autodesk maya 教程:雷达怎么分类呀?

脉冲测量雷达
pulse instrumentation radar

对飞行器进行跟踪和精密测量的无线电设备。它为航天器定轨和目标特性测量提供测量信息。常用的脉冲测量雷达有圆锥扫描雷达和单脉冲雷达。
工作原理 脉冲测量雷达通过测量脉冲电磁波往返时间延迟得到目标的距离信息，根据接收脉冲载波中的多普勒频率测量目标的径向速度，利用等信号法获得目标的方位角和俯仰角数据。圆锥扫描雷达的跟踪原理是：天线波束偏离雷达瞄准轴(等信号轴)一个小的角度，并绕瞄准轴快速旋转，在波束最大增益方向扫成一个圆锥体，使目标回波幅度呈正弦调制。对信号解调和鉴相可得到瞄准轴与目标之间的角误差信号，用以控制天线向减小目标偏角的方向转动,实现角度跟踪。单脉冲雷达则用 4个相对于等信号轴对称配置的接收□叭同时接收回波，上、下对与左、右对□叭所接收到的信号进行比较，得到误差信号,用以控制天线转动,当转动到两对□叭接收到的信号相等时就完成了角度跟踪。在雷达跟踪的同时，可从天线座的角编码器读出方位角和俯仰角数据。单脉冲比圆锥扫描方式测角精度高、数据率高、抗干扰能力强。对目标回波信号波形的测量、分析和处理可以得到有关目标反射截面、翻滚速度、极化特性等信息。
工作方式 脉冲测量雷达有三种工作方式：①反射式：雷达接收目标的反射信号。这种工作方式常用于近距离目标的跟踪，获得火箭动力段信息和再入目标的特性数据。②应答式：雷达接收飞行器上应答机转发的信号。这种方式转发信号强，雷达作用距离远，抗干扰能力强，用于远距离目标的测量。应答式工作又可分为相参应答式和非相参应答式两种。采用相参应答式工作时，应答机的收、发频率之间保持严格的倍数关系。③信标
式：雷达只接收飞行器上信标机发射的信号，不能测距，只用于捕获目标。
为了扩大航区测量范围，常沿航区纵列配置多台雷达，实现对目标的接力跟踪测量，称为雷达链，即当前一站雷达在不能继续跟踪或“看不见”目标之前，后一站雷达已将其捕获。各台雷达同步工作，给出实时截获数据。（见脉冲多普勒雷达、无线电跟踪测量系统）

脉冲多普勒雷达
pulsed Doppler radar

应用多普勒效应并以频谱分离技术抑制各类背景杂波的脉冲雷达。机载脉冲多普勒雷达具有下视的功能，并能提高预警、空中格斗、对付低空突防目标和攻击地面目标的能力。脉冲多普勒雷达是截击机火力控制系统的重要组成部分。这种雷达除用于空中导航、机载火力控制、空中预警与指挥系统之外，还可用于导弹的主动式导引头和用于登月飞船中的着陆设备。
1842年奥地利物理学家C.多普勒发现波源和观测者的相对运动会使观测到的频率发生变化，这种现象称为多普勒效应。直到1938年人们才开始研究将这一效应用于无线电设备中。50年代研制成功用于空中导航的机载脉冲多普勒导航雷达和机载相参脉冲多普勒火控截击雷达。60年代以来，为了对付低空突防和提高战略防卫系统效能，研制了新型的空中警戒与指挥系统，采用脉冲多普勒体制的下视雷达，扩大了监视视野，可以发现数百公里以外的低空入侵目标，并能提供适时的空中情报。
基本原理 当机载雷达发射机以一特定频率发射高频能量脉冲时，在同一距离门内接收的不同径向速度目标回波有不同的多普勒频移。因此，脉冲多普勒雷达具有精确测速和速度分辨能力。发射的脉冲信号谱由载频□□和边频□□DangerCode;□□□上的若干条离散谱线组成，□□是发射脉冲重复频率,□为整数。频谱的包络由发射脉冲形状决定。通常采用矩形脉冲，其频谱包络为sin□□/□。
接收站要从主波束杂波、垂线杂波和旁瓣杂波的杂波谱背景中分离出有用目标的谱线。接收机中设有多个并联的距离门，每一距离门对应一个距离单元和相应的一条距离通道。每一距离通道中有一个单边带滤波器，通过滤波器后的频谱再经过窄带滤波器组取出所需运动目标回波的一根谱线。这样脉冲多普勒雷达不仅有测量和分辨距离的能力，而且还具有测量和分辨速度的能力。
组成和体制 机载脉冲多普勒雷达主要由天线、发射机、接收机、伺服系统、数字信号处理机、雷达数据处理机和数据总线等组成。机载脉冲多普勒雷达通常采用相干体制，为了提高雷达在杂波谱中检测有用信号的能力，需要有极高的载频稳定度和频谱纯度，还要有极低的天线旁瓣和采取先进的数字信号处理技术。为了减少旁瓣杂波电平和减少主杂波在频域所占据的相对范围，脉冲多普勒雷达通常采用较高的重复频率。为了在全方位下视和上视方面都有较好的性能，雷达采用多种重复频率和多种发射信号形式。为了消除由于采用较高重复频率带来的测速、测距中的模糊问题（即多值性问题），还能发射多个不同重复频率的信号，在数据处理机中利用代数方法消除模糊。此外还可应用滤波理论在数据处理机中对目标坐标数据作进一步滤波或预测。
机载脉冲多普勒雷达方框图
特点 现代机载脉冲多普勒雷达具有下列特点：①采用可编程序信号处理机，以增大雷达信号的处理容量、速度和灵活性，提高设备的复用性，从而使雷达能在跟踪的同时进行搜索并能改变或增加雷达的工作状态，使雷达具有对付各种干扰的能力和超视距的识别目标的能力；②采用可编程序栅控行波管，使雷达能工作在不同脉冲重复频率，具有自适应波形的能力，能根据不同的战术状态选用低、中或高三种脉冲重复频率的波形，并可获得各种工作状态的最佳性能；③采用多普勒波束锐化技术获得高分辨率，在空对地应用中可提供高分辨率的地图测绘和高分辨率的局部放大测绘，在空对空敌情判断状态可分辨出密集编队的群目标。

目标截获和识别雷达
target acquisition and identification radar

在宽广的搜索空域内对来袭目标进行截获、跟踪和识别的雷达。它通常是早期预警雷达网的一个组成部分。它接受早期预警雷达的引导数据，在指定的空域内搜索并截获目标。通过对目标的自动跟踪过程，完成对各种可疑目标的筛选、分类和识别（见目标识别技术）。然后将真实的攻击性目标（弹道导弹的弹头、轰炸机和空地导弹等）分配给反弹道导弹防御系统和防空系统的引导雷达。目标截获和识别雷达是从60年代初发展起来的，
采用相控阵体制(见相控阵雷达)，工作于P频段（400～500兆赫）,作用距离为3000～4500公里。其特点是搜索周期短、截获概率高、反应快、发射波形多变和识别能力强。截获概率等于目标存在于搜索空域内的概率乘以被发现的概率，后一概率完全由雷达的能力和检测装置性能所决定。目标截获和识别雷达根据早期预警雷达的引导数据，在指定的两维角度和径向距离上同时进行快速搜索。针状天线波束有螺旋、扇形和光栅状等多种扫描方式。距离搜索波门一般作匀速运动。目标被截获后，雷达立即转入自动跟踪状态。雷达转入自动跟踪状态后，能够对多个目标进行测距、测速和测角，计算它们的位置和运动参数，同时进行极化状态变换、发射波形变换，并计算目标特征信号，以供识别判断。被截获的目标虽然经过早期预警雷达的初选,但由于电子对抗的发展,真实目标还会伴有许多假目标（如弹体碎块、箔条诱饵和热诱饵等）。目标截获和识别雷达能够识别可疑目标，排除假目标，只留下真目标。

气象雷达
meteorological radar

探测气象要素和各种天气现象的雷达。气象雷达可提供飞机前方气象情况的准确和连续的图像并以距离和方位的形式显示出来，为飞机改变航道、避开颠簸区域和飞行安全提供保障；为天气预报，火箭、导弹和航天器的发射与飞行提供必要的气象资料；为机场气象保障和气象研究提供资料。气象雷达可分为测雨雷达、测云雷达和测风雷达等。
测雨雷达 又称天气雷达，是利用雨滴、云状滴、冰晶、雪花等对电磁波的散射作用来探测大气中的降水或云中大滴的浓度、分布、移动和演变，了解天气系统的结构和特征。测雨雷达能探测台风、局部地区强风□、冰雹、□雨和强对流云体等，并能监视天气的变化。
雷达探测的雷□雨环 测云雷达 工作原理和测雨雷达相同，主要用来探
测云顶、云底的高度。如空中出现多层云时，还能测出各层的高度。由于云粒子比降水粒子小，测云雷达的工作波长较短。测云雷达只能探测云比较少的高层云和中层云。对于含水量较大的低层云,如积雨云、冰雹等,测云雷达的波束难以穿透，因而只能用测雨雷达探测。
测风雷达 用来探测高空不同大气层的水平风向、风速以及气压、温度、湿度等气象要素。测风雷达的探测方式一般都是利用跟踪挂在气球上的反射靶或应答器，不断对气球进行定位。根据气球单位时间内的位移，就能定出不同大气层水平风向和风速。在气球上同时挂有探空仪，遥测高空的气压、温度和湿度。
大多数国家的气象雷达已布设成网，探测范围可覆盖本国国土。先进的飞机上也装有机载天气雷达。

相控阵雷达
phased array radar

采用阵列天线实现波束在空间电扫描的雷达。高速飞机、导弹和人造地球卫星的出现，要求雷达具有更高的探测能力、更大的覆盖空域、更高的数据率和适应多目标环境。机械扫描雷达惯性大，目标容量有限，无法满足这样的要求。相控阵雷达的波束在几个微秒时间内便可在全空域内跳跃，波束形状灵活多变，并可由计算机直接对信号进行处理和对雷达进行控制，与传统的机械扫描雷达相比发生了根本性的变化。
相控阵雷达
特点 相控阵雷达的主要特点是:①多功能、大空域、多目标：一部相控阵雷达不但能对空域中多个目标完成搜索、截获、识别、跟踪和提供半主动寻的制导系统所需的射频辐射能量，而且可对多枚导弹进行跟踪并发送相应的制导指令。平面型的阵列电扫描空域可达120DangerCode;,球面或柱面阵列可覆盖半球空域。在空域内监视和跟踪目标的数量可达数百个。②大的功率-孔径积:采用多部发射机在空间进行功率合成（每一个天线阵列单元可用一部发射机），增大辐射功率。同时固定不动的电扫描阵列可采用很大的孔径，以形成极高的功率-孔径积,使雷达具有更大的作用距离。③高数据率：波束的扫描是无惯性的，对空域中若干个重点目标可有相当高的数据率，而对空域中的其他目标保持监视所必需的最低数据率。④完善的自适应能力：它能适应复杂的外界目标环境。⑤较强的抗干扰能力：它能在空间形成若干波束零点，自动对准空间的干扰方向，能有效地抑制有源干扰。
组成和工作原理 相控阵雷达由发射系统、天线阵列和波控机、接收和信号处理系统、中心计算机、数据处理和显示系统等组成。与普通雷达相比，最根本的差别在于它*控制阵列天线各辐射单元的相位来改变相位波前的倾角，以改变波束方向。发射系统产生一定发射波形的高功率射频信号，馈送到所有天线单元，以便向空中辐射。中心计算机计算出规定波束指向的相邻单元的相位差，然后由波控机算出每个辐射单元的移相器应有的相位并控制驱动器使移相器达到该相位，从而使天线波束准确地指向规定的方向。波束跳跃的最大速度由计算机-波控机所需的计算时间和移相器-驱动器转换所需要的最少时间决定。形成波束的天线阵元数可以改变，因此波束形状可以控制。每个天线单元接收来自目标的回波信号，经过相干相加、放大、检波后送给数据处理和显示系统。收发天线可以是分阵的，也可以是合阵的。由于波束运动无惯性，它在计算机控制下可以实现能量在空间与时间上的最佳分配。计算机在相控阵雷达中起关键作用，它控制整个雷达的工作并参与信号处理、数据处理、信息显示和雷达的自动化监测。因此要求计算机灵活、运算速度高和容量大。相控阵雷达的馈电方式通常分为空间馈电和分支强迫馈电两种形式。

另外还有:早期预警雷达 、气象多普勒雷达、甚高频和超高频多普勒雷达、调频连续波雷达、多基地雷达等。

岸防雷达,弹道导弹跟踪雷达,脉冲多普勒雷达,弹道导弹预警雷达,标截获和识别雷达,气象雷达等等，实在太多了，仅举相控雷达：
用阵列天线实现波束在空间电扫描的雷达。高速飞机、导弹和人造地球卫星的出现，要求雷达具有更高的探测能力、更大的覆盖空域、更高的数据率和适应多目标环境。机械扫描雷达惯性大，目标容量有限，无法满足这样的要求。相控阵雷达的波束在几个微秒时间内便可在全空域内跳跃，波束形状灵活多变，并可由计算机直接对信号进行处理和对雷达进行控制，与传统的机械扫描雷达相比发生了根本性的变化。
相控阵雷达
特点 相控阵雷达的主要特点是:①多功能、大空域、多目标：一部相控阵雷达不但能对空域中多个目标完成搜索、截获、识别、跟踪和提供半主动寻的制导系统所需的射频辐射能量，而且可对多枚导弹进行跟踪并发送相应的制导指令。平面型的阵列电扫描空域可达120DangerCode;,球面或柱面阵列可覆盖半球空域。在空域内监视和跟踪目标的数量可达数百个。②大的功率-孔径积:采用多部发射机在空间进行功率合成（每一个天线阵列单元可用一部发射机），增大辐射功率。同时固定不动的电扫描阵列可采用很大的孔径，以形成极高的功率-孔径积,使雷达具有更大的作用距离。③高数据率：波束的扫描是无惯性的，对空域中若干个重点目标可有相当高的数据率，而对空域中的其他目标保持监视所必需的最低数据率。④完善的自适应能力：它能适应复杂的外界目标环境。⑤较强的抗干扰能力：它能在空间形成若干波束零点，自动对准空间的干扰方向，能有效地抑制有源干扰。
组成和工作原理 相控阵雷达由发射系统、天线阵列和波控机、接收和信号处理系统、中心计算机、数据处理和显示系统等组成。与普通雷达相比，最根本的差别在于它*控制阵列天线各辐射单元的相位来改变相位波前的倾角，以改变波束方向。发射系统产生一定发射波形的高功率射频信号，馈送到所有天线单元，以便向空中辐射。中心计算机计算出规定波束指向的相邻单元的相位差，然后由波控机算出每个辐射单元的移相器应有的相位并控制驱动器使移相器达到该相位，从而使天线波束准确地指向规定的方向。波束跳跃的最大速度由计算机-波控机所需的计算时间和移相器-驱动器转换所需要的最少时间决定。形成波束的天线阵元数可以改变，因此波束形状可以控制。每个天线单元接收来自目标的回波信号，经过相干相加、放大、检波后送给数据处理和显示系统。收发天线可以是分阵的，也可以是合阵的。由于波束运动无惯性，它在计算机控制下可以实现能量在空间与时间上的最佳分配。计算机在相控阵雷达中起关键作用，它控制整个雷达的工作并参与信号处理、数据处理、信息显示和雷达的自动化监测。因此要求计算机灵活、运算速度高和容量大。相控阵雷达的馈电方式通常分为空间馈电和分支强迫馈电两种形式。

雷达（Radar，即 radio detecting and ranging），意为无线电搜索和测距。它是运用各种无线电定位方法，探测、识别各种目标，测定目标坐标和其它情报的装置。在现代军事和生产中，雷达的作用越来越显示其重要性，特别是第二次世界大战，英国空军和纳粹德国空军的“不列颠”空战，使雷达的重要性显露的非常清楚。雷达由天线系统、发射装置、接收装置、防干扰设备、显示器、信号处理器、电源等组成。其中，天线是雷达实现大空域、多功能、多目标的技术关键之一；信号处理器是雷达具有多功能能力的核心组件之 雷达种类很多，可按多种方法分类：（1）按定位方法可分为：有源雷达、半有源雷达和无源雷达。（2）按装设地点可分为；地面雷达、舰载雷达、航空雷达、卫星雷达等。（3）按辐射种类可分为：脉冲雷达和连续波雷达。（4）按工作被长波段可分：米波雷达、分米波雷达、厘米波雷达和其它波段雷达。（5）按用途可分为：目标探测雷达、侦察雷达、武器控制雷达、飞行保障雷达、气象雷达、导航雷达等。 相控阵雷达是一种新型的有源电扫阵列多功能雷达。它不但具有传统雷达的功能，而且具有其它射频功能。有源电扫阵列的最重要的特点是能直接向空中辐射和接收射频能量。它与机械扫描天线系统相比，有许多显著的优点。例如、相控阵省略了整个天线驱动系统，其中个别部件发生故障时，仍保持较高的可靠性，平均无故障时间为10万小时，而机械扫描雷达天线的平均无故障时间小于1000小时。下面主要介绍先进的相挂阵雷达。

相控阵雷达的概况

相控阵技术，早在30年代后期就已经出现。1937年，美国首先开始这项研究工作。但一直到50年代中期才研制出2部实用型舰载相控阵雷达。60年代，美国和前苏联相继研制和装备了多部相控阵雷达，多用于弹道导弹防御系统，如美国的 AN／FPS－46、AN／FPS－85、MAR、MSR，前苏联的“鸡笼”和“狗窝”等。这些都属于固定式大型相控阵雷达，其共同点：采用固定式平面阵天线，天线体积大、辐射功率高、作用距离远。其中美国的AN／FPS－85和前苏联的“狗窝”最为典型，70年代，相控阵雷达得到了迅速发展，除美苏两国外，又有很多国家研制和装备了相控阵雷达，如英、法、日、意、德、瑞典等。其中最为典型的有：美国的AN／TPN－25 、AN／TPQ—37和GE—592、英国的AR－3D、法国的AN/TPN—25、日本的NPM－510和J／NPQ－P7、意大利的RAT—31S、德国的 KR一75等。这一时期的相控阵雷达具有机动性高、天线小型化、天线扫描体制多样化、应用范围广等特点。80年代，相控阵雷达由于具有很多独特的优点，得到了更进一步的应用。在已装备和正在研制的新一代中、远程防空导弹武器系统中多采用多功能相控阵雷达，它已成为第三代中、远程防空导弹武器系统的一个重要标志。从而，大大提高了防空导弹武器系统的作战性能。在21世纪，相控阵雷达随着科技的不断发展和现代战争兵器的特点，其制造和研究将会更上一层楼。

相控阵原理

相控阵，就是由许多辐射单元排成阵列形式构成的走向天线，各单元之间的辐射能量和相位关是可以控制的。典型的相控阵是利用电子计算机控制移相器改变天线孔径上的相位分布来实现波束在空间扫描，即电子扫描，简称电扫。相位控制可采用相位法、实时法、频率法和电子馈电开关法。在一维上排列若干辐射单元即为线阵，在两维上排列若干辐射单元称为平面阵。辐射单元也可以排列在曲线上或曲面上．这种天线称为共形阵天线。共形阵天线可以克服线阵和平面阵扫描角小的缺点，能以一部天线实现全空域电扫。通常的共形阵天线有环形阵、圆面阵、圆锥面阵、圆柱面阵、半球面阵等。综上所述，相控阵雷达因其天线为相控阵型而得名。

分类

相控阵雷达大体可分为两大类，即全电扫相控阵和有限电扫相控阵。全电扫相控阵又可称固定式相控阵，即在方位上和仰角上都采用电扫，天线阵是固定不动的。有限电扫相控阵是一种混合设计的天线，即把两种以上天线技术结合起来，以获得所需要的效果，起初把相扫技术与反射面天线技术相结合，其电扫角度小，只需少量的辐射单元，因此可大大降低设备造价和复杂程度。

天线阵，根据扫描情况可分为相扫、频扫、相／相扫、相／频扫、机/相扫、机／频扫、有限扫等多种体制。相扫系列利用移相器改变相位关系来实现波束电扫。频扫是利用改变工作频率的方法来实现波束电扫。相/相扫是利用移相器控制平面阵两个角坐标实现波束电扫。相／频扫是利用移相器控制平面阵一个坐标而另一坐标利用频率变化控制来实现波束电扫．机/相扫是在方位上采用机扫、仰角上采用相扫。机／频扫是在方位上采用机扫、仰角上采用频扫。

相控阵雷达的特点

相控阵雷达之所以具有强大的生命力，因为它优胜于一般机械扫描雷达。它具有以下特点：

（1）能对付多目标。相控阵雷达利用电子扫描的灵活性、快速性和按时分割原理或多波束，可实现边搜索边跟踪工作方式，与电子计算机相配合，能同时搜索、探测和跟踪不同方向和不同高度的多批目标，并能同时制导多枚导弹攻击多个空中目标。因此，适用于多目标、多方向、多层次空袭的作战环境。

（2）功能多，机动性强。相控阵雷达能够同时形成多个独立控制的波束，分别用以执行搜索、探测、识别、跟踪、照射目标和跟踪、制导导弹等多种功能。一部相控阵雷达能起到多部专用雷达的作用，如“爱国者”的一部多功能相控阵雷达可以完成相当于“霍克”和“奈基”－2型9部雷达的功能，而且还远比它们能够同时对付的目标多。因此，可大大减少武器系统的设备，从而提高系统的机动能力。

（3）反应时间短、数据率高。相控阵雷达可不需要天线驱动系统，波束指向灵活，能实现无惯性快速扫描，从而缩短了对目标信号检测、录取、信息传递等所需的时间，具有较高的数据率。相控阵天线通常采用数字化工作方式，使雷达与数字计算机结合起来，能大大提高自动化程度，简化了雷达操作，缩短了目标搜索、跟踪和发控准备时间，便于快速、准确地实施畦达程序和数据处理。因而可提高跟踪空中高速机动目标的能力。

（4）抗干扰能力强。相控阵雷达可以利用分布在天线孔径上的多个辐射单元综合成非常高的功率，并能合理地管理能量和控制主瓣增益，可以根据不同方向上的需要分配不同的发射能量，易于实现自适应旁瓣抑制和自适应抗各种干扰，有利于发现远离目标和小雷达反射面目标（如隐形飞机），还可提高抗反辐射导弹的能力。

（5）可靠性高。相控阵雷达的阵列组较多，且并联使用，即使有少量组件失效，仍能正常工作，突然完全失效的可能性最小。此外，随着固态器件的发展，格控阵雷达的固态器件越来越多，甚至已生产出全固态儿控阵雷达，如美国的。“爱国者”雷达，其天线的平均故障间隔时间高达15万小时，即使有10％单元损坏也不会影响雷达的正常工作。

当然，相控阵雷达不是十全十美的，也有其缺点。主要是造价贵，典型的相控阵雷达比一般雷达的造价要高出若干倍。此外，相控阵雷达对于短程弹道导弹的袭击可以说是无能为力，这也是美国及台湾为什么担心大陆方面在福建沿海部署东风导弹的原因。而1991年，海湾战争期间，伊拉克用“飞毛腿”导弹袭击以色列的时候，其“爱国者”导弹根本无法有效将其击毁。