毫米波雷达及其应用

毫米波雷达的典型应用
——“长弓海尔法” AGM-114L型 导弹导引头
毫米波雷达的典型应用
——“长弓海尔法” AGM-114L型 导弹导引头
毫米波雷达的典型应用
——PAC-3型地空导弹导引头
“爱国者”导弹PAC-1、2型采用的是雷声公司研制的自动 引爆弹头,当导弹接近目标时, PAC通过引爆形成碎片袭击目标, 杀伤效果有限。为此,美国陆军制订了新型“爱国者”导弹 PAC-3改进计划,其主要内容就是研制新型的毫米波寻的器,直 接击中引爆而提高杀伤力。针对弹道导弹和巡航导弹拦截任务, PAC-3总承包商洛²马导弹和火控公司决定采用8 mm主动探测 器,改装后的毫米波寻的器装入PAC-3导弹弹头。PAC-3在美军 对伊拉克的“自由伊拉克”行动中发挥了巨大的作用,有效地 拦截了伊拉克向美军设在科威特的指挥部发射的“飞毛腿”导 弹。
结 语
击掌
军人和平民击掌 成人和儿童击掌 全副武装和天真笑脸击掌 亦或 母亲和遥远的儿子击掌 是的 这是一部默片 他们没有承诺 一如厚厚的手套抹去了 原该响亮的掌声
Biblioteka Baidu
谢 谢！
雷达的起源和发展
20世纪90年代：对雷达观察隐身目标的能力，在反辐 射导弹（ARM）与电子战（EW）条件下的生存能力和工作有 效性提出了很高的要求，对雷达测量目标特征参数和进行 目标分类、目标识别有了更强烈的要求
雷达的起源和发展
近十几年来，微电子机械和数字信号处理等技术的 飞速发展，为有源电扫相控阵列多功能雷达发展提供了 技术动力，这种雷达系统是新一代高分辨率雷达的代表。
20世纪初至20年代：第一部雷达的发明和人们对雷达用 途的探索。
雷达的起源和发展
雷达的起源和发展
20世纪30年代：开始研究用来探测飞机和舰船的脉冲多 普勒雷达，多种实战型军用雷达问世。如英国的“本土链” 防空雷达和美国的“SCR-268”防空火控雷达。
雷达的起源和发展
20世纪40年代：雷达功能进一步增强，对雷达 发展具有重要影响的高功率磁控管问世，首次出现 了雷达电子战。
毫米波雷达的特性
1、频带极宽，在目前所利用的35G、94G这两个大气窗口中可 利用带宽分别为16G和23G，适用与各种宽带信号处理； 2、可以在小的天线孔径下得到窄波束，方向性好，有极高的 空间分辨力，跟踪精度高； 3、有较高的多普勒带宽，多普勒效应明显，具有良好的多普 勒分辨力，测速精度较高； 4、地面杂波和多径效应影响小，低空跟踪性能好； 5、毫米波散射特性对目标形状的细节敏感，因而，可提高多 目标分辨和对目标识别的能力与成像质量；
毫米波雷达的应用背景
无论是海湾战争、科索沃战争、阿富汗的反恐战争以及美 英联军攻占伊拉克的战争，都是以电子为特征的高科技战争。 以电子技术武装起来的各种军事设备不仅提高了武器系统的战 斗威力和生存能力，而且成为对敌实施软杀伤的直接作战手段， 从而开辟了继陆战、海战、空战后的第四维战场——电磁战场。 在电磁战使用的全部电磁频段中，毫米波频段雷达具有极宽的 信息带宽、独特的电波传播特性和良好的设备小型化潜力。此 外，现代战争对武器系统“远程打击、精确打击”的迫切需求 为毫米波雷达的发展提供了巨大的推动力。
毫米波雷达的典型应用
——“长弓”阿帕奇火控雷达
AH-64D“长弓阿帕奇”武装直升机是根据美国陆军计划研制的 先进的武装直升机，它是发展和采购毫米波雷达空/地目标系统的 项目。这种直升机能在恶劣的天气条件下昼夜执行反坦克任务，并 且有很强的战斗、救生和生存能力，它代表了美国八十年代直升机 的技术水平。AH-64D武装直升机是AH-64A型的改进型，被称为“长 弓阿帕奇”。通过提高生存能力、杀伤力、通用性以及长期可靠性， “长弓阿帕奇”武装直升机将显著的增强联合兵种战斗队的作战能 力。该直升机的任务是进行后方、近距离和纵深作战以及精确打击， 在恶劣气候条件下可以昼夜完成武装侦察和警戒的任务。
毫米波雷达的典型应用
——“长弓”阿帕奇火控雷达
美国在1995年研制并试验完成了“阿帕奇”武装直 升机AN/APG-78“长弓”火控雷达,雷达的工作频率为35 GHz,采用相干多普勒脉冲体制,是目前最典型的直升机载 多功能毫米波雷达。雷达天线和固态射频单元等组合装 于直升机的主发动机桅杆上,低频单元和信号处理等部分 置于机舱内。“长弓”雷达和“阿帕奇”武装直升机的 火控系统接口,与采用95GHz有源毫米波成像(MMWI)雷达 制导的“长弓地狱火”导弹交联,可提供对地面、低空和 水面目标的快速目标搜索、自动目标检测、目标分类和 威胁等级排序等功能。
雷达的起源和发展
20世纪70年代：由于数字信号处理等技术的飞 速发展，合成孔径雷达、相控阵雷达和脉冲多普勒 雷达在70年代又有了新的发展。
雷达的起源和发展
20世纪80年代：相控阵雷达技术大量用于 战术雷达，这期间研制成功的主要相控阵雷达 包括美国陆军的“爱国者”、海军的“宙斯盾” 和空军的B-1B系统。
雷达的起源和发展
1.3 雷达的发展 20世纪50年代：主要包括微波雷达、单脉冲雷达、脉冲 压缩、合成孔径雷达、气象观测雷达和机载脉冲多普勒等技 术。
雷达的起源和发展
20世纪60年代：以第一部电扫相控阵天线和后 期开始的数字处理技术为标志，其他技术包括动目 标指示（MTI）、超视距（OTH）雷达等。
毫米波雷达的特性
6、由于毫米波雷达以窄波束发射，因而使敌方在电子对 抗中难以截获。再加上干扰机正确指向毫米波雷达的干 扰功率信号比指向微波雷达更加困难，所以毫米波雷达 具有低被截获性能，抗电子干扰性能好； 7、目前隐身飞机等目标设计的隐身频率局限于1GHz20GHz，又因为机体等不平滑部位相对毫米波来说更加明 显，这些不平滑部位都会产生角反射，从而增加有效反 射面积，所以毫米波雷达具有一定的反隐身功能； 8、毫米波具有穿透烟、灰尘和雾的能力，可全天候工作。
毫米波雷达的典型应用
——PAC-3型地空导弹导引头
PAC-3防空导弹系统配备的AN/MPQ-53相控阵火 控雷达的工作频段为C频段(4~8 GHz )具有搜索、跟 踪和引导等多种功能,作用距离为3~170 km,搜索的 扇区范围为90°,方位范围为120°。该雷达在预警 卫星提供的预警信息提示下,搜索目标,并引导PAC-3 导弹飞向来袭的导弹目标,在即将撞击目标前的2 s 内开启弹上的Ka频段毫米波雷达寻的器,精确引导导 弹完成击毁来袭目标的任务。PAC-3导弹是世界上最 有效的命中即摧毁的高速防空导弹,能增强攻击先进 的战区弹道、巡航导弹和敌方飞机的性能。
“长弓”毫米波雷达主要战术指标
战术指标 工作频段 作用距离 目标处理能力 目标分类 工作模式 参 数
Ka频段 8 km(运动目标), 6 km (静止目标) 发现、定位和分类128个静止或运动目标,按5种类型进行划分,按威胁等 级排序16个目标(小于1 min) 可分类坦克、轮式车辆、空防部署、直升机和固定翼飞机 空中目标模式(ATM):检测、定位、分类和优先排序固定翼或旋转翼威 胁, 8 km范围的360°覆盖, 180°、90°、30°扇扫; 地面目标模式(GTM):检测和定位地面和低空目标,飞机轴线±90°范 围提供90°、45°、15°扇扫; 地形轮廓模式(TPM):速度90 km /h以上时,提供2. 5 km³90°范围的障 碍物检测;速度90 km /h以下时,提供2. 5 km³180°范围的障碍物检测。 在低能见度的条件下对载机进行地形飞行导航; 内置检测模式:监视载机飞行时雷达的性能,在维护前和维护中隔离故 障。
毫米波雷达的典型应用
——“长弓海尔法” AGM-114L型 导弹导引头
“ 长弓 ” “发 射后 不 管 ” 反坦 克系 统是美 国陆 军 20世 纪 80~90年代主要武器系统发展计划之一,装在波音公司制造的AH-64D 攻击直升机上,目的是使AH-64D在雨、雾、烟、尘等恶劣气候和低 能见度条件下,不分昼夜均具有高精度探测、分类和作战的能力。 军方对系统的雷达和导弹寻的器都要求重量轻、体积小、分辨率高、 全天候工作,因此只能选择毫米波频段。1992年,美国陆军决定开发 一种新型的配备毫米波主动雷达寻的器的“地狱火”导弹,后来称 作“长弓地狱火”导弹,代号为AGM-114L,用于“长弓阿帕奇”武器 系统,用来打击地面坦克装甲部队等。“长弓地狱火”导弹的毫米 波导引头工作频率为94 GHz,作用距离为12~16 km,对于近程目标或 动目标,AGM-114L毫米波寻的器能利用APG-78雷达或直升机目标捕 获与标定瞄准具(TADS)送来的数据在发射前锁定目标;而在打击远 程固定目标时,则对准目标方向发射导弹,并在毫米波寻的器锁定目 标进行末制导(最终瞄准)前,利用惯性导航系统对导弹进行控制。
毫米波雷达及其应用
目 录
雷达的起源和发展 毫米波雷达的应用背景 毫米波雷达工作原理及其特性
毫米波雷达的典型应用 结语
2
雷达的起源和发展
1.1 雷达的概念
雷达一词是英文Radio Detection And Ranging缩写词 “RADAR”的音译，其原意为“无线电探测与测距”，雷达 利用目标对电磁波的散射现象来发现目标并测定其位置。
雷达的起源和发展
1.2 雷达的起源
19世纪后期：电磁理论的建立和电磁波实验的突破， 为雷达的产生奠定了基础。 1865年，麦克斯韦理论上预言了电磁波的存在； 1886年，赫兹实验上证明了电磁波的存在； 1889年，实现了电磁波的产生，接收和目标散射。 这些成就为雷达的产生奠定了基础。
雷达的起源和发展