米波雷达就是个神话

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/28 05:09:06
1:米波雷达频率低,波长短所以反辐射导弹装不下米波天线。不能侧向,不能定位。

   雷达天线有很多种:最简单的就是双偶极,八木,锅盖。复杂一点的就是微带天线、缝隙天线、贴片天线和螺旋形天线。米波雷达多使用八木天线主要是因为单个八木天线方向性非常好,12个db以上。所以用八木可以非常简单的实现高增益,高方向性。另外八木波段的米波雷达长度、尺寸非常容易机加工!

   但是绝对不是说只有体积庞大的八木天线才能做米波雷达!大家可能都听说了天线振子的长度是四分之一波长。注意这个所谓的波长是有效波长,什么叫有效波长呢?让我解释一下。
   
  当电磁波在不同材料当中(介电常数不同,或者permibility不同的材料),电磁波的速度会改变,介电常数越大电磁波传输的速度越慢!但是频率不变。所以波长会缩短。

   计算公式如下: 光速 / (sqrt(天线有效介电常数)*频率) =  有效波长

   假设我们要发射一个波长为一米的无线电信号,如果用介电常数为10的陶瓷材料做微带天线的基板,那么该信号的有效波长会缩小3.3倍!也就是说它的四分之一有效波长只有 1米/4/3.3 = 9厘米左右。呵呵一个振子的长度宽度不会大于9厘米! 而这仅仅是二维的微带天线。

   如果用三维的螺旋形天线(外观和弹簧差不多),内部包上一个高介电材料的介质,
那么体积会进一步缩小。汽车顶部的遥控钥匙天线(0.75米波长,433MHz)就是螺旋形天线,在没有使用高介电材料的情况下,体积不过5厘米高4厘米宽! 通过调整螺旋天线的间隔和长度,还可以提高天线的方向性!

   我再举个极端的离子。我们的遥控车钥匙用的蛇形微带天线(在fr4电路板上制作),433MHz(0.75米波长),面积才2厘米*5厘米。

   所以米波天线完全可以放进放进导弹的雷达引导头。测方向也不是问题,只要天线方向性达到一定程度就不是问题。如果实在不能放进雷达里面,直接在弹体上放也可以,早期的海标枪导弹就直接在弹体外面放四个天线测电位差(其实就是测相位差)。精度一点不差。 如果你们仔细看,很多导弹的
弹翼上就有很细的天线,实现起来绝对没有问题。

   1:米波雷达频率低,波长短所以反辐射导弹装不下米波天线。不能侧向,不能定位。

   雷达天线有很多种:最简单的就是双偶极,八木,锅盖。复杂一点的就是微带天线、缝隙天线、贴片天线和螺旋形天线。米波雷达多使用八木天线主要是因为单个八木天线方向性非常好,12个db以上。所以用八木可以非常简单的实现高增益,高方向性。另外八木波段的米波雷达长度、尺寸非常容易机加工!

   但是绝对不是说只有体积庞大的八木天线才能做米波雷达!大家可能都听说了天线振子的长度是四分之一波长。注意这个所谓的波长是有效波长,什么叫有效波长呢?让我解释一下。
   
  当电磁波在不同材料当中(介电常数不同,或者permibility不同的材料),电磁波的速度会改变,介电常数越大电磁波传输的速度越慢!但是频率不变。所以波长会缩短。

   计算公式如下: 光速 / (sqrt(天线有效介电常数)*频率) =  有效波长

   假设我们要发射一个波长为一米的无线电信号,如果用介电常数为10的陶瓷材料做微带天线的基板,那么该信号的有效波长会缩小3.3倍!也就是说它的四分之一有效波长只有 1米/4/3.3 = 9厘米左右。呵呵一个振子的长度宽度不会大于9厘米! 而这仅仅是二维的微带天线。

   如果用三维的螺旋形天线(外观和弹簧差不多),内部包上一个高介电材料的介质,
那么体积会进一步缩小。汽车顶部的遥控钥匙天线(0.75米波长,433MHz)就是螺旋形天线,在没有使用高介电材料的情况下,体积不过5厘米高4厘米宽! 通过调整螺旋天线的间隔和长度,还可以提高天线的方向性!

   我再举个极端的离子。我们的遥控车钥匙用的蛇形微带天线(在fr4电路板上制作),433MHz(0.75米波长),面积才2厘米*5厘米。

   所以米波天线完全可以放进放进导弹的雷达引导头。测方向也不是问题,只要天线方向性达到一定程度就不是问题。如果实在不能放进雷达里面,直接在弹体上放也可以,早期的海标枪导弹就直接在弹体外面放四个天线测电位差(其实就是测相位差)。精度一点不差。 如果你们仔细看,很多导弹的
弹翼上就有很细的天线,实现起来绝对没有问题。

   
把标题改成米波雷达不是个神话好像更贴切一点
你有没有算过要达到这一定的方向性,需要多大的等效孔径?我刚才在另一帖里算了一下,300MHz达到2°X2°的波束(40dB增益)需要800㎡的等效孔径。
你知道弹体外的天线是干什么用的么?那是用来接受直波的,你以为半主动弹就不要导引头,靠外面那四个天线就行了是不是
2:米波雷达所谓的谐振效应。

   有些网友认为”当雷达的四分之一波长长度 = 飞机长度四分之一的时候就可以产生谐振“信号就可以毫无损耗的反馈回来。 其实这是非常不准确的说法。 要实现谐振的条件是非常苛刻的。绝对不是说什么只要接近飞机长度的四分之一就可以形成谐振!形成谐振的条件如下:

1)飞机有效电长度 非常接近四分之一波长!(注意是有效电长度,而不是尺寸的四分之一,有效电长度的计算非常复杂,比微带天线复杂,必须用FEM有限元分析软件)有一点点的误差就会造成信号的大幅度衰减,如果各位有兴趣可以看看微带传输线的计算公式,这里我不列出来了,反正信号幅度的衰减和长度变化成对数比!!! 没错看清楚了是对数之比!!

2)对飞机姿态相对与雷达发射天线 有很高要求。 (我解释一下,不同的天线有不同的极性,具体的理论我忘记了,但是我依稀的记得,对于某些天线如果接收天线成90度直角是根本接收不到信号的!)

总之,谐振的发生不容易,雷达接收到的反馈信号可能是成闪烁状!!一会儿强一会儿又没有。
所以谐振雷达是个非常不靠谱的东西。 本人也开发微波无线能量传输系统,接收天线波长设计
都是完美的四分之一波长,可是摆放的位子,相对姿态稍微有变化,信号接收强度立马下降。

在万米高空,对不同长度,尺寸的飞机要实现谐振,谈何容易。
   
时雨 发表于 2013-6-18 22:42
你有没有算过要达到这一定的方向性,需要多大的等效孔径?我刚才在另一帖里算了一下,300MHz达到2°X2°的波 ...
你拿什么软件算的??

非要40dB么?2度。
时雨 发表于 2013-6-18 22:45
你知道弹体外的天线是干什么用的么?那是用来接受直波的,你以为半主动弹就不要导引头,靠外面那四个天线就 ...
海标枪还正式用了四个外置天线测相位差,判断方向。

时雨 发表于 2013-6-18 22:42
你有没有算过要达到这一定的方向性,需要多大的等效孔径?我刚才在另一帖里算了一下,300MHz达到2°X2°的波 ...
反辐射雷达,只接收雷达发射信号,完全不需要这么高的增益嘛
eeyylx 发表于 2013-6-18 22:53
你拿什么软件算的??

非要40dB么?2度。
就是最简单的增益和孔径间的关系啊
eeyylx 发表于 2013-6-18 22:54
海标枪还正式用了四个外置天线测相位差,判断方向。
判断回波的方向还是直波的方向?
怎么不贴图???小白可以学习一下  嘛   高手 发扬下传帮带精神
时雨 发表于 2013-6-18 22:59
就是最简单的增益和孔径间的关系啊
天线的东西我都忘记了很多了。要翻书了。呵呵

不过你这个要求已经非常之高了。才2度。作为反辐射

导弹我觉得没必要,毕竟它只需要接收雷达发射过来的信号。

增益也不用那么大。

另外你能吧计算公式放上来么?
eeyylx 发表于 2013-6-18 22:58
反辐射雷达,只接收雷达发射信号,完全不需要这么高的增益嘛
毛的……你不测向导弹知道往哪里飞?不是增益的问题,导弹制导需要足够的目标角精度
时雨 发表于 2013-6-18 23:04
毛的……你不测向导弹知道往哪里飞?不是增益的问题,导弹制导需要足够的目标角精度
谁说了不需要侧向?? 但是侧向并不需要那么极端的增益和方向性。

另外还有海标枪导弹的解决方法,在弹头放四根双偶极天线,直接就可以测反馈信号的

电位差,进而推测出相位差 -》角度差。
之所以没有看到对抗米波雷达的反辐射导弹,我个人的看法是:需求不大。

除了中国、俄罗斯认真的装备和研发米波雷达以外,其它主流军事强国并没有大规模

装备米波雷达。这就很能说明问题。

eeyylx 发表于 2013-6-18 22:51
2:米波雷达所谓的谐振效应。

   有些网友认为”当雷达的四分之一波长长度 = 飞机长度四分之一的时候就可 ...


谐振顶点ka为1的话,从0.8到1.2的范围内衰减从顶峰的3.5倍增益只衰减到2.5(0.8)和3(1.2),这个值一样很致命了。而且从谐振区开始,RCS逐渐变得只和特征尺寸相关,而对形状细节不敏感,这个和谐振真的关系不大,而这个才是扒掉隐身飞机内裤的最重要因素。
eeyylx 发表于 2013-6-18 22:51
2:米波雷达所谓的谐振效应。

   有些网友认为”当雷达的四分之一波长长度 = 飞机长度四分之一的时候就可 ...


谐振顶点ka为1的话,从0.8到1.2的范围内衰减从顶峰的3.5倍增益只衰减到2.5(0.8)和3(1.2),这个值一样很致命了。而且从谐振区开始,RCS逐渐变得只和特征尺寸相关,而对形状细节不敏感,这个和谐振真的关系不大,而这个才是扒掉隐身飞机内裤的最重要因素。
semi_yanyu 发表于 2013-6-18 23:20
谐振顶点ka为1的话,从0.8到1.2的范围内衰减从顶峰的3.5倍增益只衰减到2.5(0.8)和3(1.2),这个值一样很 ...

1) 飞机反射回来信号实际上是没有增益的,不然就是能量不守恒了。
    这里说的增益是指:在没有损耗的情况下有多少(幅度)电磁波能量能从飞机(被测物体)
    反射回来。所以总的来说反馈信号还是衰减了(就像你说的衰减了= (3.5-2.5)/3.5*100%的信号)
    大约33%的信号就被衰减掉了。

2)0.8 -1.2 显然是个非常理想的数据了。 假设飞机长度16米。四分之一波长4米。 你能保证米波雷达
   都在这个波段附近工作?  

3) “RCS逐渐变得只和特征尺寸相关,而对形状细节不敏感” 这句话确实有道理,只和特征尺寸
相关,但是你看看F22和F35的特征尺寸差了多大。

4) 飞机姿态,不断运动,改变姿态的飞机,相当于电长度不停的变化。这才是要了米波雷达的命。

米波雷达根本就不能实现可靠的,连续的对隐形飞机的跟踪,至于引导导弹攻击更是不可能了。

哦对了,还有一个,米波雷达工作频率100MHz左右,带宽才多大点?几十MHz吧,这么窄的带宽

抗电子干扰能力行么?

你拿什么软件算的??

非要40dB么?2度。
这个还需要什么软件算啊,估算的话,简单心算一下就可以了

另外,在反辐射导弹导引头里装米波天线,能有什么样的天线增益和波束宽度呢?这种应用很难想象。

与雷达相比,反辐射导弹尽管只接收单程的雷达信号,但还是要有一定的天线增益的,因为反辐射导弹主要接收的是雷达天线的副瓣信号,与主瓣相比低几十dB呢。

有一定天线增益,也就是有了一定的方向性,导弹的导引头不光要接受收对方的照射信号,还要测角的,你能指望几十度的波束宽度有什么样的测角性能?
semi_yanyu 发表于 2013-6-18 23:20
谐振顶点ka为1的话,从0.8到1.2的范围内衰减从顶峰的3.5倍增益只衰减到2.5(0.8)和3(1.2),这个值一样很 ...
你可真会选择范围,呵呵,0.8-1.2.如果你把范围增加到
0.7-1.3 ,你看看增益的损耗直接扩大到了1.75(50%了)


哦对了你怎么解释飞机与雷达的相对姿态的问题。

加入飞机迎头飞向雷达,那个电长度也就是飞机机翼的长度

如果侧面飞过,就是机身的长度,如果成45度飞行了??

飞机不停飞行,电长度不停改变,你的雷达反射信号一会儿

强一会儿弱的。忽悠啊!
会游泳的鱼 发表于 2013-6-18 23:46
这个还需要什么软件算啊,估算的话,简单心算一下就可以了

另外,在反辐射导弹导引头里装米波天线,能 ...
心算?我没那个水平,天线这个玩意儿差一点就完全变了。建议以后用HFSS仿真一下。
我觉得你们可能没看懂我介电常数,有效波长是什么意思吧??!!

你看清楚我说的两个技术方案。

1)将缩小以后的天线放在导弹弹头以外,就像英国海标枪导弹一样
直接用四根天线测接收信号的电位差,相位差,方向自然就知道了。
这样就避免了设计高增益天线的难度。

2)谁说的放在弹头里面方向性就一定差??? 目前315MHz和433MHz的遥控钥匙天线,
单个天线增益超过6dB是很轻松的。要知道这还是卖几块钱一个的汽车天线。如果放在一个
阵列里面,增益会大很多。

eeyylx 发表于 2013-6-18 23:40
1) 飞机反射回来信号实际上是没有增益的,不然就是能量不守恒了。
    这里说的增益是指:在没有损耗 ...

1.从22到35,我就选4米的波长,你自己来回摆几圈,结果就是12到20米,都接近25%左右。你要能把F22摆出个长25米的姿势,那你神了。
2.跟你说了隐身飞机和非隐身飞机之间的相对表现随着波长变长逐渐趋于一致,这个和特征尺寸完全没有关系,你还揪着不放,那也没办法。
3.就算选0.5到1.6的ka,RCS仍有半个以特征尺寸为周长的圆那么大,你自己好好算算那是多大的面积。
海标枪还正式用了四个外置天线测相位差,判断方向。
海标枪是典型的单脉冲测角,请问海标枪导引头的工作波长是多少?不会是米波吧?
会游泳的鱼 发表于 2013-6-18 23:46
这个还需要什么软件算啊,估算的话,简单心算一下就可以了

另外,在反辐射导弹导引头里装米波天线,能 ...
几块钱的螺旋形汽车天线角度都比几十度要小!
会游泳的鱼 发表于 2013-6-18 23:59
海标枪是典型的单脉冲测角,请问海标枪导引头的工作波长是多少?不会是米波吧?
我解释过多次了,通过改进材料和天线设计,一个米波天线长度10里米以下就可以做到了!!!

放四个天线在弹头前面,测雷达信号的相位差。
哦对了,我还有一个噩耗给米波党。

   当天线或者金属物体产生谐振时,相当于一个全向天线!!!

也就是说物体接收到的信号,向四面八方发射。而普通的L波

段雷达就不一样,电磁波从飞机上反馈回来有明显的方向性。

    这个问题,请问怎么解决?颠覆性的哦。


心算?我没那个水平,天线这个玩意儿差一点就完全变了。建议以后用HFSS仿真一下。
我觉得你们可能没看懂 ...
老大,天线的增益与孔径相关好不好,单个阵元6dB是很容易,但是在导引头那么大的面积里,装米波的阵元,你就是装1000个,假设能装的下的话,天线增益又能是多少呢?

当然,我不是否认你低增益就不行,这还要看需求的作用距离,另外,还要考虑一下测角性能
会游泳的鱼 发表于 2013-6-19 00:16
老大,天线的增益与孔径相关好不好,单个阵元6dB是很容易,但是在导引头那么大的面积里,装米波的阵元,你 ...
二战、50年代的雷达大部分是米波。那个时候英国人就开始搞机载无线电侧向了。

发展了70年,现在居然不能再一个4米长的反辐射导弹上装两个天线侧向??

semi_yanyu 发表于 2013-6-18 23:58
1.从22到35,我就选4米的波长,你自己来回摆几圈,结果就是12到20米,都接近25%左右。你要能把F22摆出个 ...
我刚才又翻了一下书,仔细看了你给的图,你给的图有问题。

是成对数expotential 下降,而不是开平方。信号衰减远远大于50%
eeyylx 发表于 2013-6-19 00:14
哦对了,我还有一个噩耗给米波党。

   当天线或者金属物体产生谐振时,相当于一个全向天线!!!
我简直要无语了,你以为推导雷达公式时对目标的假设是什么,就是全向散射好么大哥!你所谓的方向性,不正是反映了不同方向目标的RCS特性么?
我解释过多次了,通过改进材料和天线设计,一个米波天线长度10里米以下就可以做到了!!!

放四个天线 ...
我不是否定你在一个导引头里装的下4个米波阵元,而是阵源的间距能否有效测角。

你有没有算过对于比如10km外的点源,偏开阵元基线法向1度时,对于米波两个阵元间的相位差是多少?当然单元间距是导引头能装下的尺寸。
eeyylx 发表于 2013-6-19 00:20
二战、50年代的雷达大部分是米波。那个时候英国人就开始搞机载无线电侧向了。

发展了70年,现在居然不 ...
你以为导弹需要的角精度是多少啊?你的米波反辐射导弹还能永远面向人家的雷达主瓣是么?
eeyylx 发表于 2013-6-18 23:56
心算?我没那个水平,天线这个玩意儿差一点就完全变了。建议以后用HFSS仿真一下。
我觉得你们可能没看懂 ...
建议用HFSS仿真?拜托,这种增益和孔径之间的估算也要仿真,教科书第一章就有了好吗。你前面论证米波雷达不能跟踪飞机,你的反辐射导弹倒是能跟踪雷达了,就凭你导弹上那点增益,这不是滑天下之大稽么?
eeyylx 发表于 2013-6-18 23:40
1) 飞机反射回来信号实际上是没有增益的,不然就是能量不守恒了。
    这里说的增益是指:在没有损耗 ...
米波雷达本来就是作为预警/搜索雷达的,你非说它不能引导导弹,就那点带宽距离分辨率也是个悲剧有木有
eeyylx 发表于 2013-6-19 00:02
我解释过多次了,通过改进材料和天线设计,一个米波天线长度10里米以下就可以做到了!!!

放四个天线 ...
如果是这样,对方完全可以做到一个100*100的米波相控阵雷达,阵面尺寸才10米
是谁说的?如果假设是全向散射。那么被测物的增益就没有必要考虑了 。你要是不相信可以看看公式自己推一下。

建议用HFSS仿真?拜托,这种增益和孔径之间的估算也要仿真,教科书第一章就有了好吗。你前面论证米波雷达 ...
人家已经说了,天线的东西已经忘了很多了,不过连最基础的都望忘了,实在不应该呀
eeyylx 发表于 2013-6-19 00:56
是谁说的?如果假设是全向散射。那么被测物的增益就没有必要考虑了 。你要是不相信可以看看公式自己推一下。 ...
被测物有个灰机的增益,被测物增益那是Friis传输公式好么,雷达公式只考虑RCS问题,所有的目标特性都被抽象成了RCS,知道啥叫Swerling目标起伏模型么,就是对目标不同方向RCS起伏特性的仿真,LZ今天你的水平令人失望啊
建议用HFSS仿真?拜托,这种增益和孔径之间的估算也要仿真,教科书第一章就有了好吗。你前面论证米波雷达 ...
等你实际开了了一款天线以后就知道为什么要用HFSS仿真了。
eeyylx 发表于 2013-6-19 01:08
等你实际开了了一款天线以后就知道为什么要用HFSS仿真了。
HFSS我用得可熟了不过我怀疑你真的设计过天线?那么基本的概念你都没有?
被测物有个灰机的增益,被测物增益那是Friis传输公式好么,雷达公式只考虑RCS问题,所有的目标特性都被抽 ...
雷达公式就是friss公式的变形而已。把接收天线增益换成了rcs 然后除以了半径。

如果雷达公式是假设 被侧物体把电磁波均匀的的向空间反射。那么你怎么解释相同面积的物体有的反射信号强有的反射信号弱