1、引言

電子戰(zhàn)系統(tǒng)的目標(biāo)是保護(hù)軍隊(duì)、軍用設(shè)施與平臺(tái)（我們稱之為目標(biāo)）不受環(huán)境中存在的電磁威脅的影響。電磁威脅的實(shí)現(xiàn)依靠的是武器系統(tǒng)，它們配備可引導(dǎo)高炮、彈藥和遠(yuǎn)距離導(dǎo)彈的傳感器。

工作在電磁頻譜中的傳感器可將照射在其上的輻射能轉(zhuǎn)換為電子設(shè)備隨后要處理的電信號(hào)。傳感器用于檢測(cè)、跟蹤、識(shí)別和定位目標(biāo)。有些傳感器擁有自己的目標(biāo)照射源，如微波、毫米波和激光雷達(dá)。這些傳感器被稱為有源傳感器。還有一些傳感器依靠自然環(huán)境對(duì)目標(biāo)的照射，如光電（EO）和紅外（IR）系統(tǒng)，它們分別利用目標(biāo)反射的光能或自然背景和人為的引擎與物體輻射的熱能。這類傳感器被稱為無源傳感器。有源傳感器既有發(fā)射裝置又有接收裝置，無源傳感器則只有接收裝置。

由于傳感器各組成部分（如發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、孔徑和檢波器）大小與波長(zhǎng)成正比，因此傳感器可以按照其波長(zhǎng)進(jìn)行分類。

表2.1比較了微波、毫米波和光電/紅外傳感器的特性。

傳感器的一個(gè)重要部件是其孔徑，能量由此進(jìn)入（接收）和/或離開（發(fā)射）傳感器。微波和毫米波傳感器的孔徑是天線，而光電/紅外和激光傳感器的孔徑是光學(xué)透鏡和反射鏡

表2.1傳感器特性

表2.2給出了微波和毫米波雷達(dá)頻段的頻率劃分范圍，表2.3列出了紅外頻譜的劃分范圍。

設(shè)計(jì)任何傳感器系統(tǒng)必須考慮的一個(gè)重要因素就是雨、霧、塵埃等大氣效應(yīng)，它們會(huì)使性能變差，還要考慮大氣衰減與頻率的關(guān)系。圖2.1、圖2.2和圖2.3分別描述了單程的大氣衰減（dB/km）與頻率的關(guān)系、雨霧造成的衰減以及高頻傳感器在紅外波段的大氣傳輸系數(shù)。

▲圖2.1單程的大氣衰減（dB/km）與頻率的關(guān)系

圖2.2雨霧造成的衰減

圖2.3高頻傳感器在紅外波段的大氣傳輸系數(shù)

2、雷達(dá)原理與類型

早在第二次世界大戰(zhàn)前，雷達(dá)就被指定為“無線電探測(cè)與測(cè)距”的縮寫。英國(guó)、美國(guó)、德國(guó)、意大利、法國(guó)和俄羅斯等國(guó)都對(duì)雷達(dá)基本原理進(jìn)行了研究，初期研究頻段為25～500 MHz。雷達(dá)技術(shù)在第二次世界大戰(zhàn)期間得以加速發(fā)展。1941年后，英國(guó)研制的磁控管推動(dòng)了微波雷達(dá)的發(fā)展，麻省理工學(xué)院輻射實(shí)驗(yàn)室和美國(guó)與英國(guó)的其他機(jī)構(gòu)同時(shí)開展了微波雷達(dá)的研究工作。

現(xiàn)代雷達(dá)可以從目標(biāo)中提取很多信息。除距離外，它們可以提取角度、徑向速度、目標(biāo)的散射點(diǎn)及其分布、方位變化、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)類型與螺旋漿的調(diào)制等。對(duì)目標(biāo)距離（即至目標(biāo)的距離）的測(cè)量依然是雷達(dá)最重要的功能。圖2.4示出了雷達(dá)的基本原理。

雷達(dá)方程將雷達(dá)的探測(cè)距離與其結(jié)構(gòu)（即發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、天線和波形）特性、目標(biāo)特征和環(huán)境特性關(guān)聯(lián)在一起。因此，雷達(dá)方程是雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本工具。

傳統(tǒng)脈沖雷達(dá)的簡(jiǎn)化框圖如圖2.5（a）所示。經(jīng)過發(fā)展，現(xiàn)代雷達(dá)的結(jié)構(gòu)框圖如圖2.5（b）所示。下面我們將討論雷達(dá)系統(tǒng)的發(fā)展。

波形產(chǎn)生器（WFG）產(chǎn)生低功率雷達(dá)信號(hào)并饋送給雷達(dá)發(fā)射機(jī)的功率放大器。傳統(tǒng)體制雷達(dá)系統(tǒng)中，發(fā)射機(jī)使用磁控管這樣的低占空比波形功率振蕩器。由于現(xiàn)代雷達(dá)需要較大占空比的相參波形，功率放大器就成了首選。功率放大器可以是正交場(chǎng)放大器、速調(diào)管、行波管（TWT）或固態(tài)（SS，即晶體管）放大器。除固態(tài)放大器外，在大部分功率放大器和功率振蕩器中，調(diào)制器與來自波形產(chǎn)生器的輸入脈沖同步地開、關(guān)發(fā)射機(jī)。

發(fā)射機(jī)（Tx）的輸出通過雙工器到達(dá)天線，再由天線發(fā)射到空中。雙工器用作轉(zhuǎn)換開關(guān)，能使發(fā)射和接收分時(shí)使用一副天線。當(dāng)發(fā)射機(jī)工作時(shí)，雙工器在接收機(jī)輸入端產(chǎn)生短路（電弧放電），所以高功率信號(hào)到達(dá)天線而不進(jìn)入接收機(jī)，從而保護(hù)了接收機(jī)。當(dāng)接收時(shí)，雙工器將回波信號(hào)引導(dǎo)到接收機(jī)而不到發(fā)射機(jī)。

高增益（定向）天線可以采用機(jī)掃拋物面反射器、機(jī)掃平面陣列反射器，也可以是電掃相控陣列（參見附錄C）。

以監(jiān)視雷達(dá)的天線在方位上旋轉(zhuǎn)360°為例來說明天線掃描。遠(yuǎn)程監(jiān)視雷達(dá)的典型掃描速率是每分鐘5～6轉(zhuǎn)（rpm），而中程和短程監(jiān)視雷達(dá)的典型掃描速率是每分鐘30～60轉(zhuǎn)。

審核編輯 ：李倩