分身有术,“中华神盾”凭啥这么先进?

最近,我国新一代导弹驱逐舰052D现身,一时间引来不少热议 。 中外专家与军事爱好者们常把052D称作新一代的“中华神盾”,这是因为,052D装备有类似美国宙斯盾上的“相控阵雷达” 。 对于很多人来说,相控阵雷达非常耳熟,但它的原理又是什么呢?

分身有术,“中华神盾”凭啥这么先进?

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个体户与合作社之区别

要说相控阵雷达的原理,就不得不提一下传统雷达的工作方式 。 影视中,如果非要出现雷达画面的话,传统雷达就是最好的道具,因为传统雷达动感十足,快速旋转的天线便于营造紧迫感 。
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传统雷达依靠360度旋转来扫描目标,而相控阵雷达与它的区别是,绝大多数相控阵雷达都是不动的,既然不动,那它又是如何扫描不同方向的呢?

答案是,相控阵雷达不是“一个雷达”,本质上,它是很多个“传统雷达”的共同体 。
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很容易就能发现,相控阵雷达的天线由无数个小单元天线组成,这些小单元天线叫做“阵元”,对于有源相控阵雷达来说,每一个阵元都是独立控制的,它们既能独立发射雷达波,也能接收雷达波的回波信号 。

相控阵雷达不但不动,而且天线阵列也是平面的,那奇怪了,它到底是如何调整扫描方向的?顾名思义,“相控阵”就是控制每个阵元产生电磁波的相位与幅度,以此强化电磁波在指定方向上的强度,并压抑其他方向的强度,从而实现让电磁波束的方向发生改变 。
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这就是相控阵雷达的基本工作原理,人们常把传统机械式扫描雷达比喻为“个体户”,而把相控阵雷达说成是“合作社” 。 人们还把它说成是21世纪的雷达,是否装配相控阵雷达也是第四代战斗机一个非常重要的标准 。 而很多第三代机,把老式雷达改装成相控阵雷达后,战斗力迅速提高 。

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下面,我们就来看看,相控阵雷达有哪些先进之处 。

没有机械运动
相控阵雷达因为省去了整个天线的机械驱动系统,所以它的可靠性非常高,平均无故障时间远远高于传统雷达 。 另外,相控阵雷达的思想有点儿类似于互联网,某些节点坏了不影响整体功能的使用,数百个或上千个阵元中,就算有百分之十的阵元损坏,相控阵雷达依然可以使用 。
分身有术
相控阵雷达是否强大,跟“阵元”是否先进和阵元数量的多少有很大的关系 。 阵元的数量可以是几百个,也可以是上万个,像美国的“铺路爪”陆基相控阵预警雷达,就有15360个能发射电磁波的阵元和2000个不发射电磁波的阵元 。 15360个阵元分成96组,与其他不发射电磁波的辐射器搭配起来,本质上相当于96部雷达的组合体 。
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正是因为有非常多的阵元,所以,军舰面对敌方导弹的饱和攻击时,可以把所有阵元分成若干组,每一组分别跟踪和对付一个目标 。 我们经常听到某种战机或者军舰能同时对付多少个多少个目标,其实,这其中的大部分功劳主要是属于战机或者军舰上的相控阵雷达 。

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