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星載有源相控陣?yán)走_(dá)為提高更強(qiáng)的電性能需不斷降低整體重量

發(fā)布日期：2021-03-05 作者：大連義邦科技瀏覽數(shù)：11561

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星載雷達(dá)是安裝在人造衛(wèi)星上的雷達(dá)系統(tǒng)。星載雷達(dá)能有效地提高空中監(jiān)視能力，一部星載雷達(dá)相當(dāng)于幾十部相同規(guī)模地面雷達(dá)的覆蓋面積，并且載體生存能力較強(qiáng)，隱蔽性較好。載體可以設(shè)置在3.6萬公里高的同步衛(wèi)星上，也可以設(shè)置在200--600公里高的非同步衛(wèi)星上。

自從1935年世界上第一臺(tái)實(shí)用雷達(dá)發(fā)明以后，技術(shù)迭代之快，應(yīng)用范圍廣泛。無論是軍用還是民用都離不開各個(gè)領(lǐng)域的雷達(dá)進(jìn)步。進(jìn)入二十一世紀(jì)，基于星載平臺(tái)的星載有源相控陣?yán)走_(dá)已成為軍事偵察和戰(zhàn)略預(yù)警的重要手段。

星載有源相控陣?yán)走_(dá)為提高更強(qiáng)的電性能需不斷降低整體重量

所謂 “相控陣”，就是“相位控制陣列”的簡(jiǎn)稱。具體來說，就是通過控制陣列各個(gè)單元的饋電相位來改變波束指向的雷達(dá)。由于波束是以電子方式控制而非傳統(tǒng)的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)天線面方式，故又稱電子掃描陣列 (ESA)雷達(dá) 。

隨著軍用領(lǐng)域新的需求不斷發(fā)展，有源相控陣?yán)走_(dá)對(duì)比無源更具優(yōu)勢(shì)，有源相控陣?yán)走_(dá)的每個(gè)輻射器件都能自己產(chǎn)生、接收電磁波，因此在頻寬、信號(hào)處理和冗度設(shè)計(jì)上都比無源相控陣?yán)走_(dá)具有較大的優(yōu)勢(shì)。

目前如何實(shí)現(xiàn)雷達(dá)的輕量化成為研制過程中迫切需要解決的共性問題。考慮到衛(wèi)星發(fā)射載重和受限的空間環(huán)境下，星載有源相控陣?yán)走_(dá)在提高分辨率、工作模式以及部署軌道高度都有更嚴(yán)苛的要求，這就需要精準(zhǔn)的控制雷達(dá)載荷重量。

星載雷達(dá)的輕量化主要集中于對(duì)天線的輕量化。近年來，有源相控陣天線由于具有波束靈活可控以及高可靠性的優(yōu)勢(shì)，在星載雷達(dá)上的應(yīng)用已日趨廣泛，其重量也通常占到整個(gè)雷達(dá)載荷重量的80% 以上。未來星載雷達(dá)要有效完成高分辨率對(duì)地成像、快速動(dòng)目標(biāo)實(shí)時(shí)搜索跟蹤等軍事任務(wù)，需要具備更大口徑和更強(qiáng)的電性能。

在口徑不斷增大、電性能指標(biāo)不斷提高以至設(shè)備量越來越多的情況下，如采用傳統(tǒng)相控陣設(shè)計(jì)方法，天線重量將呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)的增長(zhǎng)，必然造成載荷重量及體積過大，難以適應(yīng)發(fā)射要求。

此外，為滿足空間多星組網(wǎng)應(yīng)用需要，雷達(dá)的小型化、低成本也同樣需要天線在保證性能的前提下解決輕量化的問題。

從發(fā)展趨勢(shì)來看，星載雷達(dá)相控陣天線方面的發(fā)展已呈現(xiàn)出明顯的輕量化態(tài)勢(shì)。星載有源相控陣?yán)走_(dá)在各種技術(shù)設(shè)計(jì)和實(shí)施有源相控陣?yán)走_(dá)設(shè)計(jì)時(shí)，發(fā)射和接收天線是其中重要的一環(huán)。這些天線通訊傳輸線纜需要具備柔韌性，重量輕，穩(wěn)定性好，目前歐美等國(guó)早在2005年左右使用了大連義邦SYSCOM 鍍銀非金屬的纖維絲，對(duì)比傳統(tǒng)鍍銀銅絲，非金屬PBO材料重量可降低80%以上，這種鍍銀高分子無論機(jī)械強(qiáng)度和電性能,都可滿足輕量化高精度微波傳輸?shù)囊螅瑸檩p量化天線提供更多減重方案，輕型天線為不斷提高口徑以獲得更強(qiáng)的電性能。

無論是在軍事還是民用上，星載有源相控陣?yán)走_(dá)發(fā)揮著越來越重要的作用，正因?yàn)橛性聪嗫仃嚴(yán)走_(dá)在頻寬、信號(hào)處理和冗度設(shè)計(jì)上都比無源相控陣?yán)走_(dá)具有較大的優(yōu)勢(shì)，也使得有源相控陣?yán)走_(dá)的造價(jià)昂貴，工程化難度加大。但有源相控陣?yán)走_(dá)在功能上有獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，大有取代無源相控陣?yán)走_(dá)的趨勢(shì)，加上各國(guó)對(duì)其重視程度加大，相信星載有源相控陣?yán)走_(dá)的發(fā)展會(huì)有更大的突破。

本文意在傳播新材料資訊，文中圖片來自網(wǎng)絡(luò)。

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