经典雷达资料-第20章 测高和三坐标雷达-2

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1、·792·第20章测高和三坐标雷达堆积波束雷达堆积波束雷达把同时形成的接收波束在仰角上垂直堆积起来，并在方位上机械旋转，以实现搜索和三坐标目标位置的测量。目标被单个发射波束所照射，该波束足够宽，以便能覆盖包含目标的接收波束的主波瓣。在这样的雷达中，通过幅度比较技术实现仰角的估计，且利用此技术可比较两个或多个相邻的同时仰角接收波束中目标距离处的回波幅度。因此，这种技术是通用同时波束转换技术的特例，即利用距离、仰角的输入值，由计算机查表确定目标的高度。这种方法的灵敏度取决于堆积波束的相互间距，用于形成波束的孔径照射和相对于波束轴线位置的目标到达仰角，以及其他与设备有关的误差来源。应当

2、提及的是，即使在晴好天气的情况下，下述因素在一定程度上对堆积波束雷达整个测高性能也有很大的影响，即雷达设计时所采用的抗杂波的MTI和多普勒处理。当它的主瓣照射到地球表面，接收到地球表面杂波回波的这些对于堆积波束中最低的波束尤为重要。但是取决于杂波的严重性，这种情况对于堆积波束中所有的波束也是重要的。这是因为堆积波束雷达的仰角方向图基本上是单向的方向图，受接收仰角方向图的控制。这样，阻止雷达高波束照射地杂波或海杂波的仰角副瓣是（单向的）仰角接收副瓣，因为发射波束的主瓣必须宽到足以在仰角上覆盖所有的接收波束。这不同于笔形波束扫描雷达，在这种雷达中，发射仰角副瓣和接收仰角副瓣的乘积可防

3、止雷达的高波束接收地杂波。在良性的地杂波应用中，实现堆积波束雷达的经济方法是在堆积波束中不带MTI或多普勒处理而把这种处理留给了单个的余割平方接收检测波束。AN/TPS—43雷达是广泛应用的堆积波束作战雷达的例子。它部署于20世纪70年代，是一种可移动的陆基S波段雷达，曾在美空军战术空中指挥系统（TACS）中广泛用于空中监视。这种雷达使用多喇叭馈源照射，以每分钟6圈转动的反射面天线在仰角上产生6个堆积的接收波束。该雷达的原始型采用线电子注行波速调管，产生射频峰值功率为４MW的6.5ms简单脉冲，测量距离为240nmile，并可用6种平均值为250Hz的重复频率工作。堆积接收波束在

4、方位上的波束宽度为1.1°，其仰角波束宽度以6个波束覆盖总计有20°的仰角范围。这种雷达的后期型号提供了脉冲压缩和改进的MTI波形和处理[13]。AN/TPS—75雷达是具有平面阵列低副瓣天线的升级型。堆积波束雷达的另一个例子是S713Martello，如图20.2（a）所示是L波段可移动的包含8个波束的堆积波束雷达。S713Martello运用中频（IF）处理在仰角上形成接收波束堆积；工作时，形成余割平方形发射波束且在接收时形成和处理8个窄波束；第9个形状为余割平方的接收波束用以监视和检测；和常规的2D雷达一样确定方位和距离；通过对相邻的堆积仰角波束中接收信号的强度进行内插运算

5、以确定目标仰角，从而完成测高；天线阵列高为10.6m，宽为6.1m，由60个中央馈电的行组成，每行有32个辐射单元；装有60个接收机，用以把接收到的射频信号下变频为中频；方位波束宽度是2.8°；发射管产生10ms的脉冲，其峰值射频功率为3MW，平均射频功率为8kW；测量距离为256nmile，仰角范围高达30°，高度范围为100kft；以6r/min速度旋转；生产厂家声称对于100nmile处的小型战斗机，其测高精度达1000ft。该雷达还有固态发射机型S723雷达，具有较短和较宽的阵列，且可提供包含6或8个波束的堆积波束，方位波束宽度为1.4°；在仰角上具有较宽的波束，其总仰角

6、覆盖范围为20°；固态发射机由40个模块组成，可产生150m·792·第20章测高和三坐标雷达s的脉冲，总射频峰值功率为132kW，平均功率高达5kW。据生产厂家称，该雷达对100nmile处的小型战斗机测高精度为1700ft[14]。（a）S713Martello堆积波束3D雷达（由Marconi公司提供）图20.23D雷达实例堆积波束和相位控制混合使用的雷达是RAT—31S，是一种S波段3D雷达，通过相位控制４个仰角上堆积的波束，以便覆盖监视的空域。这种雷达应用了单脉冲来测定目标的高度，以每分钟5～10转的速率旋转13.2ft2的阵列，同时产生覆盖21°仰角范围的一个三接收波

7、束的堆积。该阵列被划分为3个垂直的部分，每部分阵列产生各自的波束，并在指定的仰角覆盖区域内受相位控制[15]。笔形波束扫描雷达适合于高交通量情况，能达到三坐标立体覆盖的另一种雷达是笔形波束扫描雷达。这种类型的最常用的雷达通过应用天线馈电技术获取大的立体覆盖范围。该技术使窄笔形波束在方位上旋转的同时，在仰角覆盖范围内进行电扫描，形成与电视光栅扫描相似的方位-仰角扫描模式。对于空域监视任务，电扫描可提供机电扫描器所不能提供的灵活性和性能。这些优点包括：（1）较短的空域帧监视时间；（2