出品:科普中國
作者:崔永傑
策劃:趙清建
監製:光明網科普事業部
網友提問:在軍艦上有源相控陣雷達和無源相控雷達哪個厲害?
專家解答:
當然是有源相控陣雷達要厲害得多,大有取代無源相控陣雷達的趨勢,只是製造成本要比無源相控陣雷達高很多。
無源相控陣的每一個小的天線單元發射電磁波的功率式由一個大功率集中式發射機分配過來的,天線單元本身不能夠發射電磁波,所以被稱為無源。有源相控陣的每一個單元自己就能發射電磁波,而且自己還能夠獨立接收電磁波。每一個單元就相當於一個小小的雷達,相當於昆蟲的複眼。而無源相控陣雷達的電磁波是統一接收的。
(圖片來自網絡)
由此看來,有源相控陣雷達比無源相控陣雷達更先進。
首先從可靠性上看,雷達的發射機一般功率都很大,必須在數萬伏以上的高壓下工作,極容易放電打火。無源相控陣雖然解決了機械旋轉天線的問題,使得波束旋轉不再需要客服巨大的機械慣性而具有更大的靈活性。但對於高功率集中式發射機的可靠性問題,仍然無能為力。
有源相控陣由於把集中式發射機化整為零,每個收發組件工作在低壓上,並且是集成電路,所以可靠性大大增加。而且,由於有源相控陣雷達的輸出功率是每一個收發組件輸出功率的合成,如果要想達到一定的功率,收發組件個數較多,比如1000個以上,這麼多收發組件即使壞了幾個,對輸出功率總的損失也不大,雷達仍然可以幾乎正常工作,所以,可靠性進一步增加。
另外,有源相控陣還有一個優點,就是有源相控陣在傳遞能量的過程中損失很小。這主要是因為雷達收發組件就位於天線單元的緊後面,電流能量從發射機出來到天線單元形成電磁波發射出去的路徑很短,所以傳輸損失小。而非有源相控陣雷達,包括傳統的機械掃描雷達和無源相控陣雷達,發射機離天線單元的距離要遠遠大於有源相控陣雷達。通常,有源相控陣的能量損失可以比非有源相控陣少3至4倍。
崔永傑:海洋軍事科普專家,就職於中國船舶重工集團公司第714研究所,高級工程師,主要從事國內外海軍艦艇,潛艇與作戰飛機的高精度數字模型仿真與隱身性方面的研究。研究成果主要應用於雷達和飛彈等裝備對目標的識別,跟蹤與鎖定,艦船與飛機等航行器的隱身性優化設計等領域。