🔻先进米波雷达其实有好几种概念。
🔻米波频率30MHz-300MHz,频率区间跨度大,雷达实际可以运行的频点也更多。因此,各种不同的雷达实际外观会有千差万别。
🔻吴剑旗总师主导的先进米波雷达实际上由两种完全不一样的雷达体系组成。
a.一种是在传统有源相控阵雷达的基础之上,解决传统米波雷达的探测精度问题,但是还没有完全脱离传统雷达的范围,我们也能理解其工作原理(如图1、图2)。且常见的文章都会对此有所描写,因此读者可以仔细参考万年炎帝的大篇→http://t.cn/A6lZYNlN
b.而另外一种则是对于传统雷达的工作模式有所颠覆,并且笔者至今也没有看到较为详细描述这一体系雷达的科普性文章,那么今天咱们就来尝试解读这一雷达的工作模式(如图3、图4),笔者只是从一个非雷达从业者的角度让读者理解粗糙的工作原理,如有不对请轻喷。
🔻这种雷达学名叫——稀布阵综合脉冲孔径雷达(SIAR),也可以称为竹竿阵。
🔸其中,稀布阵是天线单元非规则排列的一种,天线阵元之间的间隔是不固定的,相较于规则阵列的半波宽度等排布,稀布阵的工作波长与间隔没有对应关系。
🔸其次,综合脉冲孔径是另一个非常模式的概念。通常读者会对合成孔径雷达(SAR)有所熟悉,利用雷达运动过程中相继周期的回波进行综合处理,等效大于阵列天线接收,形成一个虚拟的大孔径。而综合脉冲工作方式是通过序贯地发射一组宽脉冲(频率是步进的),然后将一组回波进行综合处理,等效地得到窄脉冲回波,因此得名综合脉冲。
而综合脉冲孔与孔径雷达,是结合了宽脉冲综合处理与分散布置的多点阵元,形成一套组合拳。
🔸在该雷达的实际设计中,通过布置大小不等,圆形嵌套布置的收发天线,实现综合脉冲孔径雷达。
🔻该雷达天线的布置还不是其最主要的工作特点。
🔸传统雷达的探测模式通常是根据对具体的方向发射一串脉冲,从回波角度入手进行探测与跟踪,当天线角度(不管是机械旋转天线还是相控阵电扫波束移动)一定时,目标的位置就是精确的,基本是根据雷达的精确的指向能力对目标进行探测。这点可以理解为类似一个激光测距仪,通过发射精确的激光波束进行测距。
🔸稀布阵综合脉冲孔径雷达,在发射脉冲时,是没有具体的方向性的,通过圆形布置的阵列,像360°全空域进行脉冲辐射。
而在探测时,对于目标反射回波,接收站通过对发射出去的已知脉冲序列进行分离-调相-求和等复杂运算,既可以得到目标的距离、方位角和俯仰角。相较于传统雷达的简单测距,稀布阵综合脉冲孔径雷达需要对所有阵元的接收数据进行综合计算,计算量大出好几个层次,因此在计算机计算性能羸弱的年代,即便是理论上可行,也无法实现。
🔸这点可以抽象的理解为,先对回波进行拍照存储,然后在进行数据分析,而且拍照的方式还可以通过不同的处理方式得到不同的结果。如果有在用苹果手机的同学,会对实况照片这一功能有所熟悉,具体功能上,是通过拍摄一段1.5秒的视频,可以在后期提取关键帧,实现诸如防抖,长曝光等不同细节图片。
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