1908_高低角俯仰限制電路的設(shè)計(jì)

1908_高低角俯仰限制電路的設(shè)計(jì),高低,高下,俯仰,限制,電路,設(shè)計(jì) 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 翻 譯 ） 第 1 頁(yè) 測(cè)高雷達(dá)測(cè)高雷達(dá)是一個(gè)“其功能是測(cè)量范圍和仰角的目標(biāo)，從而使高度或高度得到計(jì)算;這種雷達(dá)通常伴隨著確定的其他目標(biāo)參數(shù)的監(jiān)視雷達(dá)?！币虼耍且粋€(gè) 2D 雷達(dá)，在海拔平面掃描，而不是在方位。由于其周期性的向上和向下掃描運(yùn)動(dòng)，高度發(fā)現(xiàn)雷達(dá)天線，有時(shí)也被稱為“點(diǎn)頭”天線。二維搜索雷達(dá)，保持利益的體積，監(jiān)視，目標(biāo)探測(cè)和測(cè)量的范圍和方位角。經(jīng)檢測(cè)和建立了一個(gè)新的目標(biāo)的軌道，一個(gè)請(qǐng)求被發(fā)送到高程測(cè)量的高度發(fā)現(xiàn)者。高度儀壓擺率其指定的方位搜索雷達(dá)的天線，超過(guò)海拔由 2D 雷達(dá)指定的范圍內(nèi)適當(dāng)部門(mén)執(zhí)行的掃描。目標(biāo)回波上顯示高度范圍指標(biāo)（RHI），仰角的 θT 是由一個(gè)操作或一個(gè)角度門(mén)電路測(cè)量。射程 R 也測(cè)量精度優(yōu)于搜索雷達(dá)提供。在水平面以上的雷達(dá)基地的目標(biāo)高度，然后計(jì)算ht = R sin qt這個(gè)高度被糾正必要的地點(diǎn)的海拔高度，大氣折射和地球曲率給目標(biāo)海拔高度，地面控制的需要由戰(zhàn)斗機(jī)攔截目標(biāo)。一個(gè)典型的點(diǎn)頭束高度發(fā)現(xiàn)者如圖 H1 所示。在垂直方向上提供了精確測(cè)量窄的仰角波束天線拉長(zhǎng)，而方位波束寬度足以容納搜索雷達(dá)在指定的錯(cuò)誤。測(cè)高雷達(dá)正逐漸變得過(guò)時(shí)，更立體，疊梁相控陣搜索雷達(dá)或正在部署。測(cè)高雷達(dá)主要用于測(cè)定目標(biāo)高度的雷達(dá)。測(cè)高雷達(dá)能準(zhǔn)確地測(cè)定目標(biāo)的高度，但全面監(jiān)視空中目標(biāo)比較困難。通常與沒(méi)有測(cè)高裝置的兩坐標(biāo)雷達(dá)配合使用。測(cè)高雷達(dá)一般分為地面測(cè)高雷達(dá)和星載、機(jī)載、彈載測(cè)高雷達(dá)等。地面測(cè)高雷達(dá)通常與測(cè)定目標(biāo)方位、距離的兩坐標(biāo)雷達(dá)配合使用，共同擔(dān)負(fù)監(jiān)視空中目標(biāo)的任務(wù)。星載測(cè)高雷達(dá)又稱雷達(dá)測(cè)高計(jì)，主要用于大地測(cè)量和海洋觀測(cè)。裝在導(dǎo)彈上的測(cè)高雷達(dá)又稱雷達(dá)高度表，主要用于提高導(dǎo)彈制導(dǎo)精度。裝在飛機(jī)上的測(cè)高雷達(dá)也稱雷達(dá)高度表，用于保障飛機(jī)按預(yù)定高度安全飛行。早期用于測(cè)量目標(biāo)高度的雷達(dá)技術(shù)是按照是否在測(cè)量中運(yùn)用了地球表面來(lái)進(jìn)行分類(lèi)的。在早期雷達(dá)中，運(yùn)用地球表面測(cè)高相當(dāng)普遍，這是因?yàn)樘炀€和發(fā)射機(jī)技術(shù)局限于使用較低的無(wú)線電頻率和寬的垂直波束。有許多種通過(guò)同時(shí)測(cè)量目標(biāo)的 3 個(gè)基本位置坐標(biāo)（距離、方位和仰角）以提供三坐標(biāo)信息的雷達(dá)。然而，在實(shí)際中，卻遵循了如下的約定，即 3D 雷達(dá)是一種警戒雷達(dá)，其天線在方位上機(jī)械旋轉(zhuǎn)（以測(cè)量距離和方黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 翻 譯 ） 第 2 頁(yè) 位），通過(guò)在仰角上掃描一個(gè)或多個(gè)波束或者通過(guò)用鄰接的固定仰角波束來(lái)獲得目標(biāo)的仰角值。3D 雷達(dá)在軍事上的重要性來(lái)源于它能確定非合作目標(biāo)的高度，以及它的距離和方位的能力。與 2D 雷達(dá)和專用測(cè)高雷達(dá)的組合相比，3D 雷達(dá)因?yàn)橛休^好的角分辨力，提供了較高增益的天線和較強(qiáng)的抗干擾及其他形式的 ECM 的能力；對(duì)于后者有爭(zhēng)議的反面意見(jiàn)則認(rèn)為，2D 雷達(dá)和測(cè)高雷達(dá)可以工作在兩個(gè)分離的頻段，迫使干擾機(jī)分散其能量從而減小其影響。按照怎樣形成仰角波束和怎樣在仰角上掃描波束，3D 雷達(dá)可分為堆積波束雷達(dá)、頻掃雷達(dá)、相掃雷達(dá)、機(jī)電掃描雷達(dá)和數(shù)字波束形成雷達(dá)。高度發(fā)現(xiàn)者是用來(lái)衡量在監(jiān)控系統(tǒng)中的目標(biāo)的仰角，允許測(cè)量范圍可以從計(jì)算目標(biāo)高度的雷達(dá)。仰角和高度，因此決定以何種方法包括：（1）分配一個(gè)專門(mén)的雷達(dá)，在海拔執(zhí)行部門(mén)指定由一個(gè)二維搜索雷達(dá)的目標(biāo)，在該坐標(biāo)測(cè)量掃描。（2）搜索一個(gè)掃描波束 3D 雷達(dá)，其中一個(gè)窄波束覆蓋方位角和仰角，并提供測(cè)量?jī)蓚€(gè)角度，隨著范圍，對(duì)檢測(cè)到的目標(biāo)，在一個(gè)柵格掃描。（3）搜索與一個(gè)堆疊束 3D 雷達(dá)，多波束覆蓋天線掃描方位角仰角部門(mén)，提供單脈沖測(cè)量，在海拔。（4）對(duì)在 2D 搜索雷達(dá)探測(cè)目標(biāo)的多時(shí)間延遲的測(cè)量，這樣，目標(biāo)高度可從已知的目標(biāo)范圍內(nèi)，雷達(dá)天線高度和多徑時(shí)延，計(jì)算。（5）測(cè)量范圍，在其中一個(gè)目標(biāo)是通過(guò)二維搜索雷達(dá)天線模式，可以計(jì)算出恒定的目標(biāo)高度的多徑葉通行證。（6）測(cè)量目標(biāo)相呼應(yīng)，在兩個(gè)天線在海拔流離失所，導(dǎo)致單脈沖的仰角估計(jì)，相對(duì)振幅或相位?？煽啃渣S 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 翻 譯 ） 第 3 頁(yè) 可靠性的一般定義是“一個(gè)項(xiàng)目的能力，在規(guī)定條件下執(zhí)行一個(gè)規(guī)定的時(shí)間內(nèi)所需的功能?！崩走_(dá)，它可以被定義為能力執(zhí)行分配的功能，在分配給每個(gè)模式和服務(wù)，保養(yǎng)，維修，儲(chǔ)存和運(yùn)輸條件的限制，同時(shí)保留指定的性能數(shù)據(jù)值。通常情況下，可靠性的描述由三部分組成：（1）無(wú)故障的性能。（2）可維護(hù)性。（3）耐貯性。無(wú)故障的表現(xiàn)是指定運(yùn)行時(shí)間無(wú)故障運(yùn)行的能力。可維護(hù)性是“能力的一個(gè)項(xiàng)目，使用規(guī)定的條件下，保留或恢復(fù)到一個(gè)國(guó)家，它可以執(zhí)行其所需的功能，進(jìn)行維修時(shí)在規(guī)定條件下和規(guī)定的程序和資源使用?！蹦唾A性是雷達(dá)，保留其經(jīng)營(yíng)條件，儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中的財(cái)產(chǎn)?？煽啃允且粋€(gè)重要的雷達(dá)性能特點(diǎn)，因?yàn)樗袑?duì)雷達(dá)操作和成本效益顯著的效果。實(shí)現(xiàn)可靠性的主要途徑包括（1）選擇適當(dāng)?shù)募夹g(shù)和設(shè)計(jì)方面的努力避免失敗。（2）使用正確的故障診斷系統(tǒng)（例如，內(nèi)置測(cè)試設(shè)備），以確定和本地化失敗，只要它可能后發(fā)生。前一種方法，包括可靠的正確選擇雷達(dá)組件和子系統(tǒng)，也納入雷達(dá)子系統(tǒng)必要的冗余。固態(tài)器件的可靠性通常是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于真空管設(shè)備。因此，管發(fā)射機(jī)通常是最不可靠的雷達(dá)子系統(tǒng)之一，和固態(tài)發(fā)射 機(jī)的使用提供了相當(dāng)大的改善，在雷達(dá)的可靠性，允許免費(fèi)維修，雷達(dá)制造（至少在這個(gè)意義上，長(zhǎng)期存在在雷達(dá)站點(diǎn)的維修人員是不需要的）。多通道固態(tài)發(fā)射機(jī)和相控陣提供軟故障運(yùn)行在一個(gè)或多個(gè)模塊失敗的情況下（例如，數(shù)放大器發(fā)射器或陣列可以失敗，但不會(huì)降低雷達(dá)的性能顯著）。可靠性的另一個(gè)常用的方法是使用冗余。這種方法通常用于雷達(dá)的地方甚至短時(shí)間的失敗是至關(guān)重要的（例如，軍事或民用空中交通管制雷達(dá)）。一個(gè)常用的方法是使用兩個(gè)足夠的接收自動(dòng)重新配置通道信號(hào)處理器在操作失敗的情況下放置的備用通道。一個(gè)例子是多余的接收器通道和內(nèi)置測(cè)試設(shè)備的高可靠性，固態(tài)雷達(dá)空管雷達(dá)的家庭。二維雷達(dá)黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 翻 譯 ） 第 4 頁(yè) 一個(gè)二維（2D）雷達(dá)的機(jī)械掃描一個(gè)固定的光束，無(wú)論是在方位角平面（傳統(tǒng)的對(duì)空搜索雷達(dá)）或在海拔平面（點(diǎn)頭高度發(fā)現(xiàn)者雷達(dá)）?；緦傩缘?2D 空中搜索雷達(dá)天線孔徑的高度不得大于需出示匹配所需的垂直覆蓋部門(mén)的仰角波束。機(jī)械原因，較小的值可能被使用，但在浪費(fèi)蔓延以上所需海拔覆蓋率部門(mén)的能源費(fèi)用。天線的寬度確定方位所需的分辨率和掃描時(shí)獲得一個(gè)給定的最小觀測(cè)時(shí)間（或時(shí)間）的目標(biāo)要求。至于在三維搜索雷達(dá)的情況下，這個(gè)最小的觀測(cè)時(shí)間在很大程度上取決于多普勒處理的要求，而這又是一個(gè)功能雜亂的環(huán)境，多樣性的目標(biāo)所需的增益。為空中搜索行動(dòng)，在廣泛的海拔部門(mén)的最低功率孔徑積堅(jiān)決贊成使用在 2D 雷達(dá)的雷達(dá)頻率較低，雖然往往水面搜索，目標(biāo)是土地或海車(chē)輛使用頻率較高，表面（導(dǎo)航），或固定結(jié)構(gòu)。在微波頻率的操作是可行的，因?yàn)?，表面基雷達(dá)，所需的高程界普遍較小，而機(jī)載雷達(dá)所需的高程搜索部門(mén)要么足夠小，以匹配可用的天線孔徑高度波束，或如要求只有少數(shù)幾個(gè)重疊的“吧”在海拔掃描。雷達(dá)發(fā)射機(jī)產(chǎn)生足夠的電磁能量，經(jīng)過(guò)收發(fā)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)傳送給天線。天線將這些電磁能量輻射至大氣中，集中在某一個(gè)很窄的方向上形成波束，向前傳播。電磁波遇到波束內(nèi)的目標(biāo)后，將沿著各個(gè)方向產(chǎn)生反射，其中的一部分電磁能量反射回雷達(dá)的方向，被雷達(dá)天線獲取。天線獲取的能量經(jīng)過(guò)收發(fā)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)送到接收機(jī)，形成雷達(dá)的回波信號(hào)。由于在傳播過(guò)程中電磁波會(huì)隨著傳播距離而衰減，雷達(dá)回波信號(hào)非常微弱，幾乎被噪聲所淹沒(méi)。接收機(jī)放大微弱的回波信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理機(jī)處理，提取出包含在回波中的信息，送到顯示器，顯示出目標(biāo)的距離、方向、速度等。 為了測(cè)定目標(biāo)的距離，雷達(dá)準(zhǔn)確測(cè)量從電磁波發(fā)射時(shí)刻到接收到回波時(shí)刻的延遲時(shí)間，這個(gè)延遲時(shí)間是電磁波從發(fā)射機(jī)到目標(biāo)，再由目標(biāo)返回雷達(dá)接收機(jī)的傳播時(shí)間。根據(jù)電磁波的傳播速度，可以確定目標(biāo)的距離為電磁波從雷達(dá)到目標(biāo)的往返傳播時(shí)間除以光速。雷達(dá)測(cè)定目標(biāo)的方向是利用天線的方向性來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)機(jī)械和電氣上的組合作用，雷達(dá)把天線的小事指向雷達(dá)要探測(cè)的方向，一旦發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，雷達(dá)讀出些時(shí)天線小事的指向角，就是目標(biāo)的方向角。兩坐標(biāo)雷達(dá)只能測(cè)定目標(biāo)的方位角，三坐標(biāo)雷達(dá)可以測(cè)定方位角和俯仰角。 測(cè)定目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度是雷達(dá)的一個(gè)重要功能，—雷達(dá)測(cè)速利用了物理學(xué)中的多普勒原理．當(dāng)目標(biāo)和雷達(dá)之間存在著相對(duì)位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，目標(biāo)回波的頻率就會(huì)發(fā)生改變，黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 翻 譯 ） 第 5 頁(yè) 頻率的改變量稱為多普勒頻移，用于確定目標(biāo)的相對(duì)徑向速度，通常，具有測(cè)速能力的雷達(dá)，例如脈沖多普勒雷達(dá)，要比一般雷達(dá)復(fù)雜得多。 雷達(dá)的戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)主要包括作用距離、威力范圍、測(cè)距分辨力與精度、測(cè)角分辨力與精度、測(cè)速分辨力與精度、系統(tǒng)機(jī)動(dòng)性等。 其中，作用距離是指雷達(dá)剛好能夠可靠發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的距離。它取決于雷達(dá)的發(fā)射功率與天線口徑的乘積，并與目標(biāo)本身反射雷達(dá)電磁波的能力（雷達(dá)散射截面積的大小）等因素有關(guān)。威力范圍指由最大作用距離、最小作用距離、最大仰角、最小仰角及方位角范圍確定的區(qū)域。