[转帖]微型计算机在跟踪雷达中的应用

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/28 12:53:39
1 引言 随着航天发射活动的频繁,为了保障靶场安全、承担着飞行运载器轨道测量和卫星跟踪,必须尽可能配备相控阵靶场测量雷达。世界上的局部战争和冲突经常发生,在每次实战中,空中的侦察机、轰炸机、战斗机和导弹的大量突防有很大的威慑作用。在1991年海湾战争中出现了以导反导的战例,使得对防战术导弹的研制日益加强。自1967年出现了分导式导弹。多弹头、子母弹和多导弹齐射等多目标武器不断得到发展,多目标测量就显得很有必要。为了对飞行导弹的捕获,需要采用相控阵雷达体制。
   八十年代以来,"隐身"飞机的出现,使雷达后向反射截面将会降低20~30dB,这将对地雷达的生存能力构成极其严重的威胁。对于防空雷达而言,抗电子干抗、抗反辐射导弹、对付敌方的低空袭击和反"隐身"飞机是雷达必备的功能。九十年代,许多国家重视有源相控雷达的研制,因为它是提高灵敏度的有效方法,且它可提供灵活的同时搜索跟踪制导多功能工作。出于战术导弹防御的需要,解决对非合作目标的识别问题的关键技术是逆合成孔径雷达信号处理技术,我国的逆合成孔径雷达技术正向实用化迈进。另外,相控阵天线是实现多目标逆合成孔径成像的必要条件。八十年代,超大规模集成电路的突飞猛进,促进了微型计算机高速发展,但是微型计算机性能高而价格低。
据1987年报道,Inter公司的单极微型计算机86/30性能指标均已赶上和超过了DJS-130小型计算机,Inter的386微处理器执行速度为3-4百万条指条/秒,Inter的486微处理器速度达15~25百万条指令/秒,1993年推出的美国奔腾微处理器以每秒执行1亿条指令的速度,足以完成过去只有小型计算机才能做的工作。Inter的P6(高能奔腾)速度高达每秒可处理3亿条指条,1992年推出的DEC公司的Alpha21064微处理器的运算速度达到3-4亿条指令/秒。1995年推出的DECchip21164微处理器速度高达每秒10.2亿条指令,这些微处理芯片的处理速度超过了1984年前的一般大型计算机的处理速度。九十年代,计算机的热点是精简指令集计算机(RISC)。1995年,美国各大公司推出了采用超标量超级流水线的64位高速微处理器,例如Inter的P6、DEC的Alpha21164、HP(惠普)的PA-8000、IBM/Motorala的PowerPC620、MIPS的R100、Sun的VltraSPRAC、AMD的K5、Cyric的MI,这将使微型计算机的处理能力和处理速度得到极大提高,为高分辨率成像雷达和有源相控阵精密跟踪雷达的数据处理和实时控制赋于强大的活力。
2 精密跟踪雷达中应用微型计算机情况精密跟踪雷达主要应用于导弹靶场测量、武器控制和制导。精密跟踪雷达站中计算机的任务大致有下面四大项:2.1 控制雷达各系统工作控制天线在一定空域里搜索目标,控制天线在方位和仰角上引导截获目标,送出舰摇前馈(舰用雷达)和目标前馈来控制伺服系统使雷达高精度稳定地跟踪目标,送出跟踪引导值在距离上自动搜索和截获目标,跟踪跟上后,消除测距模糊,速度跟上后消除速模糊,在跟踪阶段自动控制主脉冲频率变化(跳频)以消除盲距。在跟踪阶段目标丢失时按一定准则选择数据引导雷达截获目标。2.2 数据处理和轨道计算对测量值进行零点、对测量值进行数据平滑、预测、内插和求导等来消除随机误差的影响,为此要对数据进行极坐标系与直角坐标系之间的转换,进行导弹和卫星轨道参数的计算,预报任何时刻目标的位置、速度、加速度和弹着点,在搜索时对目标检测。2.3 对专用外部设备(如各种显示器、通讯机和X-Y记录仪等)的控制显示实时时间、目标位置、速度、目标轨道等,可用X-Y记录仪实时显示目标的高度、落点和星下点等,通讯设备实时输入输出目标参数等。2.4 数据记录六十年代初,美国无线电公司在AN/FPQ-6、AN/TPQ-18测量雷达中引入通用数字计算机,最初只用数据校正、而后在根据预存的弹道数据来识别目标、并推算实际弹道。
在1970年,美国AN/MPS-36测量雷达采用了集成电路的计算机,它是24位字的通用数字数据处理器,它有8192个字的1.75微秒秒周期的存储器。程序可存储在磁带记录器上,雷达数据也可记录在磁带记录器上,雷达数据也可记录在磁带上。此小型计算机具有以下功能:①方位、仰角、距离和多普勒二进数据变换成便于显示的十进数据;②根据跟踪误差调整角伺服带宽;③方位和仰角的输出数据都经过计算机校正,消除角伺服滞后误差影响;④角轴编码器的偏差(天线座指北定位误差)、天线座水平位置误差以及天线下垂也都经过校正;⑤按"为变量嵌入法",计算机解速度模糊并测速;⑥实现程序设计的距离模拟器和多普勒模拟器;⑦计算得出角度、距离和速度的标准误差,供系统性能检验;⑧控制台显示数据控制和格式编制。在1974年10月开始装备的美国AN/TPQ-39(V)数字测量雷达上采用了Elipses200小型计算机(16位),其功能为:系统工作方式控制、距离跟踪和角度跟踪以及自动增益控制和自动频率控制的五条回路的闭合、引导、扫描、数据采用、显示控制、捕获、程序扫描控制、自动伺服带宽、自动滑行、实时支态滞后误带校正等。七十年代末,雷达信号处理也广泛采用数字技术,如动目标显示、动目标检测、恒虚警率、快速傅里叶变换、自动增益控制、测距等都实现了数字化甚至计算机化。如某火控雷达,其中的计算机应用情况与一般跟踪雷达相似,由计算机完成数据处理和监视控制、实现距离和角度伺服回路闭环滤波、捕获和跟踪、控制接收机状态和增益调节、故障自动检测,使雷达各分系统硬件数量减少。计算机系统的应用提高了雷达距离和角度以及速度的精度。也提高了雷达的可靠性。
据1984年报道,我国某跟踪雷达的微处理器是Seed-800016位微处理机,用于对整个雷达系统数据采集与矢量控制,此微机时钟4MHz,采用多总线,凡是Inter的单板机可直接插入使用,本接口采用中断查询方式。据1986年国际雷达会议录报道:我国某研究所研制的机动测量雷达,其天线直径3.6米,此测量雷达用了一个16位微型计算机系统来数据处理。此外,此处理机控制雷达角度伺服以提供辅助跟踪,改善动态特性;它还执行数字相关和记录,检查雷达特性以及(在试验时)模拟各种轨道。1986年国际雷达会议录还报导了西安应用电子技术研究所的702火控雷达,在X和C双波段工作,采用了Inter8086微型计算机。
据1989年资料报导,航空航天某所的大型精密跟踪雷达上采用了双微机实时控制系统,将此测检雷达实时控制系统由模拟闭合设计成全数字闭合。在1986年2月1日我国发射实用通讯卫星时,这套系统工作可靠,顺利完成了卫星发射任务。近三年中多次执行任务,均工作出色,用的计算机中16位。系统由两块MC6800单极机控制,它们并行工作,其中一块为控制板,它的作用是与外设交换信息,接收键盘输入的各种命令,并把各种状态和数据显示在CRT(阴极射线管)屏幕上,供操作员监视。另一块微型机Ⅱ为处理机,它的作用是接收引导数据,采集雷达的实际指向角(即码盘值),对数据进行各种处理,完成系统位置环的数字校正,对大型天线进行限速、限位等安全保护。引导方式有:手控引导、主机引导和自动跟踪。
国外在1987年的技术刊物上报导了一些有关单目标跟踪雷达的分布式处理网络,由控制处理机通过控制总线协调网络操作,各分布功能之间联系由控制处理机维持,控制处理机与功能处理机以主/从关系通过公共总线进行通讯。将计算机的处理负荷分散到整个系统中,以降低成本,提高吞吐量,可扩充功能以及使系统的研制更容易,可使可靠性增大数倍,体积减小等,这些性能是以集成电路的微芯片精加工工艺为条件的。1 引言 随着航天发射活动的频繁,为了保障靶场安全、承担着飞行运载器轨道测量和卫星跟踪,必须尽可能配备相控阵靶场测量雷达。世界上的局部战争和冲突经常发生,在每次实战中,空中的侦察机、轰炸机、战斗机和导弹的大量突防有很大的威慑作用。在1991年海湾战争中出现了以导反导的战例,使得对防战术导弹的研制日益加强。自1967年出现了分导式导弹。多弹头、子母弹和多导弹齐射等多目标武器不断得到发展,多目标测量就显得很有必要。为了对飞行导弹的捕获,需要采用相控阵雷达体制。
   八十年代以来,"隐身"飞机的出现,使雷达后向反射截面将会降低20~30dB,这将对地雷达的生存能力构成极其严重的威胁。对于防空雷达而言,抗电子干抗、抗反辐射导弹、对付敌方的低空袭击和反"隐身"飞机是雷达必备的功能。九十年代,许多国家重视有源相控雷达的研制,因为它是提高灵敏度的有效方法,且它可提供灵活的同时搜索跟踪制导多功能工作。出于战术导弹防御的需要,解决对非合作目标的识别问题的关键技术是逆合成孔径雷达信号处理技术,我国的逆合成孔径雷达技术正向实用化迈进。另外,相控阵天线是实现多目标逆合成孔径成像的必要条件。八十年代,超大规模集成电路的突飞猛进,促进了微型计算机高速发展,但是微型计算机性能高而价格低。
据1987年报道,Inter公司的单极微型计算机86/30性能指标均已赶上和超过了DJS-130小型计算机,Inter的386微处理器执行速度为3-4百万条指条/秒,Inter的486微处理器速度达15~25百万条指令/秒,1993年推出的美国奔腾微处理器以每秒执行1亿条指令的速度,足以完成过去只有小型计算机才能做的工作。Inter的P6(高能奔腾)速度高达每秒可处理3亿条指条,1992年推出的DEC公司的Alpha21064微处理器的运算速度达到3-4亿条指令/秒。1995年推出的DECchip21164微处理器速度高达每秒10.2亿条指令,这些微处理芯片的处理速度超过了1984年前的一般大型计算机的处理速度。九十年代,计算机的热点是精简指令集计算机(RISC)。1995年,美国各大公司推出了采用超标量超级流水线的64位高速微处理器,例如Inter的P6、DEC的Alpha21164、HP(惠普)的PA-8000、IBM/Motorala的PowerPC620、MIPS的R100、Sun的VltraSPRAC、AMD的K5、Cyric的MI,这将使微型计算机的处理能力和处理速度得到极大提高,为高分辨率成像雷达和有源相控阵精密跟踪雷达的数据处理和实时控制赋于强大的活力。
2 精密跟踪雷达中应用微型计算机情况精密跟踪雷达主要应用于导弹靶场测量、武器控制和制导。精密跟踪雷达站中计算机的任务大致有下面四大项:2.1 控制雷达各系统工作控制天线在一定空域里搜索目标,控制天线在方位和仰角上引导截获目标,送出舰摇前馈(舰用雷达)和目标前馈来控制伺服系统使雷达高精度稳定地跟踪目标,送出跟踪引导值在距离上自动搜索和截获目标,跟踪跟上后,消除测距模糊,速度跟上后消除速模糊,在跟踪阶段自动控制主脉冲频率变化(跳频)以消除盲距。在跟踪阶段目标丢失时按一定准则选择数据引导雷达截获目标。2.2 数据处理和轨道计算对测量值进行零点、对测量值进行数据平滑、预测、内插和求导等来消除随机误差的影响,为此要对数据进行极坐标系与直角坐标系之间的转换,进行导弹和卫星轨道参数的计算,预报任何时刻目标的位置、速度、加速度和弹着点,在搜索时对目标检测。2.3 对专用外部设备(如各种显示器、通讯机和X-Y记录仪等)的控制显示实时时间、目标位置、速度、目标轨道等,可用X-Y记录仪实时显示目标的高度、落点和星下点等,通讯设备实时输入输出目标参数等。2.4 数据记录六十年代初,美国无线电公司在AN/FPQ-6、AN/TPQ-18测量雷达中引入通用数字计算机,最初只用数据校正、而后在根据预存的弹道数据来识别目标、并推算实际弹道。
在1970年,美国AN/MPS-36测量雷达采用了集成电路的计算机,它是24位字的通用数字数据处理器,它有8192个字的1.75微秒秒周期的存储器。程序可存储在磁带记录器上,雷达数据也可记录在磁带记录器上,雷达数据也可记录在磁带上。此小型计算机具有以下功能:①方位、仰角、距离和多普勒二进数据变换成便于显示的十进数据;②根据跟踪误差调整角伺服带宽;③方位和仰角的输出数据都经过计算机校正,消除角伺服滞后误差影响;④角轴编码器的偏差(天线座指北定位误差)、天线座水平位置误差以及天线下垂也都经过校正;⑤按"为变量嵌入法",计算机解速度模糊并测速;⑥实现程序设计的距离模拟器和多普勒模拟器;⑦计算得出角度、距离和速度的标准误差,供系统性能检验;⑧控制台显示数据控制和格式编制。在1974年10月开始装备的美国AN/TPQ-39(V)数字测量雷达上采用了Elipses200小型计算机(16位),其功能为:系统工作方式控制、距离跟踪和角度跟踪以及自动增益控制和自动频率控制的五条回路的闭合、引导、扫描、数据采用、显示控制、捕获、程序扫描控制、自动伺服带宽、自动滑行、实时支态滞后误带校正等。七十年代末,雷达信号处理也广泛采用数字技术,如动目标显示、动目标检测、恒虚警率、快速傅里叶变换、自动增益控制、测距等都实现了数字化甚至计算机化。如某火控雷达,其中的计算机应用情况与一般跟踪雷达相似,由计算机完成数据处理和监视控制、实现距离和角度伺服回路闭环滤波、捕获和跟踪、控制接收机状态和增益调节、故障自动检测,使雷达各分系统硬件数量减少。计算机系统的应用提高了雷达距离和角度以及速度的精度。也提高了雷达的可靠性。
据1984年报道,我国某跟踪雷达的微处理器是Seed-800016位微处理机,用于对整个雷达系统数据采集与矢量控制,此微机时钟4MHz,采用多总线,凡是Inter的单板机可直接插入使用,本接口采用中断查询方式。据1986年国际雷达会议录报道:我国某研究所研制的机动测量雷达,其天线直径3.6米,此测量雷达用了一个16位微型计算机系统来数据处理。此外,此处理机控制雷达角度伺服以提供辅助跟踪,改善动态特性;它还执行数字相关和记录,检查雷达特性以及(在试验时)模拟各种轨道。1986年国际雷达会议录还报导了西安应用电子技术研究所的702火控雷达,在X和C双波段工作,采用了Inter8086微型计算机。
据1989年资料报导,航空航天某所的大型精密跟踪雷达上采用了双微机实时控制系统,将此测检雷达实时控制系统由模拟闭合设计成全数字闭合。在1986年2月1日我国发射实用通讯卫星时,这套系统工作可靠,顺利完成了卫星发射任务。近三年中多次执行任务,均工作出色,用的计算机中16位。系统由两块MC6800单极机控制,它们并行工作,其中一块为控制板,它的作用是与外设交换信息,接收键盘输入的各种命令,并把各种状态和数据显示在CRT(阴极射线管)屏幕上,供操作员监视。另一块微型机Ⅱ为处理机,它的作用是接收引导数据,采集雷达的实际指向角(即码盘值),对数据进行各种处理,完成系统位置环的数字校正,对大型天线进行限速、限位等安全保护。引导方式有:手控引导、主机引导和自动跟踪。
国外在1987年的技术刊物上报导了一些有关单目标跟踪雷达的分布式处理网络,由控制处理机通过控制总线协调网络操作,各分布功能之间联系由控制处理机维持,控制处理机与功能处理机以主/从关系通过公共总线进行通讯。将计算机的处理负荷分散到整个系统中,以降低成本,提高吞吐量,可扩充功能以及使系统的研制更容易,可使可靠性增大数倍,体积减小等,这些性能是以集成电路的微芯片精加工工艺为条件的。
在美国海军埃吉斯防空系统中的AN/SPY-1多功能般载相控阵雷达就采用了分布式微处理机,它们是位片式AMD2901型微处理机系统,24位装置,可使主计算机AN/UYK系统的负荷减轻。利用微机完成坐标变换、数据格式化、天线方向图测量时的两维傅里叶变换、实现相控阵天线波束控制,检查与监控等,于1984年由美国无线电公司开始对SPY-1A改进而成SPY-1B雷达,使大部分波束控制器功能移到阵列上的电子设备内,除了采用甚大规模集成模数变换器和乘法器外,信号处理机还采用了十一个16位微处理机,它们是以AMD29014位片系列为基础的。处理机总存贮值约为5千万字节。
顺便提一下,美国在1986年交付的"EALCON"二坐标海岸防御雷达信号处理机就采用了分布式微机以解决实时问题,以每秒36百万条指令的速度完成雷达信号处理和终端信息处理。在1983年巴黎航空展览会上展出了美国通用电气公司的数字式AN/APG-67雷达(在美国F-20战斗机上)。此APG-67采用了分布式计算方式,共用了八个微处理机。其中四个微处理机的每个单元都有一个Z8002处理机进行管理。雷达数据计算机已用5个,除了Z8002作单元处理机,还用一个1750A控制雷达基本功能。而雷达目标数据处理机包括一个1750A管跟踪、一个2910用来解距离模糊、另一个Z8002实现输出到雷达显示的扫描变换。1750为超高速集成电路(VHSIC)数字计算机。法国汤姆逊无线电公司在八十年代研制的TRS2505(皮卡地)靶场测量雷达是X波段,此雷达对各种战术导弹进行跟踪测量和速度修正。该雷达用了四个微处理机。其管理计算机完成的功能为:接收、伺服回路数字化和速度回路控制、距离检测、角编码、数据录取、数字字符显示和人机对话、雷达工作方式选择、频率捷变、雷达测试和校正、指向轴和角误差斜率的校正等。动目标显示直接用微机处理,具有相参一次以消和快速傅里叶变称加权滤波功能,以有效抑制地杂波和海杂波,确保目标精密跟踪,还可同时跟踪两个不同速度的目标,实现了速度和脱靶量的测量。有12位A/D变换,根据微程序控制,有8、16或32点FFT。
由于16位字长可初步满足雷达中控制精度要求,在八十年代中期,我国许多种雷达陆续使用了以8086为CPV的单板微型计算机。由于它体积小、安装方便、成本又低(约一千元),而且有丰富的OEM(初始设备制造厂家)板和RM×86实时多位任务操作系统。现代雷达对其数据处理和控制计算机的基本要求是高速度、大容量、多通道。要求计算机同时具有较强的数据处理能力以及多通道实时响应和控制能力。为此,确立了面向高速响应而用于实时处理的共享总线/存贮器结构的分布式多处理机系统。雷达计算机采用不同程度的多处理机体制,可改善系统性能,提高可靠性和灵活性,而且可避免选用通用计算机所造成的浪费,又可减小专用接口设计上的大量耗费,缩短了研制周期。
八十年代初,雷达选用了小型通用计算机,大量耗费在设计非标准专用接口上,另外通用计算机外部通道少、带宽窄和价格高。以前用的DJS-130型国产小型机,单价高达2~3万元。单板微型计算机的高吞吐率、各板的多种互扩仲裁逻辑和双口存贮器是多微处理器系统有效的三大支柱。根据系统中各专用环节的不同要求,设计选择相应功能的模块。能控制总线通道的模块为主模块(或称主机),每一从属单元(存贮器单元或I/Q寄存器或者其它微处理机)都用特定的地址加以标识,采用中断程序的I/Q控制技术,即用中断控制器按优先级控制。外围处理器可看作主处理机的I/O端口。多微机系统的开发,关键问题是系统控制软件的编制。因为商用实时操作系统比雷达的时间响应要求慢了3个数量级,通用操作系统中的I/O驱动、文体管理、任务管理和人机界面等系统开销惊人。
八十年代的32位微处理器的美国Inter的386、Motorola的MC68020、得克萨斯的仪器公司的TMS32020等,这些32位微机在速度和精度上基本可满足现代雷达要求。如钟频16MHz和80386微处理器的执行速度高达3-4百万条指令/秒,而不同数据处理要求的雷达要求计算机吞吐率为1~6百万条指令/秒。另外,可增加单元模块来增加吞吐率,例如将原SBC86/30单板微型机换为SBC286/12单板,可在配置及软件不变前提下,使系统吞吐率增加3-4倍。在1985年报道Inter80386微处理机,按100个批量计,16MHz型80386单价为4000元,12MHz型80386单价约3000元人民币。
我国某研究所的测量雷达改进型,于1987年装备,成为卫星入轨区的主要测量设备,是采用微处理机的单脉冲精密跟踪雷达。此雷达使用三个CPU(8086、8087、8089)十六位系统机一台长城86/360,它替代原站计算机作终端,实时完成测量数据录取、记盘、合理化检验、误差修正、格式变换、通过通讯接口送中心计算机,并接收中心计算机来的引导数据经坐标变换后送各分机;还有事后处理进行精度分析。该雷达还使用8086系列十六位单板计算机五台,280一台。其中,伺服系统用2台完成位置回路和速度回路校正环节功能(系统参数可由软件改变)兼作本分系统故障监测。另三台TP-86A单板计算机实现各分机监测(BIT)及各种显示;再另外通讯和用一台280完成高数据链控制规程编辑功能。
据1993年资料报道,由386微机、接口系统和应用软件构成的系统,已作为某测量雷达的实时控制主计算机,在多次执行任务中,取得了令人满意的结果。该微型计算机主机系统主要作用为:参与跟踪雷达的控制操作;对跟踪雷达的测量数据、雷达控制操作状态和雷达故障状态的测量数据、雷达控制操作状态台和雷达故障状态进行实时的采集、雷达控制操作状态和雷达故障状态进行实时的采集、处理和显示。太极386的CPU为80386,主频25MHz,RAM有640K字节,有40M字节硬盘和双软盘驱动器,CRT分辨率为1024×768。386微机系统应用软件用TurboC语言设计的,采用积木(分块)结构。程序设计采用主程序中设置20Hz中断程方式,要求在50毫秒内完成数据处理、采集和显示。
采用美国Inter公司的机型作雷达实时控制系统中的计算机,除了它有丰富的OEM板外,还有实时操作系统支持系统运行。但DOC操作系统运行显示BIOS(基本输入/输出系统)程序时,存在独占CPV一段时间而不允许紧急事件响应,给实时控制的总数产生问题,所以就不用BIOS显示程序,而用专门编制的一套软件束实现雷达系统的有限功能。采用"直接写内存的方法"来进行显示,保证了实时性。实时录取数据,也不用BIOS提供的内部调用,而采取直接时设备进行控制。雷达跟踪的数据以文件形式实时记录在硬盘上,也可把跟踪数据写入扩展内存中,事后,把扩展内存中的数据打印出来或送入软盘中。显示器可图形彩色显示,可汉字(小字库)或字符显示。3 相控阵跟踪雷达中[JZ]应用微型计算机情况美国B-1B轰炸机的雷达截面中有一平方米,降低了两个数量级,今后的飞机或导弹等目标被采用隐身技术后,雷达截面积有可能降低2~3个数量级,则现有的雷达作用距离将降低到原来的1/3~1/6。根据雷达距离方程,探测距离随着平均发射功率、雷达截面积(目标)和积累时间的1/4次幂增加,而且随着天线面积的平方根增加;噪声的降低与按同样比例增加发功率是等效的。信噪比改善受驻留时间(积累时间)限制。所以,雷达灵敏度的提高是通过对天线尺寸、低噪声接收机、高速信号处理及更大功率和更高频率的发射机的改进得到的。
有源相控阵是未来雷达系统发展的关键之一,有源相控阵是用射程技术/接收组件分配在天线阵列上。这就可减少对电源的要求(电源效率高)、减少射频损耗(移相器在低功率电平)、有宽的带宽和稳定的射频信号、可靠性高......等,还有此种天线的潜力为:雷达搜索和跟踪、武器控制的同时功能、故障弱化、自适应波束形成(同时多波束、甚低的旁瓣、自适应零控和系统指正)。另外,在相控阵雷达中,可步进扫描搜索方式工作,在一次检测到目标后,为了确认航运将驻留一次或多次,且每次驻留都增加了能量,就可迅速作出目标存在或虚警的确认,称之1+1/2航迹起始准则,这样相控阵雷达确定航迹约有6dB的功率改善性能。
法国的地面雷达ARABEL多功能雷达,工作在X波段有一个反隐身目标专用方式,为了增强波形能量考虑了长的天线驻留时间,采用高性能的多普勒处理。此雷达自1989年以来,全尺寸样机在国家试验靶场鉴定。脉冲多普勒相干积累是提高雷达信噪比的有效方法。固态有源相控阵火控雷达是高灵敏度雷达,它能增大功率孔径积,具有高效率、快速反应,可大大提高雷达检测低可见目标的能力,能够比常规雷达提高20dB,具体改善如下:航迹起始准则得益2dB,空间能量分配得益2dB,双程馈线损耗可小于5dB,发射功率可高于3dB,接收机灵敏度得益2dB,用特征检测和序带贯检测的方法可提高6dB,总提高20dB=2+2+5+3+2+6dB。相控阵雷达的阵列无线每一单元带有一个电检移相器或由移相器和衰减器组成的幅相调节器,因而天线口径照射波束可在计算机控制下快速变化。在固态收发组件基础上发展了数字波束形成技术,通过数字信号处理形成所需的接收波束,大大增加了雷达功能。在波束形成中的"加权求和"是在计算机里完成的,可以形成多波束,经过通道幅相校正,能得到很低的副瓣接收波束,且自适应性能很好。影响数字波束形成技术实用的主要原因是实时运算能力和造价的限制。如果将数字波束形成用作固态相控阵的馈源再向有移相器的主阵面空馈,将是一种较实用的方法。
美国国际电路电报表吉尔富兰公司(1991年报导)制作的C波段T/R组件,在发射时输出功率超过12瓦,噪声系统为5~6dB,效率为20%,可编程衰减器采用一个双栅场效应放大管,可控15dB增益,而可编程移相器芯片由5个数字控制相位和一个模拟控制位,这两种可编程器件都由可编程只读存储器(PROM)控制(再接D/A变换器)。美国的T/R组件生产成本(1992年报道)瞎3000和6000美元之间,工业界的目标在后面5年内把此成本降到少于1000美元。
在八十年代初,美国AN/SPY-1相控阵雷达系统用微型计算机实现相控阵无线波束控制,它是程序存储器来控制各无线微处理器,每行的此微处理通过单总线与此行的各列移相器接口来实现数据、移相器地址及控制的传递。
[此贴子已经被作者于2003-10-27 0:12:23编辑过]
可以看出研制自己的高性能的处理芯片有多么的重要![em08][em08]
太长了