国内外微波雷达技术军事连连看......

Xuxingfu · 发表于 2012-3-30 22:41

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本帖最后由 Xuxingfu 于 2012-6-2 23:22 编辑

国外毫米波雷达制导技术的发展状况

通常毫米波是指30～300GHz频域(波长为1～10mm)的电磁波。毫米波的波长介于厘米波和光波之间，因此毫米波雷达制导兼有微波制导和光电制导的优点。同厘米波导引头相比，毫米波导引头具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点。与红外、激光、电视等光学导引头相比，毫米波导引头穿透雾、烟、灰尘的能力强，具有全天候(大雨天除外)全天时的特点。另外，毫米波导引头的抗干扰、反隐身能力也优于其他微波导引头。
　　
　　一、毫米波雷达制导技术的发展历
国外毫米波雷达制导技术研究始于20世纪70年代，80年代初研制成工程化导引头，并进行了挂飞试验。但由于采用分立器件，工艺复杂，价格昂贵，妨碍了部署使用。从1986年开始，美国国防部为了解决毫米波分立元器件离散以及价格昂贵的问题。由国防高级研究项目局(DARPA)发起并主持了一项历时近8年(1986～1994年)的微波鹰米波单片集成电路计划(MIMIC)。该计划旨在开发1～100GHz频率范围内的各种单片集成电路，并要求成本低、性能好、体积小、可靠性高和具有批量生产能力。该计划的顺利实施并完成，直接推动了毫米波制导技术的飞跃发展。
　　20世纪90年代以来，随着军事斗争对毫米波制导需求的增长，以及在研制毫米波发射机、接收机、天线和无源器件等各个方面的重大突破，毫米波制导技术的发展进入了一个新的阶段。
　　
　　二、毫米波雷达制导技术的发展现状
　　
　　近几年，随着计算机技术、毫米波固态技术、信号处理技术、光电子技术以及材料、器件、结构、工艺的发展，固体共形相控阵天线和毫米波集成电路技术等相关技术的成功应用为毫米波导引头性能的提高打下了良好的基础。
　　毫米波导引头的关键技术之一是天线技术。常用的毫米波雷达天线有以下几种：反射面天线、透镜天线、喇叭天线、介质天线、漏波天线、微带天线、相控阵列天线等。固态共形相控阵天线由于采用固态器件，能实现导引头头罩与天线合二为一，充分利用了导弹的有效空间，使复合探测更容易实现，是非常理想的弹载天线系统，正得到世界各国的高度重视。光控毫米波转向天线技术，利用了基于毫米波与光学方法形成的电子一空穴等离子体栅的相互作用，从而可以得到灵活而廉价的相控阵天线。目前，在毫米波导引头天线罩上应用较多的是氮化硅等陶瓷材料。
　　发射／接收技术是毫米波雷达的另一项关键技术。毫米波发射系统的射频源大致可分为三类：第一类是电真空器件构成的源：第二类是固态器件构成的源；第三类是其他方式产生的源，例如光导毫米波源等。在电真空器件中，已得到成熟发展的是回旋管。目前回旋管毫米波源的效率可达40％，60GHz频率上源的连续功率达200kW。俄罗斯和美国已经采用回旋管器件装备雷达和制导系统。在目前研制出来的各类固态器件中。雪崩二极管(IMPATT)和耿氏二极管(Gunn)是最适合做毫米波射频源的。准光学功率合成是美国提出的一种具有很好的应用前景的功率合成技术，利用它能制造出更为紧凑的毫米波导引头。准光学合成利用天线和透镜在空间将微波及毫米波固态器件的功率组合在一起来实现。将光学导电效应用来控制毫米波固态器件时。其宽带宽、损耗低、在控制和被控制元件之间几乎完全隔离、抗电磁干扰性好、质量小、紧凑、响应迅速且可单片集成。近年来，毫米波接收机技术已取得相当的进展，非冷却式毫米波外差接收机的性能水平已达到可与微波频段的水平相比较的程度。实践证明，在这些接收机中采用梁式引线的砷化镓半导体器件，对于频率在30～100GHz范围内的接收机设计也是很合适的。随着毫米波集成电路技术的发展，通常把振荡、放大、混频和其他控制器件集成为一个子系统，这样接收机／发射机集成在一起，能大幅度降低尺寸和质量，同时也降低了成本。目前，频率高达94GHz的集成振荡器、放大器、混频器、衰减器和相移器已批量生产。特别是在利用光学外差作用产生精确的毫米波信号，准光学极化处理、滤波、功率合成、收发双工、控制放大器增益。毫米波检波和下变频，光电转换等方面具有独特的优点。可以大大提高毫米波导引头的性能。
　　信号处理器是导引头的核心部件。它要完成许多重要的工作，例如控制发射机的工作射频和脉冲重复频率，多普勒频率跟踪，目标识别和抗干扰，末制导指令计算，导弹自检和导引头工作逻辑控制等。厘米波雷达中已广泛采用的信号处理技术，诸如脉冲压缩、视频积累、极化分集、动目标显示(MTI)、扩频、频率捷变、极化捷变和合成孔径以及线性预测法、Capon型法、信号子空间法、参量目标模型滤波法等这些超分辨技术都已经在毫米波雷达中得到应用。随着计算机技术、光学技术以及毫米波技术的不断发展，采用光学互连的极高速信号处理器正受到技术先进国家的重视。美国国防高级研究项目局于2002年启动了一项模拟光学信号处理技术研究计划，旨在研究工作频段在20MHz～100GHz频段范围内的光学信号处理技术。
　　毫米波制导技术的发展趋势之一是发展毫米波成像制导技术，由非相参发展到了一维高分辨成像，目前正向宽带二维乃至三维成像方向发展。另一个趋势是向毫米波／红外、毫米波主／被动复合制导等多模复合制导发展。此外，毫米波与光学技术相结合是值得注意的发展动向。
　　
　　三、典型的毫米波导引头
　　
　　美国陆军用于反导的爱国者PAC-3导弹，采用了毫米波导引头。针对弹道导弹和巡航导弹拦截任务。PAC-3主承包商洛马公司决定采用波音制导导航与导引头公司从1984年开始历经14年研制成功的8mm雷达，改装成配备新型相控阵的毫米波导引头，装入PAC一3弹头。爱国者PAC-3拦截弹导引头是一个距离跟踪、角度跟踪的主动式Ka波段多普勒脉冲雷达，由天线罩及其可展开的盖和释放装置、天线、三通道微波接收机、常平架及附加电子设备、中频处理器、数字处理器、行波管放大器／调节器／功率电源、主频发生器等组成，其长度为1.04m，质量为27，3kg。

该雷达导引头的技术特点有：
　　(1)设计针对两种目标状态：高速、雷达反射截面小的战术弹道导弹和低速、雷达反射截面大的吸气式目标：
　　(2)连续跟踪的双轴单脉冲天线支撑在常平架上，可最大限度地隔离弹体运动对稳定天线的影响，使导引头具有在拦截弹助推段高加速环境和交战中高机动环境下作战的能力；
　　(3)基于不同的多普勒频移，可全自动识、别和确定目标：
　　(4)信号接收机提供多级变换，最后以中频数字脉冲放大器输出，至少可达到50kHz的总信号处理带宽。
　　虽然PAC-3毫米波导引头不提供目标的图像，但是提供目标的仿形波形数据。仿形波形数据由判别目标头部、尾部和雷达质心的信息构成，能使制导处理器决定要击中目标的位置(导弹的弹头段)。制导处理器处理这些数据，并向姿控发动机提供指令，引导拦截弹飞向目标。
　　俄罗斯成功研制了一种毫米波主动雷达试验导引头。导引头重8kg，工作频率94GHz，天线直径12cm，对火箭发射架、履带车等不同目标的探测距离在0.5～2.8km范围内。该导引头已进行了地面和飞行试验验证。试验结果表明。它能搜索、探测陆基军事目标，从地形背景中提取目标特征，然后自动跟踪，并引导导弹击毁目标。
　　
　　四、毫米波雷达制导技术应用概况
　　
　　目前，毫米波雷达制导技术已大量应用于各类导弹以及末制导炮弹、末制导迫击炮弹和末敏子母弹等武器系统上。
　　毫米波应用于导弹制导方面的最早报道见于20世纪70年代。1978年，英国部署了采用8毫米波段毫米波雷达指令制导的长剑2地空导弹。
　　20世纪80年代出现了多种机载导弹的雷达导引头。由于这类导引头要求尺寸小，而对其作用距离的要求不是很远，因而常选用毫米波频段。由于毫米波自身的特点和技术优势，各国都竞相发展使用毫米波导引头的自寻的导弹。如长弓海尔法空地导弹、硫磺石反坦克导弹等。
　　美国著名的阿帕奇武装直升机上装备的长弓海尔法空地导弹是海尔法系列导弹中的一种。它采用毫米波主动寻的制导方式，可以在发射前或发射后锁定目标，具有“发射后不管”的能力和在全天候条件下作战的能力，可使载机发射导弹后立即隐蔽，最大限度地减少向敌火力暴露的时间，提高了直升机的生存能力。它利用机械扫描天线进行快速扫描，锁定目标后进行圆锥测角，并对目标进行跟踪。导弹弹径178mm，射程0，5～10km。于1998年7月装备部队，是美国陆军的重要武器装备之一，代表了未来直升机载武器系统的发展方向。
　　硫磺石导弹是英国MBDA公司研发的一种先进的毫米波雷达主动寻的制导反坦克导弹。该导弹在波音公司海尔法导弹基础上发展而成，采用3mm毫米波导引头，信号形式为FM，CW，发射机功率0.3W，单向圆极化发射，双向圆极化接收，采用卡塞格伦天线。导引头可以提供高分辨率的目标雷达回波图像，利用弹上算法进行实时目标识别和分类。一旦识别出目标，导弹即可对目标进行扫描以选择最佳瞄准和打击部位，从而可以最大程度地杀伤目标。导弹弹长1.81m，弹径178mm，弹重48.5kg，推进部分采用浇注双基推进剂固体火箭发动机，可采用空基或地基发射方式。导弹研制工作于1996年开始，2004年底开始批量生产，2005年3月开始进入英国皇家空军装备。
　　毫米波导引头将被用在先进反辐射导弹(AARGM)上。2006年4月美国海军和ATK公司成功完成了先进反辐射导弹的关键设计评审。现役的高速反辐射导弹(HARM)是美国压制防空(SEAD)系统的主要武器。HARM采用被动雷达制导，依靠敌方雷达信号实现自动寻的。若敌方雷达“关机”，HARM就成为无的之矢。为了将HARM升级为AARGM，将在HARM上加装工作频率为94GHz的主动毫米波制导雷达，变成被主动双模复合制导。当导弹接近目标时，若目标雷达已关机，则AARGM的毫米波雷达启动搜索模式，对目标区域进行搜索，一旦发现雷达天线等强回波信号，随即予以跟踪并制导AARGM命中目标。
　　灵巧弹药又称自导弹药，实际上是一种小型自主制导式导弹、炸弹和炮弹。灵巧弹药对于体积、重量、功耗以及战场恶劣环境中工作等方面的要求，使毫米波制导技术成为其优选制导技术。一些采用毫米波制导的灵巧武器已经装备部队，如美国的萨达姆、灵巧的目标激活发射后不管系统反坦克导弹，美国“陆军战术导弹系统”的改进型子母弹IBAT(采用毫米波／红外双模复合指导)，英国的灰背隼制导炮弹，法国的TACED子母弹、阿帕奇导弹，德国的ZTEPL子母弹、Smart反装甲炮弹，瑞典的BOSS制导炮弹，俄罗斯的标准灵巧反装甲子弹药等。
　　可以预见，毫米波制导技术作为全天时、准全天候的精确制导技术，将被更多的精确制导武器所使用。

GERBER · 发表于 2013-10-23 10:42

喜欢看的文章~！谢谢

stupid · 发表于 2012-4-2 20:07

好，不错。

Eband也是一个非常值得注意的频段。以及炒了很多年的60G WirelessHD 和 77G 倒车雷达。

Xuxingfu · 发表于 2012-6-2 23:26

美军海基X波（8-12GHZ)段雷达

SBX(海基X波段雷达)由一个安装在海上平台的先进雷达系统所构成。作为导弹防御署地基中段防御（GMD）项目的一个组成部分，SBX由美国两家航空航天制造业巨头波音公司和雷西昂公司联合研制，波音公司是五角大楼中段地基防御系统项目的主承包商，负责所有部件的测试和一体化工作，雷西昂公司是该项目组成部分的主要研制和生产商，重点负责拦截导弹及巨型反导雷达的研制和生产。

主要作用　　

SBX雷达系统主要用于监视近太空空间，辨别来袭的各种弹道导弹分弹头及假目标，通过海洋及大陆，向位于科罗拉多沙漠沙延山下深处的北美空天战略防御指挥中心实时传输信息。SBX可以对来袭的远程弹道导弹进行跟踪、识别和评估。它可以将数据发送给GMD的其它部分，从而方便地基拦截器对导弹进行拦截。在拦截器向来袭目标发射杀伤飞行器之后继续发送最新的目标信息。它在许多方面都是独一无二的。雷达全重2000吨，由最现代化的相控阵天线构成，共有69632个多频收发模块，雷达圆顶可以旋转。巨型反导雷达将装配在一个巨大的海上平台上，这个平台由海底石油钻探平台改进而成。巨型反导雷达系统最大的特点是能够在水面上航行，将不用拖船，自动驶往部署基地，航速可达到13公里/小时，共有65名工作人员。

基本功能　
　
建造共耗资8.15亿美元。如此庞大的身躯，如此惊人的成本，它必然有其过人之处。“这台海基X波段雷达，是目前惟一能在弹道导弹防御系统中发挥多种重要探测功能的平台。它可以在全球范围内部署，能提供来袭导弹的重要数据，在全世界独此一个。在导弹防御系统内，没有任何其他平台能提供所有这些功能。” 　　美国军方对于这台超级雷达信心十足。据美国军方说，这台雷达能发现数千公里外一个棒球大小的物体，而且还能区分出导弹弹头的真假。　　作为导弹防御署地基中段防御(GMD)项目的一个组成部分，主要用于探测和跟踪弹道导弹，并直接向美军导弹防御体系中的指挥、控制系统实时传输信息。由美国两家航空航天制造业巨头波音公司和雷神公司联合研制，波音公司是五角大楼中段地基防御系统项目的主承包商，负责所有部件的测试和一体化工作，雷神公司是该项目组成部分的主要研制和生产商，重点负责拦截导弹及巨型反导雷达的研制和生产。

先进技术　
　
是一种弹道导弹目标跟踪和识别雷达，采用高频和最先进的雷达信号处理技术，用于提供详细的弹道导弹跟踪和识别信息。它在许多方面都是独一无二的。雷达全重2000吨，由最现代化的相控阵天线构成，共有69632个多频收发模块，雷达圆顶可以旋转。X波段雷达具有天线波束窄、分辨率高、频带宽、抗干扰能力强等特点，主要用于对弹道导弹、巡航导弹和隐形飞机等空中目标的探测。雷达除了具有探测、提供预警情报的功能外，它还是一种火控雷达，情报人员可以通过它掌握来袭导弹的最新弹道数据，并将数据、图形传回夏延山指挥中心，从而由华盛顿的最高决策层下达是否拦截的命令。最后，雷达兵还可以通过它对拦截结果进行评估，同时将评估报告传回指挥中心。　　作为美国国家反导系统的“千里眼”，反导雷达系统与部署在阿拉斯加的福特格雷利和加利福尼亚范登堡空军基地的拦截导弹发射平台、北美空天战略防御指挥中心保持实时联系，与那里的10多枚陆基拦截导弹组成一张导弹防御网，保护美国本土的战略安全。

　　海基X波段雷达宽73米(240英尺)，长119米。其塔架从底端到天线罩顶端有86米多长，排水量约50000吨。比一个足球场还要大的主甲板上配有住舱、工作间、贮藏舱、发电室、驾驶控制室，为支持雷达天线阵、指挥、控制和通信组件及飞行拦截器通信系统数据终端提供地面空间和所需的基础设施。

　　海基X波段雷达设计用于跟踪和区别空间小目标，对导弹防御特别有效。因为它能为导弹防御指挥控制系统提供非常精确的信息，有助于指导地面和海基拦截导弹直接拦截来袭导弹的弹头，实施“命中即摧毁”的拦截，并不受诱饵和对抗措施的干扰。　　为测试其耐久力和全面适航能力，海基X波段雷达成功的航行于北太平洋的冬季风暴中，在50英尺高的海浪和狂风中以每小时100海里的速度行驶。　　

海基X波段雷达的平台原本设计用于北海恶劣环境(巨浪、狂风和寒温)下的石油钻井。与某些已发布的消息相反，这是海基X波段雷达第一次离开夏威夷向北阿拉斯加进发。在过去离开夏威夷的几个月里，海基X波段雷达进行了海上试验，雷达校准以及导弹防御支持实验，而非向阿拉斯加进发。　　

2006年7月5日，负责美国本土防御的北方司令部召开新闻发布会：当朝鲜在当地时间5日凌晨3时 32分发射第一枚导弹后，他们便在第一时间收到夏延山地下指挥中心发出的警报，并以最快的速度测算出导弹的相应分析数据。此后,朝鲜又接连发射了6枚导弹。北方司令部也跟夏延山保持着即时的信息互换。五角大楼发言人5日晚些时候也向媒体表示：“几乎就在‘大浦洞2号’导弹掉进日本海的那一刻，指挥中心就明白无误地告诉我们：导弹不会威胁到美国本土。”由此算来，指挥中心从监控到朝鲜导弹发射，到分析判断出其是否对美国构成威胁，大概只用了41秒。美国在朝鲜导弹发射事件中反应如此迅速，部署在阿留申群岛的海基X波段雷达()是功不可没的。　　母港——埃达克岛位于阿留申群岛西部。美军认为，将部署到那里，如果美国遇到“来自亚洲的导弹袭击”，反导系统将赢得更多反应时间。凭借自行部署的机动优势，并与其它预警雷达配合，已经实现了对亚太地区的雷达覆盖。

Xuxingfu · 发表于 2012-6-2 23:33

美国的大型国防合约商雷神公司介绍，美国军事实力就体现在这家公司

公司类型公开，纽约证券交易所: RTN)
成立于 1922年
总部地点马萨诸塞州
重要人物威廉·H·史瓦森（William H. Swanson），董事长兼总裁
产业国防承包商
产品军火、电子仪器
年营业额 ▲ $ 25.183 billion (2010)
税前盈余 ▼ $ 2.607 billion (2010)
税后纯利 ▼ $ 1.840 billion (2010)
总资产 ▲ $ 24.422 billion (2010)
总资产净值 ▼ $ 9.890 billion (2010)
员工数 72,000 (2010)

[2]
网址 Raytheon.com

雷神公司（Raytheon Company）是美国的大型国防合约商，总部设在麻州的沃尔瑟姆。雷神在世界各地的雇员有73,000名，营业额约200亿美元，其中超过90%来自国防合约。根据Defense News 2005年的数据雷神是世界第五大国防合约商。[3]

目录 [隐藏]
1 历史
2 事业
3 产品
3.1 雷达和传感器
3.2 电子战装备
3.3 卫星传感器
3.4 通讯
3.5 放射性物质探测系统
3.6 导弹防御系统
3.7 半导体
3.8 导弹
3.9 高科技模拟器
3.10 商务客机
4 新闻和重要事件
4.1 911事件
4.2 史瓦森的不成文管理准则
4.3 NBC指控陆军招标不公平
4.4 自愿下市
5 注释
6 外部连接

   历史两位前学校室友劳伦斯·K·马歇尔和凡尼瓦·布什与科学家查理·G·史密斯三人在1922年在马萨诸塞州的剑桥成立了“美国器械公司”，此公司的第一件产品基于史密斯过去的研究所发展的一种氦整流器[4]，此管被命名为雷神（Raytheon，意即:神之光）并被用在交流电转接盒上，一种用插座取代大型电池为无线电接收器供电的产品。公司名称在1925年改为雷神。

第二次世界大战时，雷神从制造供雷达使用的磁控管开始，进而生产整个雷达系统。在1945年，雷神公司的培西·史宾赛（Percy Spencer）发明了微波炉，他发现磁控管也能用来烹饪食物。在1948年雷神开始制造导向导弹，战后那几年雷神也制造无线电和电视发送器与相关产品，并取得D. C. Heath出版社参与教育类出版产业。雷神在1950年代开始参与晶体管制造，产品包括很受欢迎的CK722，贩卖对象为业余爱好者。

雷神公司在1980年取得毕琪飞机制造公司，1993年取得英国航太（BAe）商务客机生产线，这两项购案所得在1994年合并后成立雷神飞机公司。

在1990年代中期，雷神购得E-系统公司和德州仪器公司的军事相关事业。1997年雷神从通用汽车公司手中购得休斯飞机公司，此购案包含一些休斯之前购买的产品的生产线，包括从通用动力公司买来的导弹事业、Delco电子的军武部门和Magnavox电子系统公司，这些购案和合并案使雷神公司增加许多重要生产能力。

事业雷神公司有七大主要事业，包括:

雷神防卫系统公司，本部设在马萨诸塞州的Tewksbury，总经理是Dan Smith
雷神情报和资讯系统公司，本部设在德州的Garland，总经理是Mike Keebaugh
雷神导弹系统公司，本部设在亚利桑那州的Tucson，总经理是Taylor Lawrence
网络中央系统公司，本部设在德州的McKinney，总经理是Colin Schottlaender
雷神飞机公司，本部设在堪萨斯州的Wichita，董事长是James E. Schuster
雷神技术服务公司，本部设在维吉尼亚的Reston，总经理是Bryan Even
雷神太空暨空用系统公司，本部设在加州的El Segundo，总经理是Rick Yuse
[编辑] 产品[编辑] 雷达和传感器雷神公司在雷达（包括AESA）、光电传感器和其它供陆、海、空军事设备使用的先进电子系统是世界领先的研发和制造商，例子包括:

F-15鹰式战斗机使用的APG-63和APG-70雷达
F/A-18黄蜂式战斗攻击机使用的APG-65、APG-73和APG-79雷达
F-22猛禽战斗机使用的AN/APG77雷达（与诺斯洛普‧格鲁曼公司合作发展）
F-14D雄猫式战斗机使用的APG-71雷达
B-2隐形轰炸机使用的APQ-181雷达
ALR-67和ALR-69A雷达预警接收器
ALQ-184电子反制夹舱
ALQ-228先进前视红外线标定装置夹舱
RQ-4全球之鹰的整合传感套件
搜寻海面目标的SeaVue系列雷达
机动雷达如TPQ-36/TPQ-37寻火者雷达和MPQ-64哨兵雷达
大型固定式雷达如铺爪、BMEWS和美国国家导弹防御系统的X波段雷达（XBR）
SLQ-32舰上电战系统
电子战装备AN/ALE-50拖曳诱饵系统
   卫星传感器雷神常和波音公司、洛克希德‧马汀和诺斯洛普‧格鲁曼联合参与卫星传感器事业，设在加州El Segundo的太空暨空用系统公司的主要项目即此，这是雷神从休斯继承而来的事业，例子包括:

为弹道导弹防御而研发的太空追踪和监视系统（STSS），雷神负责建造它的传感器酬载。
El Segundo场也是雷神雷射产品优秀的研发和生产中心

雷神公司的海军多频终端机（NMT）是第一种能用低和中级资料速率波形成功登入美国军事战略战术中继卫星（Milstar）并与之通讯的先进下世代卫星通讯终端机。
此系统为海军指挥官和水手提供了更大的资料容量，并加强了对敌方拦截和干扰的防护。

   通讯雷神公司的通用控制系统（UCS）是一种无人飞行系统（UAS）的“座舱”，此系统在提供操作多架无人机的能力的同时革命性的改善了操作员觉察能力和效率，并并降低事故可能。
雷神也生产软件无线通讯器和数位通讯系统在军事方面使用如联合接战能力（CEC），并且参与美国海陆局域网路（NMCI）、梯队系统（ECHELON）和联合战术终端（JTT）等计划。
[编辑] 放射性物质探测系统作为此公司正成长中的本土安全事业的一部份和战略焦点，雷神与其他承包商合作发展了先进分光镜入口（ASP），使得国境官员得以看穿运输工具和集装箱有无放射性物质。[5]

导弹防御系统雷神在陆基中途防御系统的架构内发展了一种陆基拦截器（GBI），包括喷射导弹和外大气层截杀载具（EKV）。

   半导体雷神也制造供电子产业用的半导体，在20世纪末他曾生产种类广泛的集成电路和其它元件，但从2003年起他的半导体事业专攻供无线电通讯用的砷化镓（GaAs）元件，他也正尝试研发供下世代雷达和无线电使用的氮化镓元件。

   导弹雷神是导弹及相关导弹防御系统的领先研发商，例子包括:

AGM-65小牛导弹
AGM-129先进巡航导弹
AGM-154联合远距攻击武器
FGM-148标枪导弹
FIM-92刺针导弹(AIM-92)
AIM-7麻雀导弹
AIM-9响尾蛇导弹
AIM-120先进中程空对空导弹
BGM-109战斧巡航导弹
MIM-104爱国者导弹
   高科技模拟器雷神公司也为训练总部制造和运作先进战场电脑模拟器（ABACUS）和高级队形训练器（HFT）供从小型专门部队到军层级对象使用。

   商务客机雷神公司用毕琪飞机公司和霍克飞机公司的名称生产一些企业用喷射机，雷神公司目前只生产两种军用飞机，T-6 Texan II和T-1 Jayhawk，两者皆是为空军生产的教练机。民用生产线重命名为霍克毕琪飞机公司后卖给Onex企业。

Xuxingfu · 发表于 2012-6-3 12:03

本帖最后由 Xuxingfu 于 2012-6-3 16:10 编辑

AN/APG-63雷达

名　　称　火力控制雷达
体　　制　脉冲多普勒、单脉冲
波　　段　X（8～12GHz）
研制单位　Hughes Aircraft
研制时间　1969～1974年
装备时间　1974年
装备机种　F-15A/B/C/D, P-3 Orion, F-15
配用武器　AIM-7F，AIM-9L，20mm M61机炮
工作状态　空空，空地，目标照射，地图测绘，空地测距，导航修正，
　　　　　信标，ECCM，间歇式工作
现　　状　正在生产，服役

技术特点

　　APG-63雷达设计的主要目标是在保证作战能力的同时应具有高可靠性及可维护性。为此吸取了F-14和F-111D MK·2综合电子系统过于复杂的教训，取消了多目标跟踪能力，作用距离减少15%，放弃盲目轰炸能力，折衷考虑可靠性与高性能，且研制费用仅为AWG-9费用的1/3。
　　在APG-63中首次实现用MPRF波形的PD概念。因此这是第一部具有高、中、低三种脉冲重复频率的全波形数字式脉冲多普勒雷达。MPRF可单独使用，也可与HPRF波形交替使用。可在所有雷达载机高度上对所有方位角进入的(包括由正侧方进入的)目标都有良好的上视和下视探测能力。为了保证MPRF的探测距离，采用了13位巴克码脉压。自此PD雷达真正实现了全向、全高度，无速度覆盖缺口的下视探测。
　　该雷达以空空状态为主，空地状态为辅。表1列出雷达各种工作状态。雷达通过中心计算机/雷达接口与计算机交连，计算机用Fortran语言编程，作战飞行程序有8种软件。主要功能由安装在油门杆与驾驶杆上的开关控制。工作状态由雷达控制面板上的“状态选择”开关控制。
　　雷达有严格的可靠性保证计划。除要求各分机电路应尽量组件化外，还要求按STD-883B级军用标准对元器件进行严格的二次筛选。元件总数25000个，77块4×6英寸和12块6×9英寸具有两种功率控制能力的四种基本组件构成雷达的大部分电子线路。组件的每一面都是六层印制电路板，线路板间夹有皱纹铝芯结构的空气冷却热交换器，在1立方英尺的元件空间中可耗散1500瓦功率而不致损坏元件。(这块PCB技术有技术含量，兴森快捷可以做不？）

元器件筛选条件为：
　　整机老炼
　　时　　间　95h
　　元件老炼
　　时　　间　温度125℃、时间168h
　　热冲击　温度范围-65℃～+150℃，共10次
　　离心加
　　速　　度　30000g
　　高温存贮　温度150℃，时间24h
　　该雷达有较为完整的BIT系统，其有效性达90%，故障隔离度达95%以上。BIT的MTTR为1.2小时，外场拆换LRU只用5分钟。目前MTBF的使用统计值已达30～35小时。
　　于1969年签定936万美元的研制合同，1972年交付第一台原型样机；1974年开始服役于美国空军，当时售价每部75万美元。自1980年中生产的所有APG-63均装有可编程信号处理机、高速数字计算机，可以通过改变软件(而不是硬件)使系统快速响应新的战术或武器。这种雷达已装备F-15C和F-15D。在此之前生产的F-15飞机也要改装这种雷达。
　　McDonnell Douglas公司1984年3月称，以色列的F-15已击毁56架苏制飞机，其中包括3架米格-25，而未丢失一架。该雷达还用于海军的反毒品走私飞机P-3 Orions。到1986年初，包括与日本合作生产的在内，已生产了650部。

性能数据

LRU　　　 9
天线口径　84cm
扫描范围　方位　　　　　±60°
　　　　　俯仰　　　　　±60°
　　　　　横滚　　　　　±100°
　　　　　最大覆盖范围　120°
波　　段　I/J
PRF　　　 HPRF　　200kHz
　　　　　MPRF　　11kHz
　　　　　LPRF　　2kHz
输入功率　AC　10.5kVA (最大12.66kVA)
　　　　　DC　750W (最大)
输出功率　12.9kW
作用距离　＞185km
分辨力　HPRF距离分辨力9.2km
　　　　　MPRF距离分辨力150m
冷　　却　空气15.5lb/min (85℉)
　　　　　液体3.8gal/min (115℉)
雷达预热　3min
MTBF　　　60h (设计值)
显示方式　HUD、CRT、PPI
重　　量　221kg
体　　积　0.25m3

分机概况

　　雷达有7个LRU装在机头的设备舱内，雷达控制盒在驾驶员座舱内。
　　1．天线　　低旁瓣圆形平板缝阵天线。上面装有L波段敌我识别器用偶极子阵列。天线用三轴万向支架(6个旋转关节)固定，液压驱动。单脉冲的方位差与俯仰差输出时分割地共用一个通道，因此是和与差两通道单脉冲。一个保护喇叭用于接收机保护通道，抑制MPRF的旁瓣强点状杂波。
　　2．发射机　　采用液冷螺旋聚焦栅控行波管。在大功率时用多次电子轰击限幅器保护接收机，该器件插入损耗0.5分贝，恢复时间小于50毫微秒(有的已小于5毫微秒)。
　　3．激励器　　高稳定的晶体振荡器。有几个可供驾驶员选择的频率通道。激励器对HPRF波形进行线性调频调制。
　　4．接收机　　90°移相合并两通道单脉冲接收机。另有一接收机保护通道。主通道用参放对微波信号进行低噪声放大。
　　5．模拟处理机　　对接收机的中频信号进行模拟式处理。用模拟滤波器抑制HPRF波形的主瓣杂波，抑制能力达80分贝。
　　6．数字信号处理机　　由44个组件构成的固定编排的流水线处理机。用512点的FFT进行HPRF信号的多普勒滤波。用数字双延迟线对消器消除MPRF波形的主瓣杂波，抑制能力达55分贝。用16点的FFT进行MPRF信号的多普勒滤波(只有9个能有效利用)。
　　7．数据处理机　　一个采用随机存取磁芯存贮器、容量16K(1979年改为24K的存贮器)，字长24位的通用计算机。监视、确定并自动控制雷达工作状态，指挥所有其它分机，控制天线伺服系统，跟踪系统采用卡尔曼滤波技术。计算并确定主瓣杂波的频率及位置。控制截获目标的顺序。控制整个雷达系统BIT执行程序的能力，存贮检测结果，向BIT显示器报告已隔离的故障。
　　8．电源　　低压电源包括天线伺服驱动线路和直流功率预调线路。
　　9．雷达控制盒　　装在驾驶员座舱左侧的仪表板上。发射武器前的所有准备工作和顺序编排均由控制板进行，主控开关控制武器发射/投放信号。

Xuxingfu · 发表于 2012-6-3 12:18

AN/APG-70火力控制雷达

名　　称　火力控制雷达

体　　制　脉冲多普勒、单脉冲
波　　段　X
研制单位　Hughes Aircraft
研制时间　1979年
装备时间　1987年一季度装备F-15C/D
装备机种　F-15改进型、F-15E/C/D
配用武器　AIM-7F/M、AIM-9L、AIM-120、AMRAAM、20mm机炮
工作状态　空空，空地，高分辨力地图测绘，空地测距，边扫边跟，袭击判断
现　　状　正在研制
技术特点
　　1984年3月美空军选择McDonnell Douglas的新型用战斗机F-15E作为F-111的补充，执行空空与空地两种任务。按照美空军多阶段改进计划(MSIP)在APG-63的基础上研制改型雷达装备F-15E，雷达命名为APG-70。
　　APG-70雷达是第一部采用“高PRF距离选通”技术的脉冲多普勒雷达。APG-70的高PRF为200千赫，用了20000个多普勒滤波器，每个距离门500个。该技术用于远距搜索状态，只用高PRF一种波形无需交替中、高两种波形就可提供比中PRF波形好得多的头部半球和尾部半球两种环境中的探测能力。距离选通高PRF远距搜索是一种新状态，可使驾驶员探测远距目标并对其分类，然后转入边扫描边跟踪状态，并集中搜索目标密集成串的区域。新状态使目标分类识别能力提高5倍。不需要状态的跳变就能区分出相互距离小于90米的目标。
　　研制中特别强调空地能力的增强，雷达增加了SAR高分辨力地图测绘功能。多普勒波束锐化状态可在5°～60°扇形内的任何角度上对37～90公里远的目标区进行实时高分辨率测绘。对密集目标的分辨能力(方位)比原来提高12倍，具备了袭击判断能力。袭击判断时对64千米处的目标方位分辨力达18米，16千米处的方位分辨力可达2.5米。
　　雷达系统有探测和测量目标发动机叶片回波的能力。系统内增加了自动电子抗干扰设备，雷达可以检测ECM对进入信号的影响，对诸如噪声、距离门拖引和速度拖引等一般干扰都可识别，并能响应或更新必要的抗干扰措施。
　　雷达研制过程中采用了一种新型软件编制工具，数字软件综合台(DSIS)，程序编制人员能在硬件完成前检查PSP的软件包。DSIS能在10天内完成硬件最后的检验及综合。包括电磁干扰试验和硬件装配。1987年5月随第一部生产型APG-70推出了只包括空空功能的“作战软件包”；第二个软件包预定1988年11月推出，它将具有用于F-15E的全部空空与空地能力。
　　APG-70的机内测试能力大大超过APG-63。目前正在F-15C/D上飞行的APG-63可编程改型雷达的MTBF为23小时，MTBR为16小时，而APG-70的MTBR为25小时，期望MTBF增加到80小时。雷达自测试能力得到改善，测试目标数目由2个增加到10个。
　　根据MSIP，将有约39架F-15C/D装备只包括空空功能的APG-70雷达；只有392架F-15E才装备具有高分辨力地图测绘和空地武器投放能力的APG-70 雷达，它必须包括SAR的硬件及软件。第一架装有只包括空空功能的APG-70雷达的F-15C/D已于1987年6月交付Eglin空军基地。用于F-15E的APG-70正在F-15E上作空中试验，以评定系统的高分辨力地图测绘状态，试验持续到1988年。
性能数据
空空作用
距　　离　最大139km
天线口径　84cm
射频带宽　比APG-63增加了75%
天线驱动　驱动速率140°/s
空地分
辨　　率　可达2.6m (方位)
空空分
辨　　率　可达30.5m (方位)
波束锐化
范　　围　±5°～±60°
扫描范围　120°×120°
MTBR　　　25h
MTBF　　　80h
分机概况
　　APG-70由APG-63的七个组合改为六个组合。其中雷达数据处理机、可编程信号处理机、模拟信号转换器与接收机/激励器是全新组合，发射机及控制组合作了修改，只有电源与天线保持不变。
　　1．发射机
　　经修改具有高平均功率，采用液冷栅控行波管，以适应快速的PRF转换。
　　2．接收机/激励器
　　该全新组合具有32个相参射频通道，可频率捷变，射频带宽增加了75%，在地面地图测绘状态的分辨力可达2.6米。该组合十分灵活，信号幅度、PRF、灵敏度也可捷变。
　　3．天线
　　天线本身与APG-63一样，但在不改动电源的情况下，驱动速率已由70°/秒增加到140°/秒。
　　4．模数信号转换器
　　全新组合，包括两个A/D转换器。一个用于空地状态，对地面回波识别，2.6米分辨力；一个用于空空状态，取得最佳杂波抑制和30.5米的分辨力。
　　5．可编程信号处理机
　　门阵列技术的不断进展大大提高了计算机的处理速度和存贮容量。APG-70采用了1.37×1.37厘米的芯片，它可载8000个门。尽管体积、重量和耗电与APG-63的信号处理机一样，但处理能力却是APG-63处理机的5倍。APG-63的处理速度为7.1MCOPS；APG-70为33MCOPS，需要时还可增加到44MCOPS。为了满足距离选通高PRF远距离搜索状态FFT运算的需要，处理机必须在5微秒内建立二万个多普勒滤波器。该组合用苹果IIE型个人计算机，体积0.028立方米，重60磅，25%PSP软件用Jovial J73语言。
　　6．雷达数据处理机
　　这是全新组合。固存为1024K，比APG-63大11倍，快4～5倍。大约220K用于空空状态，110K用于空地状态，200K用于BIT，64K用于Jovial编程语言要求的可擦除存贮器，400K留待将来使用。90%的数据处理机软件用Jovial J73语言

Xuxingfu · 发表于 2012-6-3 12:48

空中雷达

Xuxingfu · 发表于 2012-6-3 12:55

陆基雷达

Xuxingfu · 发表于 2012-6-3 13:35

海基雷达

Xuxingfu · 发表于 2012-6-3 13:44

空间雷达

Xuxingfu · 发表于 2012-6-3 16:32

APQ-181雷达，用于B2轰炸机

AN/APQ-181雷达系统
The world's stealthiest radar, the APQ-181 is a low probability of intercept, all-weather system that enables the B-2 Spirit stealth bomber to penetrate the most sophisticated air defenses.世界隐秘的雷达，APQ-181是一种低截获概率，全天候系统，使B-2幽灵隐形轰炸机渗透到最先进的防空系统。 The AN/APQ-181 radar system enables the unique combination of stealth, range, payload, and precision weapons delivery capabilities of the US Air Force B-2 Spirit stealth bomber. AN/APQ-181雷达系统，使独特的组合，隐形，航程，有效载荷和精确制导武器，美国空军B-2幽灵隐形轰炸机的交付能力。 The radar currently employs a passive, two-dimensionally scanned antenna, with a mode suite that provides detection and precision engagement of time-critical targets.目前该雷达采用被动的，两个三维扫描天线，用一个模式套件，提供时间关键目标的精确检测和参与。

While its AN/APQ-181 attack radar possesses a maritime search mode, the demise of the AGM-137 TSSAM denied the B-2A a suitable weapon for anti-shipping strike.虽然其AN/APQ-181攻击雷达具有海上搜索模式，消亡的AGM-137 TSSAM否认的B-2A合适的武器为反航运罢工。 While in theory it could be adapted to deliver naval mines in the manner performed by the B-52G/H and the B-1B, ensuring accurate deliveries requires a low altitude drop with concomitant potential for exposure, and a reduction in combat radius.虽然在理论上，它可以适应的方式进行的B-52G / H和的B-1B提供水雷，确保准确的交货需要伴随潜在暴露与低海拔的下降，减少作战半径。 The same difficulties would also arise with carrying the AGM-84 Harpoon, which would also require a weapon specific interface.同样的困难也将出现携带AGM-84鱼叉，这也需要特定的武器接口。

The AN/APQ-181, designed specifically for the Northrop Grumman B-2 Spirit stealth bomber, is a multimode radar system operating in the Ku-band (12.5 to 18 GHz). AN/APQ-181，诺斯罗普·格鲁门公司的B-2幽灵隐形轰炸机的设计，是多模雷达系统运行在Ku波段（12.5至18 GHz）。 The radar features 21 separate modes for terrain-following and terrain-avoidance, navigation system updates, target search, location, identification and acquisition and weapon delivery.该雷达具有21单独的模式地形跟踪和地形回避，导航系统更新，目标搜索，定位，识别和采集和武器交付。 The APQ-181 is a completely redundant modular system which employs two electronically scanned antennas, sophisticated software modes and advanced Low Probability of Intercept (LPI) techniques that match the aircraft's overall stealth qualities. APQ-181是一个完全冗余的模块化系统，采用电子扫描天线，先进的软件模式和先进的低概率拦截（LPI）技术，符合飞机的整体隐身素质。

The LPI approach used is understood to be a collection of individually effective design and operating techniques that, when integrated, greatly diminish the effectiveness of radio frequency emitter location sensor systems.使用的LPI的做法被理解为一个单独有效地设计和操作技术的集合，整合，大大减少了无线电频率发射器位置传感器系统的有效性。 LPI techniques include unique performance features built-in to the hardware and operated under radar mode control.的LPI技术包括独特的性能特点内置的硬件和雷达模式控制下运作。

To meet reliability specifications and provide for operational redundancy, the APQ-181 provides two separate radar sets, each consisting of five Line-Replaceable Units (LRUs): antenna, transmitter, Radar Signal Processor (RSP), Radar Data Processor (RDP) and receiver/exciter, with all but the antennas able to function for either or both radar units.为了满足可靠性规格，并提供业务冗余，APQ-181提供了两个独立的雷达装置，每五线可更换单元（LRU的）组成：天线，发射机，雷达信号处理器（RSP），雷达数据处理器（RDP）和接收机/激励器，所有的天线能够发挥作用的一方或双方雷达部队。 These LRUs weigh 955 kg and have a volume of 1.485 m3.The LRUs are installed in the aircraft in three zones.这些LRUS重达955公斤，体积1.485 m3.The LRUS安装在飞机在三个区域。 Each 260 kg antenna is mounted behind a large radome some 8 ft outboard of the aircraft centreline, just below the flying wing's leading edges.每260公斤的天线安装约8英尺的飞机中心线的外侧，仅低于飞翼的领先优势，后面的大罩。 Antenna locations are marked by large, slightly darker, rectangular patches visible on the underside of the aircraft.天线位置的标志是大，稍深，可见飞机底部的长方形补丁。

Xuxingfu · 发表于 2012-6-3 16:38

Xuxingfu 发表于 2012-6-2 23:33 $ v, ^( p5 l, r) z" s
美国的大型国防合约商雷神公司介绍，美国军事实力就体现在这家公司
9 N3 q3 }* R. w- ?' q5 K, `9 Q1 V* ~) Y1 `# m4 V
公司类型公开，纽约证券交易所: RT ...

雷神公司是砷化镓(GaAs)、氮化鎵(GaN)技术的引导者之一!

qiangqssong · 发表于 2012-6-4 17:24

不错，了解下！！

Xuxingfu · 发表于 2012-6-9 22:59

亚毫米波天文学
　　
　　射电天文学中按电磁波波段区分,使用毫米波段(波长 1～10毫米)和亚毫米波段（波长约为0.35～1毫米）进行天文观测研究的一个分支。二十世纪五十年代研制成一系列小型毫米波射电望远镜，主要用于测量大气对毫米波传播的效应和观测太阳、月球和行星的准热辐射。到六十年代后期，从毫米波向短波方向和从红外波段向长波方向的技术发展使天文观测进入了亚毫米波段。

　　发展概况毫米波天文学对星际物质、恒星的形成和演化等重要课题作出贡献是七十年代的事，这主要是由分子天文学的发展促成的。继六十年代发现星际羟基(OH)、水汽(H2O)、氨(NH3)和甲醛(H2CO)分子后，到七十年代末已陆续发现了50多种星际分子。分子波谱学表明,较轻分子（分子量<40）低J值（J是与能级有关的转动量子数）的纯转动跃迁和较重分子高 J值的跃迁主要落在毫米波和亚毫米波段。在星际空间激发条件下，许多在天体物理上有重要性的分子，其纯转动跃迁的一系列谱线的强度峰值也落在毫米波和亚毫米波段上。图1绘有乙腈(CH3CN)等分子谱线的峰值波长。事实上，迄今已陆续发现50多种星际分子的300多条谱线,有70％落在毫米波段。1977年在猎户座KL源核中观测到一氧化碳(CO)分子的 J为3→2（即从J=3跃迁到J=2）波长为0.87毫米的谱线，这标志分子天文学开始进入亚毫米波领域。绝大部分星际分子是美国国立射电天文台的口径11米的毫米波射电望远镜发现的，至于亚毫米波观测至今还是借用光学望远镜进行。1968年观测到了早已预言过的氢原子36.5京赫（波长8.2毫米）的H56α谱线，这标志着原子复合谱线的观测研究已推进到毫米波领域，为研究温度较低、密度较高的电离氢区的物理状态和运动特性提供了一个有效的手段。当然，毫米波和亚毫米波连续射电的观测研究也有重要意义。毫米波和亚毫米波段背景辐射频谱和空间分布特性的精密测量，是当代宇宙学的重大实测课题之一。冷而密的星际气体和尘埃的准热辐射谱的峰值及其辐射能量，往往集中在毫米波和亚毫米波段，在这些波段上的观测将为研究恒星的起源与演化提供十分重要的信息。类星射电源、射电星系特别是特殊星系的星系核活动过程，首先在频谱的短波段反映出来。对其强度和偏振随时间变化的观测研究，将有助于人们加深理解其巨大能量的产生机制。毫米波和亚毫米波天文学作为射电天文学的一个分支，并不在于它的研究对象和课题与其他分支有什么不同，主要在于所用仪器和观测方法自具特点。天文学家对毫米波、亚毫米波和远红外波段并没有规定过严格的界限，不过这些波段在观测方法和仪器技术上既有区别，又有联系。

　　地球大气对毫米波和亚毫米波观测的效应毫米波和亚毫米波天文观测是在氧和水汽等分子吸收带之间的一系列地球大气窗口进行的(图2)。这些窗口的波长约为8、3.4、2.3、1.4、0.86、0.74、0.65、0.45、0.36毫米。窗口的透明度或吸收随地球对流层水汽含量而异，一般具有线性关系。大气不仅吸收电波,本身还产生噪声辐射,而且波长越短,大气吸收和噪声辐射越大,使射电望远镜观测的信噪比明显下降。然而更严重的是，大气参数（主要是水汽含量）的空间的和时间的起伏，引起大气折射、吸收和辐射的起伏，从而使射电望远镜的观测受到限制。对流层中水汽具有尺度为几十米到上千米的空间分布不均匀性，使经过大气到达大型射电望远镜（单天线或干涉仪）天线上的电波有不同的光程差。显然，水汽还随时间变化起伏，从而降低天线视增益，歪曲天线指向，恶化干涉图形，并限制射电望远镜的分辨率。至今对大气水汽含量起伏的实测和理论研究还十分不够，普遍认为大气水汽含量越小，其起伏也越小。鉴于大气效应的严重性，在选择射电天文台台址和观测方法上都应考虑减少大气效应的影响。

　　毫米波和亚毫米波天文台比一般射电天文台有更严格的要求，主要要求台址上空大气中水汽含量小而稳定，一般认为大气中水汽含量经常在1～3毫米是毫米波天文台的必要条件。亚毫米波天文台则要求大气水汽含量经常小于1毫米。因为大气中水汽密度随高度按指数律递减，所以毫米波天文台应设在海拔2,000米以上,而亚毫米波天文台则应设在海拔4,000米以上。著名的美国国立射电天文台的孔径为11米的毫米波望远镜就设在海拔 2,025米的基特峰。

　　在毫米波和亚毫米波段普遍采用射束转换观测方法，就是使天线的射束交替地指向所观测的射电源和它的邻近的天空背景。当对流层处在天线的近场之中，彼此转换的两个射束在对流层中几乎重合，因此对流层不均匀性引起的噪声起伏在射束转换接收系统中被作为背景而几乎抵消掉了。由图3可见，射束转换方法对消除大气噪声起伏有十分明显的效果。

　　毫米波和亚毫米波望远镜天线毫米波望远镜天线绝大多数是单个抛物反射面类型。反射面偏离最佳吻合抛物面的公差(均方根值σ)和天线口径效率η 的关系是, 其中η0为无公差反射面天线口径效率。图2绘有给定σ时η 随波长的变化。天线的最短工作波长可以取为λmin≈20σ。目前全世界天线口径D为10～22米的毫米波望远镜约10台，绝大多数最短工作波长在3～4毫米左右，相对精度σ/D ≈10-5。大口径的天线必须采用“保形”原理来建造，才能保证重力变形后的反射面与最佳吻合抛物面的偏离不超过允许公差。在这种情况下，最佳吻合抛物面的参数随天线俯仰角而变动，因此，需要有一套伺服系统，使馈源或卡塞格林副面作相应的变动。为了使反射面热变形不超过允许公差，必须采用天线罩或天文圆顶，控制天线周围环境温度，或在反射面背架上覆盖隔热通风罩,以控制反射面温差。相对精度高达10-6量级的反射面的检测问题，至今仍是毫米波和亚毫米波天线研制中一个尚待解决的课题。天线的电性能和跟踪指向精度随天线指向而异，不能再用地面常规方法，而只有通过对一系列标准射电源的观测才能测定。专用的地面亚毫米波望远镜尚未问世，至今仍是利用大型光学望远镜的“空闲时间”（如早晨、黄昏和月夜等）进行观测。

　　单天线毫米波望远镜的分辨率在十几角秒左右。为了提高分辨率，正在积极研制毫米波干涉仪。主要问题在于研制低损耗高稳定度的传输系统，以及减小大气不均匀性对干涉效应的影响。日本研制成8毫米波段太阳多天线射电干涉仪。美国正在研制由两个6米天线组成的T形毫米波综合孔径射电望远镜，11～15毫米波段的系统已投入观测。法国研制成 8毫米波段双天线射电干涉仪。这些干涉仪的分辨率比单天线要提高一个到两个量级。

　　毫米波和亚毫米波辐射计在毫米波和亚毫米波段相干型和非相干型辐射计被同时采用。相干辐射计用超外差接收系统测量入射电磁波的幅度，同时能获得其相位信息，这种辐射计适用于连续谱和谱线射电的单天线和干涉观测。非相干辐射计用测辐射热计等器件测量入射电磁波的功率，其输出正比于电磁波幅度的平方，但不能获得其相位信息。这种辐射计目前主要用于短毫米波和亚毫米波段单天线连续谱射电观测。

Xuxingfu · 发表于 2012-6-9 23:22

毫米波技术应用及其进展

[摘要] 介绍了毫米波技术在通信、雷达、制导、电子对抗和激光光谱学等方面的应用及相应的毫米波元件和器件的进展。关键词：毫米波系统元件器件
1引言
毫米波的工作频率介于微波和光之间，因此兼有两者的优点。它具有以下主要特点： 1）极宽的带宽。通常认为毫米波频率范围为26.5～300GHz，带宽高达273.5GHz。超过从直流到微波全部带宽的10倍。即使考虑大气吸收，在大气中传播时只能使用四个主要窗口，但这四个窗口的总带宽也可达135GHz，为微波以下各波段带宽之和的5 倍。这在频率资源紧张的今天无疑极具吸引力。 2）波束窄。在相同天线尺寸下毫米波的波束要比微波的波束窄得多。例如一个 12cm的天线，在9.4GHz时波束宽度为18度，而94GHz时波速宽度仅1.8度。因此可以分辨相距更近的小目标或者更为清晰地观察目标的细节。 3）与激光相比，毫米波的传播受气候的影响要小得多，可以认为具有全天候特性。 4）和微波相比，毫米波元器件的尺寸要小得多。因此毫米波系统更容易小型化。由于毫米波的这些特点，加上在电子对抗中扩展频段是取得成功的重要手段。毫米波技术和应用得到了迅速的发展。

2毫米波技术的应用

表面上看来毫米波系统和微波系统的应用范围大致是一样的。但实际上两者的性能有很大的差异，优缺点正好相反。因此毫米波系统经常和微波系统一起组成性能互补的系统。下面分述各种应用的进展情况。

2.1毫米波雷达毫米波雷达的优点是角分辨率高、频带宽因而有利于采用脉冲压缩技术、多普勒颇移大和系统的体积小。缺点是由于大气吸收较大，当需要大作用距离时所需的发射功率及天线增益都比微波系统高。下面是一些典型的应用实例。

2.1.1 空间目标识别雷达它们的特点是使用大型天线以得到成像所需的角分辨率和足够高的天线增益，使用大功率发射机以保证作用距离。例如一部工作于35GHz的空间目标识别雷达其天线直径达36m。用行波管提供10kw的发射功率，可以拍摄远在16，000km处的卫星的照片。一部工作于94GHz的空间目标识别雷达的天线直径为13.5m。当用回族管提供20kw的发射功率时，可以对14400km远处的目标进行高分辨率摄像。

2.1.2汽车防撞雷达
因其作用距离不需要很远，故发射机的输出功率不需要很高，但要求有很高的距离分辨率（达到米级），同时要能测速，且雷达的体积要尽可能小。所以采用以固态振荡器作为发射机的毫米波脉冲多普勒雷达。采用脉冲压缩技术将脉宽压缩到纳秒级，大大提高了距离分辨率。利用毫米波多普勒颇移大的特点得到精确的速度值。

2.1.3直升飞机防控雷达现代直升飞机的空难事故中，飞机与高压架空电缆相撞造成的事故占了相当高的比率。因此直升飞机防控雷达必须能发现线径较细的高压架空电缆，需要采用分辨率较高的短波长雷达，实际多用3mm雷达。

2.1.4精密跟踪雷达实际的精密跟踪雷达多是双频系统，即一部雷达可同时工作于微波频段（作用距离远而跟踪精度较差）和毫米波频段（跟踪精度高而作用距离较短），两者互补取得较好的效果。例如美国海军研制的双频精密跟踪雷达即有一部9GHz、300kw的发射机和一部35GHz、13kw的发射机及相应的接收系统，共用2.4m抛物面天线，已成功地跟踪了距水面30m高的目标，作用距离可达27km。双额还带来了一个附加的好处：毫米波频率可作为隐蔽频率使用，提高雷达的抗干扰能力。

2.1.5炮弹弹道测量雷达这类雷达的用途是精确测定敌方炮弹的轨迹，从而推算出敌方炮兵阵地的位置，加以摧毁。多用3mm波段的雷达，发射机的平均输出功率在20W左右。脉冲输出功率应尽可能高一些，以减轻信号处理的压力。

2.2导弹的末制导系统

由于毫米波制导兼有微波制导和红外制导的优点，同时由于毫米波天线的旁瓣可以做得很低，敌方难于截获，增加了集团干扰的难度。加之毫米波制导系统受导弹飞行中形成的等离子体的影响较小，国外许多导弹的未制导采用了毫米波制导系统。例如美国的“黄蜂”、“灰背隼”、“STAFF’，英国的“长剑”，前苏联的“SA－10” 等导弹都是。毫米波制导系统最初有两种工作方式：一是主动方式，这种方式作用距离远，但由于角闪烁效应及其它一些造成指向摆动的因素会影响制导精度。二是被动方式，这时没有角闪烁效应，制导精度很高，但作用距离有限。为此经常将两者结合起来使用。即在距离较远处采用主动方式，当接近目标时转为被动方式。在80年代以后，又发展了一种“半主动”体制，即在导弹的引导头中没有毫米波发射机，只有接收机。发射机装在另外的武器平台上，对目标进行照射。引导头接收从目标反射回来的信号进行制导。也能既保证作用距离又避免角闪烁效应。还因为发射机和导弹不在一起，提高了抗干扰能力。

2.3毫米波电子对抗

由于毫米波雷达和制导系统的发展，相应的电子对抗手段也发展起来了。据报道美国的电子对抗设备中侦察部分110GHz以下已实用化，正在向300GHz发展。干扰部分 40GHz以下已实用化，正在向110GHz发展。由于毫米波雷达和制导系统的波束很窄，天线的旁瓣可以做得很低，使侦察和有源干扰都比较困难。因此无源干扰在毫米波段有较大的发展。目前最常用的是投放非谐振的毫米波箔片和气溶胶，对敌方毫米波雷达波束进行散射。它可以干扰较宽的频段而不必事先精确测定敌方雷达的频率。也可以利用爆炸、热电离或放射性元素产生等离子体对毫米波进行吸收和散射以干扰敌方雷达。在毫米波段也可以利用隐身技术。对付有源毫米波雷达时，和在微波波段一样可以采用减小雷达截面的外形设计，或者在表面涂敷铁氧体等毫米波吸收材料以减小反射波的强度。对于通过检测金属目标的低毫米波辐射与背景辐射之间的反差来跟踪目标的无源雷达，则要在目标表面涂敷毫米波辐射较强的伪装物，使其辐射和背景辐射基本相等从而使目标融合于背景中。

2.4毫米波通信系统

毫米波通信系统可以分为地球上的点对点通信和通过卫星的通信或广播。现在地球上的点对点毫米波通信基本上只用于对保密要求较高的接力通信中。因为地面上的干线通信基本上已实现了光缆化。而在卫星通信中则由于毫米波段频率资源丰富而得到了迅速发展。但在星际通信时则使用了5mm（60GHz）波段，因为在此频率处大气损耗极大，地面无法对星际通信内容进行侦听。而在星际由于大气极为稀薄，不会造成信号的衰落。美国的“战术、战略和中继卫星系统”就是一个例子。该系统由五颗卫星组成，上行频率为44GHz，下行频率为20GHz，带宽为2GHz，星际通信频率为60GHz。

2.5在激光光谱学中的应用

为进行光谱测量，在早期的激光光谱仪中常用微波对激光进行调制以得到频率的连续变化。但相对于光的频率而言，微波调制所能得到的频率变化范围是太窄了。在毫米波技术成熟以后，由于用它对激光进行调制可以得到宽得多的频率变化范围，自然就取代微波而被用于激光光谱仪中去了。

3毫米波技术基础研究的进展

毫米波技术应用的发展是建立在毫米波元器件发展的基础上的。应用的需要又反过来推动了元器件的发展。同时材料、工艺和计算机辅助设计的发展也为元器件的发展创造了条件。这里介绍部分元器件的发展情况。

3.1半导体器件在毫米波系统中应用的半导体器件有混频器、低噪声放大器、倍频器、功率放大器及振荡器等。在40GHz（有些器件可达60GHz）以下，这些器件已有批量生产的商品可供选用。
3.1.1混频器现在混频器已可工作到1000GHz。例如日本报道了一种工作于200GHz的SIS混频器，在4K的工作温度下在204GHz处噪声温度为150K。而荷兰则报道了能工作在1000GHz的 SIS混频器，它在4K的工作温度下，在950～1050GHz范围内，噪声温度在1000～2000K 之间。
3.1.2 低噪声放大器在实验室里可做出性能更好的放大器。例如在60GHz频段可做到增益大于9dB、噪声系数小于O.8dB；而在95GHZ频段可做到增益大于8.2dB、噪声系数小于1.3dB。
3.1.3集成接收前端集成接收前端是将低噪声放大器、混频器和本振（有的还包括前置中放）做在一块集成电路上。8mm波段已有商品。例如有一种产品可工作在26～40GHz，中频输出为 2～16GHz，噪声系数3.5dB，增益高达42dB，射频一本振隔离可达45dB。另外还有报道可工作到100GHz的接收前端，中频输出频率在L波段。当工作在4K的条件下时，在 95GHz处噪声温度为20K。在边频（80和120GHz）处噪声温度为80K。
3.1.4功率放大器半导体功率放大器现在的水平大致为在40GHz以下时输出的平均功率为500mw（脉冲功率可达1W），增益20dB；在60GHz时输出功率约500mw，增益降至14dB；在94GHz 时输出功率为60mW增益约4dB。在目前情况下若不采用功率合成技术，毫米波半导体功率放大器的输出功率只能在瓦级。但这并不妨碍它得到广泛的应用，因为许多用量很大的应用例如汽车防撞雷达、本振和仪器等有瓦级的功率已经足够了。
3.2真空器件真空器件在需要高频大功率的场合可发挥其优势。真空器件可以分为传统器件和相对论器件两大类。
3.2.1互传统器件返波管是最早用来产生毫米波振荡的器件。目前多用在500GHz以下产生5～50mw 的输出功率。但也有输出更大功率的，例如法国的TH4237就可在75～110GHz范围里产生11W的输出功率。返波管还是目前工作频率最高的器件，美国犹他州大学研制了一个工作在600～1800GHz频段可输出1mW功率的近波管。实际已工作在亚毫米波段的高端了（从O.5mm到0.17mm）。磁控管是大功率振荡器，早期的毫米波雷达的发射机基本上都是用磁控管制成的，即使现在磁控管还是广泛应用在要求不太高的雷达中。普通脉冲磁控管的峰值输出功率在35GHz可达125kw，在70GHz时约10kw，95GHz时约8kw。但占空比较小，在千分之一左右。同轴磁控管的脉冲输出功率与普通脉冲磁控管差不多，但占空比可达到10％以上，因此平均功率较普通磁控管高近百倍，大大提高了雷达的作用距离。为了提高雷达的抗干扰能力，和在微波波段一样制成了电调谐的捷变频磁控管。但由于磁控管的频率稳定度较低，无法做成相参雷达。在毫米波行波管发展起来以后，许多要求高的雷达纷纷采用性能更好的行波管放大链做雷达发射机了。行波管不仅用于雷达中，还大量用于电子对抗和激光光谱仪中。在微波波段中普遍使用的螺旋线行波管由于工作电压的限制，只能做到8mm波段。目前已知功率最大的是汤姆逊公司的27.5～30GHz输出200W的行波管，增益为55dB。工作在高频端的代表是休斯公司的工作在41～45GHz输出功率为80W的行波管。倍频程大功率管的代表则是诺斯洛普公司的20～40GHz输出功率为100W的行波管，其增益为40dB。雷声公司研制了工作于42GHz输出功率为160W的行波管，是已知的在8mm波段高频端连续波输出功率最大的行波管，但增益只有24dB。此外休斯公司还研制了一批脉冲工作的螺旋线行波管，但脉冲输出功率也只在100～200W之间。在毫米波段没有输出功率从几十毫瓦到见瓦的宽带螺旋线行波管，这是因为在毫米波段，这类行波管的效率太低，而工作电压又太高的缘故。耦合腔行波管（包括其变形梯形线行波管）则工作频率和输出功率都可以高得多。8mm波段大功率的代表是VTAS700，工作在34.5～35.5GHz时脉冲输出功率可达 30kW。大平均功率的代表则是YH1048，在28～30GHz范围内可输出1kw的平均功率。 VTW5795则是3mm波段大脉冲功率行波管的典型，它能在95～96GHz范围输出8kw的脉冲功率。而985H则可在84～86GHz的频带里输出200W的平均功率，增益可达47dB。分布互作用放大器和振荡器（EIA和EIO）。EIA是一种大功率的毫米波放大器，其中有一种工作频率在高达220GHz时仍可有60W的峰值功率输出（平均功率0.5W）；另一种则在95GHz处有2.8kw的峰值功率输出（平均功率100W），增益38dB，但带宽只有400MHz。EIO则是一种大功率振荡器。瓦里安公司研制了一系列的EIO，从 30GHz直到300GHz，机械调谐带宽为2％～4％。在30～40GHz时输出功率可达1kw。频率升高时输出功率将下降。近年继微波功率模块之后又研制成了毫米波功率模块（MMPM），即将小型化行波管、前置固态放大器、增益均衡器、调制器和高压电源都集成在一起。它的体积很小，可以满足相控阵系统的需要。使用也很方便，只要接上电源，送人毫米波信号，模块就可以工作了。例如诺斯洛普公司研制的一种MMPM工作在18～40 GHz频段、输出功率100W、饱和增益50dB、小信号增益56dB长200mm、宽90mm、厚 20mm、重0.6kg。 3.2.2相对论器件相对论器件是回族管、虚阴极振荡器、契伦可夫发生器等的总称。本文只讨论现在用得较多的回旋管。由于它是快波器件，不受传统微波器件中电子与波互作用空间的线尺寸和频率成反比规律的限制，在毫米波段其尺寸比传统器件大得多，输出功率也大得多，且与频率的关系较小。例如瓦里安公司研制了一套毫米波回旋管，覆盖了28～70GHz各频段，输出功率均在200kW左右，注电压均为80kV，注电流均为8A。这些管子都可以工作在连续波状态，如果只工作在脉冲状态输出功率还可以大得多。例如用在极轨雷达发射机中的35GHz脉冲回旋行波管输出功率400kW、增益50dB、效率35％。相对论器件的缺点是工作电压高（至少40kV），还要很强的磁场且对磁场的分布有很严格的要求。目前还只能用电磁铁来提供所需的磁场。这给使用带来了很大的困难。现在许多国家都在研制包装式回旋管（即用永磁体提供磁场的回旋管），但还未见试验成功的报告。

3.3毫米波元件

虽然许多微波元件经过缩小尺寸以后可以工作在毫米波段，实际上在毫米波段也确实用了不少这类元件。但在实际工作中随着频率上升，波导的尺寸越缩越小，功率容量大大下降。8mm波段的波导还能传输50kw的功率，到3mm波段就只能传送不到20kw的功率了。远小于回族管200kw的输出功率。同时损耗也随频率很上升，在8mm波段约为0.6dB／m，3mm波段就上升到了4dB／m，到1mm波段达到了 14dB／m。因此人们一直在寻找适合毫米波使用的新型元件。现在比较成熟的有槽波导和介质波导两种。前者体积较大，适合于3mm波段和更高频率使用。在俄罗斯已有成套的槽波导元件和槽波导可供选用。后者则有多种形式。目前用得最多的是镜像介质波导和绝缘镜像介质波导。现在已可利用介质波导制成定向耦合器、谐振器、滤波器、移相器、混频器和振荡器等元件。可以把它们集成在一起做成毫米波接收前端、表面波天线和表面波天线阵等毫米波集成电路。目前这些集成电路已可工作到3mm波段，并在向更高的波段发展。在毫米波中为了解决用常规波导制成的谐振腔的Q值低的问题，发展了一种由两个反射面（往往一个为抛物面，一个为平面。也可以两个都是抛物面）所构成的准光腔。其Q值可做到几千甚至超过一万。但在8mm波段时体积稍大了一些。

4结束语

毫米波技术是一门正在发展中的学科。发展毫米波技术对巩固国防和发展国民经济都有重大意义。众所周知，要在现代战争中立于不败之地，取得制电磁权是极其重要的。而具有毫米波对抗能力则是取得制电磁极的一个重要方面。从发展国民经济的角度看，现在已进入信息社会时代，仅从毫米波的大信息容量这一点就可见其重要性，更何况毫米波技术在汽车和直升飞机的自动驾驶、遥感技术、激光光谱技术和射电天文学等领域都是不可或缺的。因此我们必需抓紧发展毫米波技术。毫米波技术的发展需要两个基础。一是理论的发展，在毫米波段无论是系统的构成还是元器件的设计制造都出现了许多新概念和新思想，需要进行理论研究，给出新的设计方法。二是材料科学的发展，毫米波元器件的发展需要更好的材料的支持。例如半导体器件需要更好的MBE材料，旋磁器件需要在毫米波段损耗小的旋磁材料，真空器件需要磁能积更高的磁性材料等。限于篇幅，本文对这两项均未能进行讨论，同时毫米波技术是一门涉及面很广，发展很快的学科。而作者知识面有限，本文仅能介绍其中一些方面的进展情况，起抛砖引玉之作用。

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