草稿:被動電子掃描陣列

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米高扬 米格-31战斗机机头整流罩被拆除，展示其閃舞雷達无源电子扫描阵列雷达天线。
动画展示了无源电子扫描阵列的工作原理。它由由单个发射器(TX)供电的天线元件(A)阵列组成。每个天线的馈电电流通过由计算机（C）控制的移相器（φ） 。移动的红线显示每个元件发射的无线电波的波前。各个波前是球形的，但它们在天线前面组合（叠加）以产生平面波，即沿特定方向 θ 传播的无线电波束。移相器延迟沿线路逐渐向上传播的无线电波，因此每个天线比其下方的天线晚发射波前。这导致产生的平面波以 θ 角指向天线。计算机可以非常快速地改变移相器以将光束转向新方向。无线电波的速度明显减慢。

无源电子扫描阵列（ PESA ），也称为无源相控阵，是一种可以通过电子方式将无线电波束转向到不同方向的天线（即相控阵列天线），其中所有天线元件都与单个发射器（如磁控管、速调管或行波管）和/或接收器相连。相控阵天线最初被设想用于军用雷达系统，以引导无线电波束快速穿过天空以探测飞机和导弹。这些系统现在被广泛使用，并已扩展到民用应用，例如用于手机的5G MIMO 。相控阵原理也用于声学，相控阵声换能器用于医学超声成像扫描仪（相控阵超声波）、油气勘探（反射地震学）和军用声纳系统。

PESA与有源电子扫描阵列(AESA) 天线工作原理对比，后者的每个天线元件都有一个单独的发射器和/或接收器单元，全部由计算机控制。 AESA可以视为是原始PESA相控阵技术的长级版，它比PESA更先进、更复杂且具有更多的功能。还有这使用工作混合方式的雷达，它是由单独的类似于PESA的子阵列组成，其每个子阵列都有自己的R/F发射单元。与真正的 AESA相比，使用混合方式，可以以更低的成本实现 AESA（例如，多个独立光束）。

脉冲雷达系统的工作原理是：回波信号发送前先将天线连接至功率强大的无线电发射器上，然后发射短脉冲信号；信号发送完后立即断开发射机，并将天线切换到灵敏的回波接收机器，放大目标物体反射回波；这样只要测量信号返回时间，雷达的接收机可以确定目标距离；最后接收机将接收到的结果输送至雷达显示器。发射器元件通常是磁控管或速调管，适合增强或生成窄频段的高功率信号。为了扫描部分天空，非被动相控阵雷达天线必须通过物理移动（如旋转）来将天线指向不同方向。相比之下，被动相控阵雷达的波束可以通过简单地调节不同阵列元件之间的电相位差，迅速改变指向不同方向。

1959年，DARPA开发了一个称为电子扫描阵列雷达(ESAR)的实验性相控阵雷达。其第一个模块是一个线性阵列，于1960年完成，它是构成了AN/FPS-85型雷达的基础。[1]

20世纪60年代开始，实现了能够以受控方式延迟发射器信号的新型固态设备。这一进展使得首个实用化的大规模被动电子扫描阵列（简称相控阵雷达）出现了。PESA从单一源接收信号，将其分成数百路通道，有选择地延迟其中的一些通道，并将它们发送到单独的天线。这些来自单独天线的无线电信号在空间中重叠，而个别信号之间的干扰模式被人为控制以增强某些方向的信号，然后使其在其他所有方向上都是被静音的。延迟方式可采用电子方式轻松控制，使得波束可以在不变动天线的情况下快速转向。与传统的机械式系统相比，PESA可以更快地扫描空间。由于电子技术的进步，PESA增加了产生多个主动波束的能力，使它们能够在扫描天空的同时，将较小的波束聚焦在某些目标上，以跟踪或引导半主动雷达寻的导弹。

1960年代，PESA迅速在船只和大型固定设施上得到广泛应用，随着电子技术发展和电子元件的缩小，它们也被用于飞机上的机载雷达。

PESA 雷达列表[编辑]

参考资料[编辑]

  1. ^ https://www.darpa.mil/about-us/timeline/phased-arrays [裸露网址]

Category:雷达

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