏观层次的复合,大幅度提高材料的综合性能。二是低维化,通过纳米技术制备纳米颗粒(零维)、纳米线(一维)、纳米薄膜(二维)等纳米材料与器件,以实现武器装备的小型化。三是高性能化,通过材料的力学性能、工艺性能以及物理、化学性能指标的提高,实现综合性能不断优化,为提高武器装备的性能奠定物质基础。四是多功能化,通过材料成分、组织、结构的优化设计和精确控制,使单一材料具备多项功能,以达到简化武器装备结构设计,实现小型化、高可靠的目的。五是低成本化,通过节能、改进材料制备和加工技术、提高成品率和材料利用率等方法降低材料制备及应用成本。

我国政府对新材料的研究开发给予了高度重视,近年出台了一系列相关鼓励政策,建设了一批新材料研发中心和重点实验室,规划了一批新材料成果转化与产业建设基地,特别是在一些重大科技开发和产业化计划中,均把新材料列为重点支持的领域之一。随着我国中长期科技发展规划纲要的实施,我国的新材料技术将会有更快的发展。

第三篇:我国军用雷达发展浅析

我国军用雷达发展浅析

引言:可能很多人都已经知道了,雷达的英文原词实际上就像许多科技术语一样,是缩写,字面意思是无线电(RAdio)、侦测(Detection)和距离(AndRange)。虽然现代雷达不仅可以对三维空间内的目标进行测距和定位,更可使制导导弹对目标攻击,但其基本原理还是用发射电波,并通过物体反射的回波来测得物体距离和方向,也就是以电磁波为媒介侦知物体的存在,所以,谈到雷达就不能不先讲到电磁波频谱。从纯军事角度来说,也只有了解电磁波谱,才能够掌握电子战的内涵。作为对空雷达来讲,功率越大,探测距离越远,而探测低空目标的能力也越低。

内容摘要:

我国的雷达工业是在新中国成立后根据国防建设的需要逐步形成和发展起来的新型工业,在党和国家的关怀和支持下,经过广大科技人员五十年的不懈努力,经历了从小到大,从维修、仿制到自行研制的发展历程,走出了一条“自力更生,艰苦奋斗,勇攀高峰,开拓创业”的发展道路,在全国相继建成了一百多个雷达研究机构和生产工厂,研制、生产了多种门类、几百个型号的军用和军民两用雷达,促进了我国信息产业技术的发展,生产的雷达装备了我国陆、海、空部队和国民经济部门,在抗美援朝、抗美援越、国土防空、武器配套、发展尖端武器和国民经济建设中作出了重要贡献。

关键字:雷达 发展 国防建设

论文正文:

一、我国雷达技术发展历程

雷达门类较多,发展历程不尽相同,起步有早有晚,仿制和自行设计互有交叉。为常规武器配套的雷达一般是仿制与自行设计并举,新体制的雷达、自动化作战指挥系统、激光红外雷达和导弹、卫星无线电测控系统等则是随着雷达技术的发展在自力更生基础上自行设计研制开发而成的。但从我国雷达技术和产品发展总体来说,大致经历了修配、仿制、自行设计和发展提高四个阶段。

①修配阶段(1949年~1953年)这一阶段以开创基业和修配美、日旧雷达为主要标志。1949年5月,我军接管了国民党的雷达研究所,标志着我国雷达工业的发展从此揭开了序幕。

新中国成立后,盘踞在台湾和沿海岛屿上的国民党部队不断突袭大陆沿海城市,我防空部队急需雷达。不久,抗美援朝战争开始,前方十分需要各种雷达设 备,国家对雷达研究所从人力、物力等方面大力支持,利用缴获的雷达器材和美、日在二次大战中留下的旧雷达进行维修和补缺配套,装备部队使用。这些修复的雷达绝大多数是警戒雷达,也有炮瞄雷达、用于高炮或探照灯引导的美国早期单目标跟踪雷达、舰艇上搜索海面活动目标雷达。后期也修理过少量苏式雷达。

②以仿制为主的发展阶段(1953年底~60年代初)这一阶段以建立雷达生产基地和仿制苏式雷达产品为主要标志。新中国诞生后,苏联援助的100多个项目中雷达占了7项,新建了雷达、指挥仪生产厂,后又与苏联签订了有关协定,开始仿制苏式雷达产品。仿制出了警戒雷达、炮瞄雷达、舰用雷达、机载雷达、指标仪、制导雷达和末制导雷达等。

地面防空雷达的仿制和自行设计几乎是同时开始的。1954年仿制成功的中程警戒雷达是我国第一批装备部队的国产雷达,1956年设计成功我国第一部微波对海远程警戒雷达。仿制的海用雷达有海军警戒雷达、舰艇搜索雷达、搜索攻击雷达、导弹制导雷达、鱼雷快艇攻击雷达和鱼雷潜艇攻击雷达。1960年苏联专家全部撤退,停止援助合同,给仿制工作带来很大损失和困难。经努力,绝大多数有资料、样机或只有样机的苏式产品都仿制成功。

这一阶段仿制的雷达大多数相当于苏联50年代初、中期装备水平。仿制的成功扩展了我国装备部队雷达产品的门类系列,形成了雷达为陆、海、空部队服务的雏型,通过多部雷达的引进仿制,掌握了雷达试制生产的全过程。

③以自行设计为主的发展阶段(60年代初期~70年代中期)这一阶段以自力更生研制雷达、新技术大量采用和科研队伍成长壮大为主要标志。1960年苏联单方面撕毁合同,撤走全部专家,对我国雷达工业影响较大,形势迫使我国更加坚定地走自力更生这条路。1960年中央军委提出了“两弹为主,导弹第一,努力发展电子技术”的方针,为雷达工业明确了主攻方向,围绕着“两弹一星”等战略武器和为陆、海、空军常规武器装备现代化配套进行了各种雷达的研究、试制和生产。

为配合我国导弹靶场的导弹试验和卫星发射任务,开始研制导弹、卫星无线电测量控制设备。70年代以后,为配合国家向太平洋海域发射洲际导弹、潜地导弹潜艇水下发射和发射同步卫星这些任务,开展了相应雷达的研制。这期间研制成功的单脉冲精密测量雷达填补了我国中等精度外测系统的空白,首次自行研制的单脉冲精密测量雷达的测角精度达到了0.2密位,圆满完成了我国第一颗人造卫星“东方红”发射的测控任务。

在弹道导弹预警系统方面,研制成了大型超远程跟踪雷达,大型相控阵雷达和超视距试验雷达。与此同时,一批为武器配套的雷达也自行设计研制出来了,它们有机载火控雷达、导弹制导雷达、轰炸瞄准雷达、多普勒导航雷达、测距雷达、导航雷达、无线电高度表和轰炸雷达等。

除军用雷达外,还研制了军民通用的气象雷达、空中交通管制雷达等。这一阶段脱离了国外产品的图纸、工艺资料和样机,参阅国外情报资料,自力更生,自行研制开发新雷达。整机所需原材料、元器件和部件却立足于国内。定型后批量生产,装备部队使用,并开始向国外出口。

④发展提高阶段(70年代中期以后)这一阶段以雷达新技术不断被突破,品种增多,“军民结合”和产品进入国际市场为主要标志。1978年底,党的十一届三中全会作出了把全国工作重点转移到国民经济建设上来的战略决策。进入80年代后冷战结束,国际形势进一步趋向缓和。因此,在这种情况下雷达研究所和企业实行“军民结合,平战结合,军品优先,以民养军”和多试制、少生产的指导方针,使雷达新产品和雷达新技术取得了较大进展。在这期间我国又研制成功多种新型国土防空雷达,它们有机械扫描和相控阵体制的三座标雷达。

在机载雷达方面研制成功了具有全方位、全高度、全天候的脉冲多普勒机载火控雷达及机载多功能轰炸雷达,并开展了机载预警雷达的研制。另外,为舰船研制成功了舰载相控阵三座标雷达和舰艇综合火控雷达系统。为兵器配套研制成功了炮位侦察校射雷达等等。在其它方面还研制成功一批新型雷达,如敌我识别雷达天气雷达,近程远程交通管制雷达、着陆雷达、成像雷达等等。

这一阶段研制的雷达的共同特点是在技术上实现了高起步,雷达本身融合了单脉冲跟踪体制技术,脉冲压缩体制技术,多普勒体制技术,相控阵体制技术和成像体制技术等于一体,实现了雷达设计集成化、数字化、自动化、固态化。因此,雷达具备了作用距离远、抗干扰性能好、分辨率高、高可靠的性能。

二、21世纪前20年雷达技术发展趋势

这阶段的目标是赶上和缩小与世界雷达技术的差距。1991年的海湾战争既反映了雷达在情报侦察、指挥控制、作战管理效能评估等方面起到的不可替代的作用,同时也反映了雷达受到隐身技术、反辐射导弹、电子干扰、低空飞行器等方面的威胁,未来战争又将是一场多层次、全方位、大纵深、主体覆盖集陆、海、空、天、电为一体的高技术对抗,因此对雷达就提出了更新的要求。①加速发展正在研究的雷达三超技术(超低副瓣、超宽带、超高分辨)和“四抗”技术(抗干扰、抗反雷达导弹、抗隐身、抗低空入侵),现在在研的超宽带和超低角跟踪技术已用于工程。

②雷达波段向两端扩展,即从米波延长到短波,从微米波扩展到毫米波、红外、可见光波段。

③雷达设计广泛采用计算机技术,使雷达能进行自适应处理控制,雷达内部以及与其它电子设备能进行数字数据传送。

④发展低截获概率雷达,实行分布式雷达新体制和雷达升空升天技术的研究。

四、我国雷达装备在国防现代化建设中功不可没

50年来,我国已研制、生产了几百个型号几万部各种陆、海、空军用和军民两用雷达,初步建立了国土防空雷达情报网、航天测量控制网、对海雷达情报网、防空高炮及地空导弹电子系统、雷达敌我识别系统以及气象雷达探测网等。为导弹、卫星等尖端武器和飞机、舰艇、坦克等常规武器配套研制了各种雷达。同时,军用技术转为民用为能源、交通、水利、气象、纺织、医疗等传统产业提供了大批先进的电子设备,为市场提供了大批电子产品。跟踪国外雷达先进技术的发展,突破了一个个关键技术,研制出新型雷达以满足国防和民用的需要。现还对雷达的“三超”、“四抗”技术积极开展研究,有的已取得明显成果。80年代以后,已有数十种雷达出口,显示了我国雷达技术和雷达工业已接近了世界先进行列。

国土防空雷达网基本覆盖全国中高空领空,装备了远程警戒雷达、中程警戒雷达、测高雷达、引导雷达和三座标雷达等,担负对空警戒和引导的双重任务。50年来,我雷达兵部队为保卫祖国领空,保障我军战斗部队击落击伤敌机,保障空军飞行训练及其他任务的顺利完成,立下了卓著功勋。抗美援朝中所用的雷达保证了向我军提供空情情报。在抗美援越战斗中,远程警戒雷达性能优越,及时掌握了美机情况,立下了战功。相控阵远程预警雷达,多次完成了对外空目标观察任务,1979年7月成功地预报了美国“天空实验室”的坠落时间和地点,较之实际坠落时间仅差4分钟。1983年初又预报了苏联核动力卫星残骸坠落的时间和地点。

航天无线电测控网已初具规模。我国目前已基本建成了覆盖面广,遍及全国几十个台站以及远洋测量船的庞大而复杂的测控网,参加了导弹、卫星试验和应用发射,成功地跨越了战略导弹跟踪测量、卫星返回测控、地球同步轨道卫星定点测控三个台阶,为我国国防现代化作出了重大贡献。1970年4月24日,单脉冲精密测量雷达完成了我国第一颗人造卫星“东方红”发射的测控任务,准确及时地预报了卫星入轨参数和运行轨迹。1980年5月18日,我国向太平洋预定海域成功地发射了远程试验火箭,沿航区所有地面和船载测控系统,以及装在弹上和弹头上的7种应答机、信标机和安全指令接收机,全部正常工作,激光和红外系统均获得了再入段的数据,圆满完成了任务。1984、1986、1988年先后成功地发射了三颗同步通信卫星,圆满地完成了对运载火箭和卫星的测控任务。我国每年都有多次卫星等的发射,都有测控系统在执行任务。

对祖国数千公里的海岸及海岛各观通站、岸炮和导弹阵地配备了各种海岸警戒雷达、岸防侦察校射雷达和岸舰导弹武器系统的地面跟踪雷达,初步建成了对海雷达网,用于搜索、跟踪空海目标,控制岸炮和导弹等武器射击。我人民海军现已拥有各种先进的舰艇,这些舰艇上都已装备各种型号雷达设备,无论是战术功能、技术水平和使用质量,均达到了相当的水平。1988年3月14日,在南沙群岛海域保卫战中,我舰“鹰潭号”在雷达的导引下立下战功。

在我空军的歼击机、轰炸机、运输机等各种飞机上装配了与其配套的各种机载雷达,为我国国防事业和民用航空事业作出了巨大贡献。

为防空高炮和防空导弹配套的炮瞄雷达、指挥仪和地空导弹制导雷达大量装备了我军防空部队,在保卫国土安全、打击入侵敌机中屡建功绩。60 年代初美制U-2高空侦察机窜犯大陆领空,被我军装备制导雷达的地空导弹部队首次击落,前后共击落了 6架U-2飞机,使U-2飞机再也不敢入侵。在抗美援越战斗中,装备有炮瞄雷达和指挥仪的防空部队共击落敌机600多架。

此外,为陆军部队装备了地面战场侦察雷达、炮位侦察校射雷达、火炮指挥仪和探雷器等。其中一些产品在边境反击战中立下了战功。

三、结束语

经过五十年的艰苦奋斗,雷达行业已成为我国国防现代化建设和参与国民经济主战场的一支实力雄厚的产业大军,形成了中央与地方相结合、沿海与内地相结合、军用与民用结合、专业和门类比较齐全的工业体系。一批产品的性能指标已跨入先进行列。同时,培养和造就了一支素质高、能打硬仗的技术队伍。更可喜的是涌现了一大批年轻有为的雷达科技人员,培养和造就了一批高素质的跨世纪科技人才,从而使我国雷达工业以崭新的姿态迈入21世纪。

但我们还应清醒地看到,我国的雷达技术与装备水平距发达国家还有一定的差距,在某些领域还相当落后,落后就要挨打,这就要求我们的雷达科研人员牢 记自己所肩负的神圣使命,刻苦攻关,发奋努力,研制出具有世界一流水平的雷达装备,为我国国防现代化事业作出应有的贡献。

第四篇:毛泽东军事思想在现代战争中的应用的论文

毛泽东军事思想在现代战争中的应用的论文.txtゅ你不用一上线看见莪在线,就急着隐身,放心。莪不会去缠你。说好的不离不弃 现在反而自己却做不到╮

毛泽东军事思想是人类军事思想发展史上的重要里程碑,为军事思想全面通向真理开辟了发展道路

毛泽东军事思想是中国继两千多年前的《孙子兵法》之后,又一次在世界产生巨大影响的军事理论,闪耀着普遍的真理光芒。古代中国孙子兵学的产生,标志人们对战争和军事问题的认识,由悟性阶段进入了理性阶段,实现了第一次历史性飞跃。以拿破仑、克劳塞维茨、约米尼等人军事思想为代表的第二次飞跃,发生在近代欧洲。它冲破中世纪的思想枷锁,开始用科学手段探讨战争和战争指导规律。不过,欧洲近代军事科学相当程度上是借助当时自然科学中的机械论和社会科学中的历史唯心论精神建立起来的,难免鱼龙混杂,真理与偏见并蓄。以马克思恩格斯军事理论为启始的第三次飞跃,为真正科学地考察解决战争和军事问题,首次提供了一套完整的历史唯物主义和辩证唯物主义世界观和方法论指南。毛泽东军事思想则代表了这次飞跃的最高成就。

(一)创造了高超的以弱胜强的战争指导艺术。古今中外的战争各不相同,但战争指导艺术的高低具有可比性。一般说来,在力量上拥有一定优势,或势均力敌的条件下赢得的胜利,虽然也来之不易;但战争艺术的最高荣誉,从来属于那些以弱胜强的统帅。西方历史上的亚历山大、汉尼拔、恺撒和拿破仑等人,都因此而摘取并获得了“战略之父”、“战争巨人”等桂冠和殊荣。相比之下,毛泽东的战争艺术更为高明。第一,世界历史上的一些著名将帅,大都是能赢得若干战役战斗,能赢得整个战争取得最后胜利的却为数不多。而毛泽东一生不仅创造了大量以弱胜强的战役战斗范例,而且指挥赢得了中国革命战争的最后胜利。其次,以往世界战史上的以弱胜强,基本上是总兵力对比上的以少胜多,武器装备上则相差无几。毛泽东的战争艺术,不仅做到了数量上的以少胜多,而且还做到了以劣势装备打败优势装备之敌,其中包括先后打败两支拥有当时世界一流武器装备的外国侵略军。第三,毛泽东不但擅长运用战争指导艺术,而且善于从战争指导艺术的运用中提炼和升华出理论。毛泽东军事论著数量之多,内容之丰,影响之广,在中外军事史上没有任何一个人能与之相比拟。近几十年来,毛泽东军事思想在国际上广为传播,毛泽东军事著作成为不少国家包括发达国家军政要人的案头读物,被许多国家列为军事院校的研修课程,都从不同侧面反映了毛泽东军事思想的世界地位。

(二)所揭示的军事规律达到了空前的广度和深度。在毛泽东以前,中外众多军事统帅和军事理论家在探索军事规律上作出过各自的贡献。但是,在世界军事史上,还难以找到第二个像毛泽东那样对军事领域的种种问题既进行过长期而广泛的实践探索,又亲自从事勤奋而深入理论研究的人物。从国内革命战争的指导原则到国际反侵略战争的指导原则,从建军路线到作战方略,从战略防御到战略进攻、战略决战和战略追击,从游击战到运动战和阵地战,从小规模的战斗到指挥百万大军的战略战役运筹,从持久胜敌的全面战争到速战速决的边界自卫还击作战,从“小米加步枪”条件下的建军、作战到建设国防现代化,从如何赢得战争到如何制止战争维护和平,这里面既包括了中国革命战争和国防发展的特殊规律问题,又包含军事领域的大量一般规律问题;既广泛涉及到军事科学的应用理论,又深刻地触及到军事科学的基础理论,可以说覆盖了军事理论的各个重要层次和各个基本方面。所有这些,毛泽东都运用马克思主义的科学态度和方法,对中国共产党组织领导武装斗争的直接经验和前人进行战争的间接经验,作了长期的实践检验和精辟的理论概括。在此基础上形成的毛泽东军事思想,不能不是一座内容博大精深、结构系统完整的军事理论大厦。毛泽东对军事规律的理论揭示,就其丰富性、系统性和真理性而言,都达到了前人未能达到的程度。

毛泽东军事思想的地位,不只是比较于其它各家军事理论而言的,其中也包括它在无产阶级军事理论发展史上的划时代意义。在无产阶级军事理论历史发展的前两个阶段,即马克思主义军事学说和列宁主义军事学说的基础上,毛泽东军事思想又大大前进了一步。主要是:①对以前尚未遇到的新课题,第一次提供了科学答案。如开辟以农村包围城市的武装革命新道路。②在前人未曾开垦的理论领域,首创了全新的学说。如军事辩证法。③把过去已提出的一些基本观点,发展成为系统的理论。如人民战争。④把以往的一些理论预见,变成了完整而成功的现实。如恩格斯关于无产阶级的解放在军事上也应有自己的表现的预言,在毛泽东关于人民战争战略战术的理论与实践中,得到了生动的体现。⑤在先哲们没能完全解决或解决得不理想的问题上,作出了迄今最成功的回答。如怎样建设一支永远保持无产阶级性质的新型人民军队。因此,毛泽东军事思想作为无产阶级军事理论历史发展的当代丰碑,是名副其实、当之无愧的。

(三)提供了具有普遍意义的军事问题认识论和方法论。毛泽东军事思想的科学价值是多方面的,其中最具根本意义的,是它的军事问题认识论和方法论。这是因为,人们认识和改造世界的实践活动,包括研究、解决战争和军事问题,无不受一定认识论和方法论的指导和制约;一切理论也只有被用作认识论方法论意义的工具时,才能进入实践过程,在认识世界和改造世界中长期发挥指导作用。马克思主义世界观不是教义,而是方法。由于各种条件的限制,马克思恩格斯创立的认识和改造世界的根本方法,即历史唯物主义和辩证唯物主义,尚未在军事领域充分展开。毛泽东把历史唯物主义辩证唯物主义的基本原理系统地应用于军事领域,从历史观、认识论、辩证法与军事斗争实际的紧密结合上,创建了一整套科学的军事思想及军事思维方法。它不仅集中地表现为毛泽东的军事辩证法原理,同时也体现在毛泽东军事思想的全部内容之中。如果说孙子兵法的认识论方法论价值可以超时代、跨领域地辐射,那么,兼有高度哲学成就的毛泽东军事思想所揭示的军事斗争的内在规律,就尤其具有稳定而广泛的应用价值。例如,在军事方面,毛泽东军事思想既可以为我们抵制当代军事思想中形形色色的错误观点和思潮,正确地观察思考战争与和平、军事斗争与军事建设问题,提供一套科学的思路,又可以为我们新时期的国防和军队建设,特别是高技术条件下的建军与作战,提供研究新情况、探索新规律、解决新问题的锐利思想武器。在非军事方面,毛泽东军事思想所揭示的能使人举一反

三、触类旁通的军事哲理,在现代社会中具有普遍的适应性和融通性。无论是政治、经济、科技、外交等各条战线,还是思想、文化、体育等各个行业,总之凡一切存在矛盾斗争和开创性活动的领域,毛泽东军事思想都能从立场、观点和方法等多方面,拨动、启迪人们的创造智慧,从中总结、抽象出科学的指导原则和实践策略。

第五篇:军用雷达的工作原理

军用雷达的工作原理

雷达(radar)原是“无线电探测与定位”的英文缩写。雷达的基本任务是探测感兴趣的目标,测定有关目标的距离、方问、速度等状态参数。雷达主要由天线、发射机、接收机(包括信号处理机)和显示器等部分组成。

雷达发射机产生足够的电磁能量

传感器类型,经过收发转换开关传送给天线。天线将这些电磁能量辐射至大气中,集中在某一个很窄的方向上形成波束,向前传播。电磁波遇到波束内的目标后,将沿着各个方向产生反射,其中的一部分电磁能量反射回雷达的方向,被雷达天线获取。天线获取的能量经过收发转换开关送到接收机,形成雷达的回波信号。由于在传播过程中电磁波会随着传播距离而衰减,雷达回波信号非常微弱,几乎被噪声所淹没。接收机放大微弱的回波信号,经过信号处理机处理,提取出包含在回波中的信息,送到显示器,显示出目标的距离、方向、速度等。

为了测定目标的距离,雷达准确测量从电磁波发射时刻到接收到回波时刻的延迟时间,这个延迟时间是电磁波从发射机到目标,再由目标返回雷达接收机的传播时间。根据电磁波的传播速度,可以确定目标的距离公式为:S=CT/2

其中S为目标距离,T为电磁波从雷达发射出去到接收到目标回波的时间,C为

光速

雷达测定目标的方向是利用天线的方向性来实现的。通过机械和电气上的组合作用,雷达把天线的小事指向雷达要探测的方向,一旦发现目标,雷达读出些时天线小事的指向角,就是目标的方向角。两坐标雷达只能测定目标的方位角,三坐

标雷达可以测定方位角和俯仰角。

测定目标的运动速度是雷达的一个重要功能,雷达测速利用了物理学中的多普勒原理:当目标和雷达之间存在着相对位置运动时,目标回波的频率就会发生改变,频率的改变量称为多普勒频移,用于确定目标的相对径向速度,通常,具有测速能力的雷达,例如脉冲多普勒雷达,要比一般雷达复杂得多。

雷达的战术指标主要包括作用距离、威力范围、测距分辨力与精度、测角分辨力与精度、测速分辨力与精度、系统机动性等。

其中,作用距离是指雷达刚好能够可靠发现目标的距离。它取决于雷达的发射功率与天线口径的乘积,并与目标本身反射雷达电磁波的能力(雷达散射截面积的大小)等因素有关。威力范围指由最大作用距离、最小作用距离、最大仰角、最

小仰角及方位角范围确定的区域。

雷达的技术指标与参数很多,而且与雷达的体制有关,这里仅仅讨论那些与电子

对抗关系密切的主要参数。

根据波形来区分,雷达主要分为脉冲雷达和连续波雷达两大类。当前常用的雷达大多数是脉冲雷达。常规脉冲雷达周期性地发射高频脉冲。相关的参数为脉冲重复周期(脉冲重复频率)、脉冲宽度以及载波频率。载波频率是在一个脉冲内信号的高频振荡频率,也称为雷达的工作频率。

雷达天线对电磁能量在方向上的聚集能力用波束宽度来描述,波束越窄,天线的方向性越好。但是在设计和制造过程中,雷达天线不可能把所有能量全部集中在理想的波束之内,在其它方向上在在着泄漏能量的问题。能量集中在主波束中,我们常常形象地把主波束称为主瓣,其它方向上由泄漏形成旁瓣。为了覆盖宽广的空间,需要通过天线的机械转动或电子控制,使雷达波束在探测区域内扫描。

概括起来,雷达的技术参数主要包括工作频率(波长)、脉冲重复频率、脉冲宽度、发射功率、天线波束宽度、天线波束扫描方式、接收机灵敏度等。技术参数是根据雷达的战术性能与指标要求来选择和设计的,因此它们的数值在某种程度上反映了雷达具有的功能。例如,为提高远距离发现目标能力,预警雷达采用比较低的工作频率和脉冲重复频率,而机载雷达则为减小体积、重量等目的,使用比较高的工作频率和脉冲重复频率。这说明,如果知道了雷达的技术参数,就可

在一定程度上识别出雷达的种类。

雷达的用途广泛,种类繁多,分类的方法也非常复杂。通常可以按照雷达的用途分类,如预警雷达、搜索警戒雷达、无线电测高雷达、气象雷达、航管雷达、引导雷达、炮瞄雷达、雷达引信、战场监视雷达、机载截击雷达、导航雷达以及防

撞和敌我识别雷达等。

除了按用途分,还可以从工作体制对雷达进行区分。这里就对一些新体制的雷达

进行简单的介绍。

双/多基地雷达

普通雷达的发射机和接收机安装在同一地点,而双/多基地雷达是将发射机和接收机分别安装在相距很远的两个或多个地点上,地点可以设在地面、空中平台或空间平台上。由于隐身飞行器外形的设计主要是不让入射的雷达波直接反射回雷达,这对于单基地雷达很有效。但入射的雷达波会朝各个方向反射,总有部分反射波会被双/多基地雷达中的一个接收机接收到。美国国防部从七十年代就开始研制、试验双/多基地雷达,较著名的“圣殿”计划就是专门为研究双基地雷达而制定的,已完成了接收机和发射机都安装在地面上、发射机安装在飞机上而接收机安装在地面上、发射机和接收机都安装在空中平台上的试验。俄罗斯防空部队已应用双基地雷达探测具有一定隐身能力的飞机。英国已于70年代末80年代初开始研制双基地雷达,主要用于预警系统。

相控阵雷达

我们知道,蜻蜓的每只眼睛由许许多多个小眼组成,每个小眼都能成完整的像,这样就使得蜻蜓所看到的范围要比人眼大得多。与此类似,相控阵雷达的天线阵面也由许多个辐射单元和接收单元(称为阵元)组成,单元数目和雷达的功能有关,可以从几百个到几万个。这些单元有规则地排列在平面上,构成阵列天线。利用电磁波相干原理,通过计算机控制馈往各辐射单元电流的相位,就可以改变波束的方向进行扫描,故称为电扫描。辐射单元把接收到的回波信号送入主机,完成雷达对目标的搜索、跟踪和测量。每个天线单元除了有天线振子之外,还有移相器等必须的器件。不同的振子通过移相器可以被馈入不同的相位的电流,从而在空间辐射出不同方向性的波束。天线的单元数目越多,则波束在空间可能的方位就越多。这种雷达的工作基础是相位可控的阵列天线,“相控阵”由此得名。

有源相阵控雷达和无源相阵控雷达的区别是就是无源是只有单个或者几个发射机子阵原只能接收,而有源是每个阵原都有完整的发射和接收单元!

相控阵雷达的优点:

(1)波束指向灵活,能实现无惯性快速扫描,数据率高;(2)一个雷达可同时形成多个独立波束,分别实现搜索、识别、跟踪、制导、无源探测等多种功能;(3)目标容量大,可在空域内同时监视、跟踪数百个目标;(4)对复杂目标环境的适应能力强;(5)抗干扰性能好。全固态相控阵雷达的可靠性高,即使

少量组件失效仍能正常工作。

但相控阵雷达设备复杂、造价昂贵,且波束扫描范围有限,最大扫描角为90 ~120。当需要进行全方位监视时,需配置3~4个天线阵面。

相控阵雷达与机械扫描雷达相比,扫描更灵活、性能更可靠、抗干扰能力更强,能快速适应战场条件的变化。多功能相控阵雷达已广泛用于地面远程预警系统、机载和舰载防空系统、机载和舰载系统、炮位测量、靶场测量等。美国“爱国者”防空系统的AN/MPQ-53雷达、舰载“宙斯盾”指挥控制系统中的雷达、B-1B轰炸机上的APQ-164雷达、俄罗斯C-300防空武器系统的多功能雷达等都是典型的相控阵雷达。随着微电子技术的发展传感器与检测技术,固体有源相控阵雷达得到了广泛应用,是新一代的战术防空、监视、火控雷达。

宽带/超宽带雷达

工作频带很宽的雷达称为宽带/超宽带雷达。隐身兵器通常对付工作在某一波段的雷达是有效的,而面对覆盖波段很宽的雷达就无能为力了,它很可能被超宽带雷达波中的某一频率的电磁波探测到。另一方面,超宽带雷达发射的脉冲极窄,具有相当高的距离分辨率,可探测到小目标。目前美国正在研制、试验超宽带雷达,已完成动目标显示技术的研究,将要进行雷达波形的试验。合成孔径雷达

合成孔径雷达通常安装在移动的空中或空间平台上,利用雷达与目标间的相对运动,将雷达在每个不同位置上接收到的目标回波信号进行相干处理,就相当于在空中安装了一个“大个”的雷达,这样小孔径天线就能获得大孔径天线的探测效果,具有很高的目标方位分辨率,再加上应用脉冲压缩技术又能获得很高的距离分辨率,因而能探测到隐身目标。合成孔径雷达在军事上和民用领域都有广泛应用,如战场侦察、火控、制导、导航、资源勘测、地图测绘、海洋监视、环境遥感等。美国的联合监视与目标攻击雷达系统飞机新安装了一部AN/APY3型X波段多功能合成孔径雷达,英、德、意联合研制的“旋风”攻击机正在试飞合成孔径雷达。

毫米波雷达

工作在毫米波段的雷达称为毫米波雷达。它具有天线波束窄、分辩率高、频带宽、抗干扰能力强等特点,同时它工作在目前隐身技术所能对抗的波段之外,因此它能探测隐身目标。毫米波雷达还具有攻击能力,特别适用于防空、地面作战和灵巧武器,已获得了各国的调试重视。例如,美国的“爱国者”防空导弹已安装了毫米波雷达导引头,目前正在研制更先进的毫米波导引头;俄罗斯已拥有连续波输出功率为10千瓦的毫米波雷达;英、法等国家的一些防空系统也都将采用毫米波雷达。

激光雷达

工作在红外和可见光波段的雷达称为激光雷达。它由激光发射机、光学接收机、转台和信息处理系统等组成,激光器将电脉冲变成光脉冲发射出去,光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲,送到显示器。隐身兵器通常是针对微波雷达的,因此激光雷达很容易“看穿”隐身目标所玩的“把戏”;再加上激光雷达波束窄、定向性好、测量精度高、分辨率高,因而它能有效地探测隐身目标。激光雷达在军事上主要用于靶场测量、空间目标交会测量、目标精密跟踪和瞄准、目标成像识别、导航、精确制导、综合火控、直升机防撞、化学战剂监测、局部风场测量、水下目标探测等。美国国防部正在开发用于目标探测和识别的激光雷达技术,已进行了前视/下视激光雷达的试验,主要探测伪装树丛中的目标。法国和德国正在积极进行使用激光雷达探测和识别直升机的联合研究工作。

相控阵雷达有多神?

“宙斯盾”系统的核心就是SPY—1D相控阵雷达,特别是它出众的预警搜索能力和识别能力,仿佛给妄图“独立”的台湾新领导人一根救命稻草,一把梦幻的保护伞,而相控阵雷达又再一次走进国人的视线中。说到相控阵雷达或技术,大家可能很陌生,但如果说起去年美国军方关于中国如何监测其隐型战斗机的报道,大家可能就清楚了。用一大串电视接收天线来监视天空,经济又有效,这就是最原始、最基础的雷达,相控阵雷达。

下面谈一谈雷达和相控阵雷达的发展情况。

一、雷达及其分类

雷达(Radar,即 radio detecting and ranging),意为无线电搜索和测距。它是运用各种无线电定位方法,探测、识别各种目标,测定目标坐标和其它情报的装置。在现代军事和生产中,雷达的作用越来越显示其重要性,特别是第二次世界大战,英国空军和纳粹德国空军的“不列颠”空战,使雷达的重要性显露的非常清楚。雷达由天线系统、发射装置、接收装置、防干扰设备、显示器、信号处理器、电源等组成。其中,天线是雷达实现大空域、多功能、多目标的技术关键之一;信号处理器是雷达具有多功能能力的核心组件之 雷达种类很多,可按多种方法分类:

(1)按定位方法可分为:有源雷达、半有源雷达和无源雷达。

(2)按装设地点可分为;地面雷达、舰载雷达、航空雷达、卫星雷达等。

(3)按辐射种类可分为:脉冲雷达和连续波雷达。

(4)按工作被长波段可分:米波雷达、分米波雷达、厘米波雷达和其它波段雷达。

(5)按用途可分为:目标探测雷达、侦察雷达、武器控制雷达、飞行保障雷达、气象雷达、导航雷达等。

相控阵雷达是一种新型的有源电扫阵列多功能雷达。它不但具有传统雷达的功能,而且具有其它射频功能。有源电扫阵列的最重要的特点是能直接向空中辐射和接收射频能量。它与机械扫描天线系统相比,有许多显著的优点。例如、相控阵省略了整个天线驱动系统,其中个别部件发生故障时,仍保持较高的可靠性,平均无故障时间为10万小时,而机械扫描雷达天线的平均无故障时间小于1000小时。下面主要介绍先进的相控阵雷达。

二、相控阵雷达的概况

相控阵技术,早在30年代后期就已经出现。1937年,美国首先开始这项研究工作。但一直到50年代中期才研制出2部实用型舰载相控阵雷达。60年代,美国和前苏联相继研制和装备了多部相控阵雷达,多用于弹道导弹防御系统,如美国的AN/FPS-

46、AN/FPS-85、MAR、MSR,前苏联的“鸡笼”和“狗窝”等。这些都属于固定式大型相控阵雷达,其共同点:采用固定式平面阵天线,天线体积大、辐射功率高、作用距离远。其中美国的AN/FPS-85和前苏联的“狗窝”最为典型,70年代,相控阵雷达得到了迅速发展,除美苏两国外,又有很多国家研制和装备了相控阵雷达,如英、法、日、意、德、瑞典等。其中最为典型的有:美国的AN/TPN-25、AN/TPQ-37和GE-592、英国的AR-3D、法国的AN/TPN-

25、日本的NPM-510和J/NPQ-P7、意大利的RAT-31S、德国的KR-75等。这一时期的相控阵雷达具有机动性高、天线小型化、天线扫描体制多样化、应用范围广等特点。80年代,相控阵雷达由于具有很多独特的优点,得到了更进一步的应用。在已装备和正在研制的新一代中、远程防空导弹武器系统中多采用多功能相控阵雷达,它已成为第三代中、远程防空导弹武器系统的一个重要标志。从而,大大提高了防空导弹武器系统的作战性能。在21世纪,相控阵雷达随着科技的不断发展和现代战争兵器的特点,其制造和研究将会更上一层楼。

三、相控阵原理

相控阵,就是由许多辐射单元排成阵列形式构成的走向天线,各单元之间的辐射能量和相位关是可以控制的。典型的相控阵是利用电子计算机控制移相器改变天线孔径上的相位分布来实现波束在空间扫描仪表技术与传感器,即电子扫描,简称电扫。相位控制可采用相位法、实时法、频率法和电子馈电开关法。在一维上排列若干辐射单元即为线阵,在两维上排列若干辐射单元称为平面阵。辐射单元也可以排列在曲线上或曲面上.这种天线称为共形阵天线。共形阵天线可以克服线阵和平面阵扫描角小的缺点,能以一部天线实现全空域电扫。通常的共形阵天线有环形阵、圆面阵、圆锥面阵、圆柱面阵、半球面阵等。综上所述,相控阵雷达因其天线为相控阵型而得名。

四、相控阵雷达分类

相控阵雷达大体可分为两大类,即全电扫相控阵和有限电扫相控阵。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。

五、相控阵雷达的特点

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:

(1)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。

(2)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。

(3)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。

(4)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。

(5)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。

当然,相控阵雷达不是十全十美的,也有其缺点。主要是造价贵,典型的相控阵雷达比一般雷达的造价要高出若干倍。此外,相控阵雷达对于短程弹道导弹的袭击可以说是无能为力,这也是美国及台湾为什么担心大陆方面在福建沿海部署东风导弹的原因。而1991年,海湾战争期间,伊拉克用“飞毛腿”导弹袭击以色列的时候,其“爱国者”导弹根本无法有效将其击落,何况短短的台湾海峡呢?

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