¿Cómo se clasifican los radares?
Radar (detección y alcance por radio) significa búsqueda y alcance por radio. Es un dispositivo que utiliza varios métodos de posicionamiento por radio para detectar e identificar varios objetivos, determinar las coordenadas del objetivo y otra información. En el ejército y la producción modernos, el papel del radar muestra cada vez más su importancia. Especialmente en la Segunda Guerra Mundial, la batalla aérea "británica" entre la Fuerza Aérea Británica y la Luftwaffe nazi dejó muy clara la importancia del radar. El radar consta de un sistema de antena, un dispositivo transmisor, un dispositivo receptor, un equipo antiinterferencias, una pantalla, un procesador de señal, una fuente de alimentación, etc. Entre ellos, la antena es una de las claves técnicas del radar para lograr un gran espacio aéreo, multifunción y multiobjetivo; el procesador de señales es el componente central del radar con capacidades multifunción. Se puede clasificar según varios métodos: (1) Según el método de posicionamiento. Se puede dividir en: radar activo, radar semiactivo y radar pasivo. (2) Según la ubicación de instalación, se puede dividir en: radar terrestre, radar a bordo de barcos, radar de aviación, radar satelital, etc. (3) Según el tipo de radiación, se puede dividir en: radar de pulso y radar de onda continua. (4) Según la banda de longitud de onda larga, se puede dividir en: radar de onda métrica, radar de onda decimétrica, radar de onda centimétrica y otros radares de banda. (5) Según su finalidad, se puede dividir en: radar de detección de objetivos, radar de reconocimiento, radar de control de armas, radar de apoyo al vuelo, radar meteorológico, radar de navegación, etc. El radar de matriz en fase es un nuevo tipo de radar multifuncional de matriz activa escaneada electrónicamente. No solo tiene las funciones del radar tradicional, sino que también tiene otras funciones de radiofrecuencia. La característica más importante de los conjuntos activos escaneados electrónicamente es su capacidad para irradiar y recibir energía de radiofrecuencia directamente en el aire. Tiene muchas ventajas importantes sobre los sistemas de antenas de escaneo mecánico. Por ejemplo, el sistema en fase omite todo el sistema de accionamiento de antena. Cuando fallan componentes individuales, aún mantiene una alta confiabilidad, con un tiempo medio entre fallas de 100.000 horas, mientras que el tiempo medio entre fallas de las antenas de radar de escaneo mecánico es inferior a 1.000 horas. . A continuación se presenta principalmente el radar avanzado de matriz montado en fase.
Descripción general del radar de matriz en fase
La tecnología de matriz en fase apareció ya a finales de la década de 1930. En 1937, Estados Unidos inició por primera vez este trabajo de investigación. Sin embargo, no fue hasta mediados de la década de 1950 que se desarrollaron dos prácticos radares en fase a bordo de barcos. En la década de 1960, Estados Unidos y la ex Unión Soviética desarrollaron y equiparon una serie de radares en fase, utilizados principalmente en sistemas de defensa contra misiles balísticos, como los estadounidenses AN/FPS-46, AN/FPS-85, MAR y MSR. , y el radar "Jaulas para pollos" y "casetas para perros" de la antigua Unión Soviética, etc. Todos estos son radares fijos de matriz en fase a gran escala y tienen una cosa en común: utilizan antenas fijas de matriz plana, que son de gran tamaño, tienen una alta potencia de radiación y un largo alcance. Entre ellos, el AN/FPS-85 de los Estados Unidos y el "doghouse" de la ex Unión Soviética son los más típicos. En la década de 1970, los radares de matriz en fase se desarrollaron rápidamente, además de los Estados Unidos y la Unión Soviética. países desarrollaron y equiparon radares de matriz en fase como Gran Bretaña, Francia, Japón, Italia, Alemania, Suecia, etc. Los más típicos son: AN/TPN-25, AN/TPQ-37 y GE-592 estadounidenses, AR-3D británico, AN/TPN-25 francés, NPM-510 y J/NPQ-P7 japoneses, RAT-31S de Italia. , el KR-75 de Alemania, etc. El radar de matriz en fase de este período tenía las características de alta movilidad, antena miniaturizada, sistema de escaneo de antena diversificado y una amplia gama de aplicaciones. En la década de 1980, se siguió aplicando el radar en fase debido a sus muchas ventajas únicas. El radar multifuncional en fase se utiliza principalmente en la nueva generación de sistemas de armas de misiles de defensa aérea de mediano y largo alcance que se han equipado y se están desarrollando. Se ha convertido en un símbolo importante de la tercera generación de misiles de defensa aérea de mediano y largo alcance. sistemas de armas. Como resultado, el rendimiento en combate del sistema de armas de misiles de defensa aérea mejora enormemente. En el siglo XXI, con el desarrollo continuo de la tecnología y las características de las armas de guerra modernas, la fabricación e investigación de radares en fase alcanzarán un nivel superior.
Principio de la matriz en fase
Una matriz en fase es una antena compuesta por muchas unidades radiantes dispuestas en una matriz. La energía de radiación y la relación de fase entre cada unidad se pueden controlar. Una matriz en fase típica utiliza una computadora electrónica para controlar un desfasador para cambiar la distribución de fase en la apertura de la antena para lograr un escaneo espacial del haz, es decir, escaneo electrónico o escaneo eléctrico para abreviar. El control de fase puede adoptar el método de fase, el método de tiempo real, el método de frecuencia y el método de interruptor de alimentación electrónico. La disposición de varias unidades radiantes en una dimensión se denomina matriz lineal, y la disposición de varias unidades radiantes en dos dimensiones se denomina matriz plana. Las unidades radiantes también se pueden disponer en curvas o superficies. Este tipo de antena se llama antena de matriz cuadrada.
La antena de conjunto cuadrado puede superar las deficiencias de los ángulos de escaneo pequeños de los conjuntos lineales y los conjuntos planos, y puede lograr un escaneo eléctrico completo del espacio aéreo con una sola antena. Las antenas de conjunto comunes incluyen conjuntos de anillos, conjuntos circulares, conjuntos cónicos, conjuntos cilíndricos, conjuntos hemisféricos, etc. En resumen, el radar de matriz en fase recibe su nombre porque su antena es del tipo matriz en fase.
Clasificación
El radar de matriz en fase se puede dividir aproximadamente en dos categorías, a saber, matriz en fase de escaneo eléctrico completo y matriz en fase de escaneo eléctrico limitado. El conjunto en fase completamente escaneado eléctricamente también puede denominarse conjunto en fase fijo, es decir, escaneado eléctricamente tanto en acimut como en elevación, y el conjunto de antenas es fijo. La matriz en fase finita de escaneo eléctrico es una antena de diseño híbrido, que combina dos o más tecnologías de antena para obtener el efecto requerido. Inicialmente, la tecnología de escaneo de fase se combinó con la tecnología de antena reflectora, y su ángulo de escaneo eléctrico es sólo pequeño. Se requiere una gran cantidad de unidades radiantes, lo que reduce en gran medida el costo y la complejidad del equipo.
Los conjuntos de antenas se pueden dividir en escaneo de fase, escaneo de frecuencia, escaneo de fase/fase, escaneo de fase/frecuencia, escaneo de máquina/fase, escaneo de máquina/frecuencia, escaneo limitado y otros sistemas según las condiciones de escaneo. La serie de escaneo de fase utiliza un desfasador para cambiar la relación de fase para lograr un escaneo eléctrico del haz. El escaneo de frecuencia utiliza un método para cambiar la frecuencia de operación para lograr un escaneo eléctrico del haz. El escaneo de fase/fase utiliza un desfasador para controlar las dos coordenadas angulares de una matriz plana para lograr un escaneo eléctrico del haz. El escaneo de fase/frecuencia utiliza un desfasador para controlar una coordenada del conjunto plano y la otra coordenada usa el control de cambio de frecuencia para lograr el escaneo eléctrico del haz. La exploración de máquina/fase utiliza la exploración de máquina en azimut y la exploración de fase en elevación. El escaneo de máquina/frecuencia utiliza el escaneo de máquina en azimut y el escaneo de frecuencia en elevación.
Características del radar en fase
La razón por la que el radar en fase tiene una gran vitalidad es que es superior al radar de escaneo mecánico general. Tiene las siguientes características:
(1) Puede abordar múltiples objetivos. El radar de matriz en fase utiliza el principio de flexibilidad, rapidez y división del tiempo o multihaz del escaneo electrónico para realizar el modo de trabajo de búsqueda y seguimiento al mismo tiempo. Junto con la computadora electrónica, puede buscar, detectar y rastrear simultáneamente múltiples objetivos. en diferentes direcciones y alturas. Puede guiar simultáneamente múltiples misiles para atacar múltiples objetivos aéreos. Por lo tanto, es adecuado para entornos de combate con ataques aéreos multiobjetivo, multidireccional y multinivel.
(2) Múltiples funciones y gran movilidad. El radar de matriz en fase puede formar múltiples haces controlados de forma independiente al mismo tiempo, que se utilizan para realizar múltiples funciones como búsqueda, detección, identificación, seguimiento, irradiación de objetivos, seguimiento y guía de misiles. Un radar de matriz en fase puede desempeñar el papel de múltiples radares dedicados. Por ejemplo, un radar de matriz en fase multifuncional "Patriot" puede completar el equivalente a 9 radares de los tipos "Hawk" y "Nike"-2, y mucho más. más objetivos de los que pueden abordar simultáneamente. Por lo tanto, el equipamiento del sistema de armas se puede reducir considerablemente, mejorando así la maniobrabilidad del sistema.
(3) Tiempo de respuesta corto y alta velocidad de datos. El radar de matriz en fase no requiere un sistema de accionamiento de antena, la dirección del haz es flexible y puede lograr un escaneo rápido sin inercia, acortando así el tiempo requerido para la detección, adquisición, transmisión de información, etc. de la señal del objetivo, y tiene una alta velocidad de datos. . Las antenas de matriz en fase generalmente utilizan métodos de trabajo digitales, que combinan radar con computadoras digitales, lo que puede mejorar en gran medida el grado de automatización, simplificar las operaciones del radar, acortar el tiempo de preparación de búsqueda de objetivos, seguimiento y control de lanzamiento, y facilitar la implementación rápida y precisa de los procedimientos Qida. y procesamiento de datos. Esto puede mejorar la capacidad de rastrear objetivos de maniobras de alta velocidad en el aire.
(4) Fuerte capacidad antiinterferente. El radar de matriz en fase puede utilizar múltiples unidades radiantes distribuidas en la apertura de la antena para sintetizar una potencia muy alta y puede administrar razonablemente la energía y controlar la ganancia del lóbulo principal. Puede asignar diferentes energías de transmisión según las necesidades en diferentes direcciones, lo cual es fácil de implementar. La supresión adaptativa de los lóbulos laterales y la resistencia adaptativa a diversas interferencias son útiles para detectar objetivos lejanos y objetivos con pequeñas superficies de reflexión de radar (como aviones furtivos) y también pueden mejorar la capacidad de resistir misiles antirradiación.
(5) Alta fiabilidad. Los radares de matriz en fase tienen muchos grupos de matrices y se utilizan en paralelo. Incluso si falla una pequeña cantidad de componentes, aún pueden funcionar normalmente y la posibilidad de una falla total repentina es mínima. Además, con el desarrollo de dispositivos de estado sólido, se utilizan cada vez más dispositivos de estado sólido en radares de matriz de rejilla, e incluso se han producido radares de matriz totalmente de estado sólido, como los de los Estados Unidos. La antena del radar "Patriot" tiene un tiempo medio entre fallos de hasta 150.000 horas. Incluso si el 10% de las unidades resultan dañadas, no afectará al funcionamiento normal del radar.
Por supuesto, el radar en fase no es perfecto y tiene sus defectos. La razón principal es que es caro. El coste de un radar de matriz en fase típico es varias veces mayor que el de un radar general.
Además, se puede decir que el radar en fase es impotente contra los ataques con misiles balísticos de corto alcance. Es por eso que Estados Unidos y Taiwán están preocupados por el despliegue de misiles Dongfeng en el continente a lo largo de la costa de Fujian. En 1991, durante la Guerra del Golfo, cuando Irak utilizó misiles "Scud" para atacar a Israel, sus misiles "Patriot" no pudieron alcanzarlo eficazmente.