关于雷达的一些科普----还是从八木天线谈起

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/03/29 16:25:46
雷达这个东西是很难的,有很多数学和经验在里面,非常综合的一个专业。你可以比较简单地去科普气动设计,因为很多东西是有型的,容易想象个大概,但雷达电磁场这些你去想象往往会错,不经过专业训练很难一窥究竟。但看到有关八木的言论,确实很多同学在基本概念上又差很多,所以试着看能不能科普一些雷达的知识点,也许有点用处。

雷达是用来获取目标的位置,速度等信息的,这一点使得它有一个和很多常见无线设备,比如手机,无线路由器等等,很大不同的特点,就是它要求发出的电波是有尽可能高的指向性的。我们可以想象假如用常见的激光笔做个雷达,由于激光的指向性很好,我们检测到一个回波,根据时间间隔可以算出目标距离,根据激光笔的方位角和俯仰角就可以算出这个目标相对于我们的三维位置信息。如果连续测量这个目标,就可以根据几组位置信息算出它的速度和运动方向信息。这可以看做是雷达的基本原理。

但无线电波不像激光,有天生的指向性,所以以前都是要设计天线,利用振子(也叫有源振子,就是有信号驱动的)和导向器/反射器(又叫无源振子,就是没有信号驱动的)的空间组合,获得一个有指向性的无线电波(波束)。对于米波来说,其振子大约就是几米的金属棒(也许有简单变形,比如弯成一个长长的环形),组合起来就例如我们说的八木那样子了。如果是厘米波,由于尺寸小,且不再是简单形状的金属导体组成,你可能一样看不出来是什么结构,以外还很高大上的,其实还是个八木一类的东东。

这里插一句,有些tx似乎觉得应该还有其他形状的振子,比如拿个金属板做振子是不是更高级哪?这个就是容易想象错的地方了。简单说,用交变电流驱动一个平板,一个球等等,形成的电磁场不会比用一根金属棒有什么优势,还造成重量,材料更大的消耗和加工的麻烦,其实是得不偿失的。

获得一个指向性比较强的无线电波还不够,还需要扫描整个未知空间才能发现目标,这就是所谓的扫描。电扫技术毫无疑问是高于机扫的,但不能说雷达用机扫的就落后,只要满足使用要求,能用机扫俺们肯定用机扫。机械式的扫描其实是很怕指向性强如激光的波束的,不信你拿激光笔把你面对的空间从左上到右下每个点都扫到试试。所以机械式的会用一些办法来简化(加速)扫描过程,比如波束不是设计成激光笔式的,而是扇面式的,一个竖着的扇面只要从左到右扫一遍(或一圈)就可以获知这个空间内有无目标(但只有方位角和距离,没有高度信息),比如常见电影里一个圆形的显示器(说是长辉示波管我怕大家反而不明白)上有一个光束转一圈就留下一些光点或线条在上面,就是典型的扇面扫描了。你可以想象,如果有两个目标这时候是垂直分布的,在示波管上很可能只显示了一个目标。这种雷达作为早期警戒基本上就够了,但作为火控雷达,即使是最简单的高炮,也是不够的,因为没有高度信息。获取高度信息在机械时代可以拿个水平放置的扇面扫一下,如果你看到有个雷达天线一会儿点头一会摇头的,那就是正忙着用不同的扇面扫描。

刚才说过多个振子可以靠空间位置不同获得指向性更好的波束,那实际上是用空间间隔获得不同相位的电磁场,再在空间把电磁场叠加起来。比如两个间隔半个波长的振子在一个信号的驱动下,可以想象有一个方向由于电磁场互相抵消就会为零,另一个方向就加倍。而电扫(相控阵)就是在信号端就是不同的相位,特别是所谓有源相控阵(其实这里用有源这个词简直是 万恶之源),可以随意控制每个振子驱动信号的相位,就可以获得指向任意方向的波束,而且其指向可以用电的速度而不是机械的速度改变,因此即使是一个像激光笔一样的波束也是可以很快扫描完整个目标空间。正因如此,相对于空间布置的振子和机械扫描,我们都会觉得相控阵简直是牛x的无以复加。(相控阵可以有很多模式,比如发射一个波束或同时几个波束(当然多个波束时的作用距离小于一个波束时),以及不同指向性的波束等)雷达这个东西是很难的,有很多数学和经验在里面,非常综合的一个专业。你可以比较简单地去科普气动设计,因为很多东西是有型的,容易想象个大概,但雷达电磁场这些你去想象往往会错,不经过专业训练很难一窥究竟。但看到有关八木的言论,确实很多同学在基本概念上又差很多,所以试着看能不能科普一些雷达的知识点,也许有点用处。

雷达是用来获取目标的位置,速度等信息的,这一点使得它有一个和很多常见无线设备,比如手机,无线路由器等等,很大不同的特点,就是它要求发出的电波是有尽可能高的指向性的。我们可以想象假如用常见的激光笔做个雷达,由于激光的指向性很好,我们检测到一个回波,根据时间间隔可以算出目标距离,根据激光笔的方位角和俯仰角就可以算出这个目标相对于我们的三维位置信息。如果连续测量这个目标,就可以根据几组位置信息算出它的速度和运动方向信息。这可以看做是雷达的基本原理。

但无线电波不像激光,有天生的指向性,所以以前都是要设计天线,利用振子(也叫有源振子,就是有信号驱动的)和导向器/反射器(又叫无源振子,就是没有信号驱动的)的空间组合,获得一个有指向性的无线电波(波束)。对于米波来说,其振子大约就是几米的金属棒(也许有简单变形,比如弯成一个长长的环形),组合起来就例如我们说的八木那样子了。如果是厘米波,由于尺寸小,且不再是简单形状的金属导体组成,你可能一样看不出来是什么结构,以外还很高大上的,其实还是个八木一类的东东。

这里插一句,有些tx似乎觉得应该还有其他形状的振子,比如拿个金属板做振子是不是更高级哪?这个就是容易想象错的地方了。简单说,用交变电流驱动一个平板,一个球等等,形成的电磁场不会比用一根金属棒有什么优势,还造成重量,材料更大的消耗和加工的麻烦,其实是得不偿失的。

获得一个指向性比较强的无线电波还不够,还需要扫描整个未知空间才能发现目标,这就是所谓的扫描。电扫技术毫无疑问是高于机扫的,但不能说雷达用机扫的就落后,只要满足使用要求,能用机扫俺们肯定用机扫。机械式的扫描其实是很怕指向性强如激光的波束的,不信你拿激光笔把你面对的空间从左上到右下每个点都扫到试试。所以机械式的会用一些办法来简化(加速)扫描过程,比如波束不是设计成激光笔式的,而是扇面式的,一个竖着的扇面只要从左到右扫一遍(或一圈)就可以获知这个空间内有无目标(但只有方位角和距离,没有高度信息),比如常见电影里一个圆形的显示器(说是长辉示波管我怕大家反而不明白)上有一个光束转一圈就留下一些光点或线条在上面,就是典型的扇面扫描了。你可以想象,如果有两个目标这时候是垂直分布的,在示波管上很可能只显示了一个目标。这种雷达作为早期警戒基本上就够了,但作为火控雷达,即使是最简单的高炮,也是不够的,因为没有高度信息。获取高度信息在机械时代可以拿个水平放置的扇面扫一下,如果你看到有个雷达天线一会儿点头一会摇头的,那就是正忙着用不同的扇面扫描。

刚才说过多个振子可以靠空间位置不同获得指向性更好的波束,那实际上是用空间间隔获得不同相位的电磁场,再在空间把电磁场叠加起来。比如两个间隔半个波长的振子在一个信号的驱动下,可以想象有一个方向由于电磁场互相抵消就会为零,另一个方向就加倍。而电扫(相控阵)就是在信号端就是不同的相位,特别是所谓有源相控阵(其实这里用有源这个词简直是 万恶之源),可以随意控制每个振子驱动信号的相位,就可以获得指向任意方向的波束,而且其指向可以用电的速度而不是机械的速度改变,因此即使是一个像激光笔一样的波束也是可以很快扫描完整个目标空间。正因如此,相对于空间布置的振子和机械扫描,我们都会觉得相控阵简直是牛x的无以复加。(相控阵可以有很多模式,比如发射一个波束或同时几个波束(当然多个波束时的作用距离小于一个波束时),以及不同指向性的波束等)
二楼的,这句话你先和美国佬的奶味说。
Lz费心了,但喷八木的是不懂技术的,而且也不愿意去懂技术的
2楼是教主吧?
楼主辛苦,拜读了
dadtx1 发表于 2014-5-6 11:49
別的國家軍艦上的八木天線都進博物館和垃圾堆,只有中國還當寶貝說
别的网友肩膀上都扛着颗脑袋,只有你肩膀上扛了个水袋
dadtx1 发表于 2014-5-6 11:49
別的國家軍艦上的八木天線都進博物館和垃圾堆,只有中國還當寶貝說
        其实教主的观点无非就是西方国家不用八木就证明这个东西是落后的 反之也亦然  而中国用 无疑就是落后的 说明我们没有能力 技术不够 就因为中国是传统的第三世界 发展中国家 那问题来了 什么是第三世界 什么是发展中国家 其实说白了就是落后国家吗 因为是落后国家用来技术并不新潮的装备 那就无疑是落后的 因为我们的背景有落后国家的”原罪“ 所以大家明白了吗 重点不再与八木本身 而在于中国
dadtx1 发表于 2014-5-6 11:49
別的國家軍艦上的八木天線都進博物館和垃圾堆,只有中國還當寶貝說
教主准时出现!叼教主千秋万代,一桶浆糊!
教主威武,铅球腕戴,一桶浆糊。
xmyyc 发表于 2014-5-6 13:33
别的网友肩膀上都扛着颗脑袋,只有你肩膀上扛了个水袋
里面好像有面粉吧
junshijian002 发表于 2014-5-6 16:05
里面好像有面粉吧
恩,好像有,还不是啥好面粉
恩,好像有,还不是啥好面粉
恩,那就是发霉的面粉喽!哈哈
其实就是教主无理取闹而已
楼主不要理他
dadtx1 发表于 2014-5-6 09:48
美國軍艦上的八木早進博物館和垃圾堆了,E-2用八木是不得已的,不然根本飛不起來
你这句话不是自相矛盾嘛,为啥飞不起来了?因为发动机功率有限,052C/D为啥要装八木,同样因为舰体空间和主机功率有限,TG又不是没有SMART-L一类的警戒雷达。不然E-2就是垃圾。
dadtx1 发表于 2014-5-6 11:49
別的國家軍艦上的八木天線都進博物館和垃圾堆,只有中國還當寶貝說
比如卖给你们的二手E-2
确实是从垃圾堆里找出来,翻新一下,再卖给你们的
dadtx1 发表于 2014-5-6 16:48
美國軍艦上的八木早進博物館和垃圾堆了,E-2用八木是不得已的,不然根本飛不起來
那是,就连KA31都用平板天线,照样飞起来。。。。。。。。。。你怎么能说E2飞不起来呢
dadtx1 发表于 2014-5-6 11:49
別的國家軍艦上的八木天線都進博物館和垃圾堆,只有中國還當寶貝說
卡31都不带八木,E-2C竟然把别人扔博物馆的八木当宝贝。我外婆家用有线电视很久了,那套八木要不要给你们台湾的E-2C用?
dadtx1 发表于 2014-5-6 16:48
美國軍艦上的八木早進博物館和垃圾堆了,E-2用八木是不得已的,不然根本飛不起來
哦哦,台湾的E-2C不带八木也飞不起来?
游骑兵不骑马 发表于 2014-5-6 16:59
你这句话不是自相矛盾嘛,为啥飞不起来了?因为发动机功率有限,052C/D为啥要装八木,同样因为舰体空间和 ...
他的逻辑是这样滴:为什么TG不能装其他警戒雷达呢?因为52D舰体小功率有限。为什么其他神盾不需要呢?嗯,这只能从346雷达上找问题了,在经过无数个日夜的苦思冥想,他终于找到答案!因为346雷达耗能高,不仅如此,探测距离还极低,普通警戒雷达不能弥补这一缺陷,只能用八木!而且还说明,TG造不出其他雷达,无奈只能用八木,大概就是这样吧
dadtx1 发表于 2014-5-6 11:49
別的國家軍艦上的八木天線都進博物館和垃圾堆,只有中國還當寶貝說
idf呆丸教猪果然出现
楼主,那个湾湾的意思是:用八木是因为346雷达耗能高,探测距离短,如果用其他雷达,就没有足够能量给346雷达,而由于346雷达探测距离短,需要八木弥补。你应该针对这个问题解释。
小白勿喷,自认为;八木综合性能一般,但对隐身有很独到作用,尤其是现代算法、计算机使八木有很大提高能力。或许可以组成八木天线阵列吧。对隐身有很大威胁。但八木在现代极严苛现代对抗体系下,非常难抗干扰和应对特定战机针状干扰,会非常大降低八木性能。谨以八木对抗隐身效果是很有限或许。052D吨位或用到极限,大量运用有源相控阵非常困难。而且还必须保证雷达很多特定能力不被探测。平时有源雷达会有一定普通特定频段开机,这频段是否具有较高波段复杂能力。雷达复杂波段能力非常重要。还有就是`有源雷达是否具有非常高强度运用。八木或许非常综合考虑吧。或许不会有很简单答案。
原来教主果然是一浆糊
我问一个问题,如何简单的从天线上分辨是有源相控阵还是无缘相控阵呢?像顶板这类雷达可不可以归到相控阵里呢?
dadtx1 发表于 2014-5-6 11:49
別的國家軍艦上的八木天線都進博物館和垃圾堆,只有中國還當寶貝說
E-2D也进垃圾堆了?
xmyyc 发表于 2014-5-6 16:37
恩,好像有,还不是啥好面粉
饺子粉啊,,发霉也有可能!
dadtx1 发表于 2014-5-6 11:49
別的國家軍艦上的八木天線都進博物館和垃圾堆,只有中國還當寶貝說
教主威武,教主万岁。
我问一个问题,如何简单的从天线上分辨是有源相控阵还是无缘相控阵呢?像顶板这类雷达可不可以归到相控阵里 ...
如果只看表面比较难区别,如果绕到天线背后看到很多拐来拐去的波导管的话,无源的可能性比较大
我问一个问题,如何简单的从天线上分辨是有源相控阵还是无缘相控阵呢?像顶板这类雷达可不可以归到相控阵里 ...
顶板是半相控阵,一个方向电扫,一个方向机扫
面壁者晨曦 发表于 2014-5-6 20:10
楼主,那个湾湾的意思是:用八木是因为346雷达耗能高,探测距离短,如果用其他雷达,就没有足够能量给346雷 ...
涉及具体装备俺还是算了吧
面壁者晨曦 发表于 2014-5-6 20:10
楼主,那个湾湾的意思是:用八木是因为346雷达耗能高,探测距离短,如果用其他雷达,就没有足够能量给346雷 ...
和教主认真你就输了。
**** 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽 ****
快来看呀,抓到活的!
不要去理会“我不能飞”的屁话,那样它的用心就达到了。你们去回应,事实上是在帮助它达成捣乱灌水的目的。
谢科普 小白学习了
教主的心理和露阴癖一样,你反应越大他越有快感
新白YY 发表于 2014-5-6 20:33
小白勿喷,自认为;八木综合性能一般,但对隐身有很独到作用,尤其是现代算法、计算机使八木有很大提高能力 ...
"但八木在现代极严苛现代对抗体系下,非常难抗干扰和应对特定战机针状干扰,会非常大降低八木性能。"
你确定这句话是对的还是你臆想的

鲁宁228 发表于 2014-5-8 14:21
"但八木在现代极严苛现代对抗体系下,非常难抗干扰和应对特定战机针状干扰,会非常大降低八木性能。"
你 ...
你认为米波和机械雷达具有非常高强度抗干扰能力吗,现代干扰技术已非常飞跃。只认为米波机械只能是反隐身辅助雷达,有源雷达是主流或许。
新白YY 发表于 2014-5-8 20:27
你认为米波和机械雷达具有非常高强度抗干扰能力吗,现代干扰技术已非常飞跃。只认为米波机械只能是反隐身 ...
米波确实很难干扰,波长越长越难干扰