从天线看雷达兼谈国庆大阅兵雷达.pdfVIP

从天线看雷达兼谈国庆大阅兵雷达--第1页

从天线看雷达兼谈国庆大阅兵雷达

我们看到一部雷达时，又高又大的部分就是雷达的天

线，它也是雷达用来发现飞机的最直接的设备。由于天线是

其在外观上最突出的特征，所以从天线看雷达，也常常能够

看出些大大小小的门道。

锅、蜘蛛网、平板和鱼骨

雷达的天线有很多种，用得最多的就是抛物面天线、平

面阵列天线和八木天线。

抛物面天线在早期或机械扫描(也就是天线需要旋转)的

雷达中被广泛应用。20世纪80年代后，由于相控阵雷达(外

观上看，雷达天线在工作时不需要旋转)的流行，逐渐更多地

采用平面阵列天线。

抛物面天线有很多形式，有的像一口锅，是一个比较完

整的“实心”曲面，有的不是“实心”的，而是像蜘蛛网一

样的网状结构。抛物面天线的基本原理是，在抛物面的焦点

上放置一个辐射电磁波的源，馈源向抛物面上辐射电磁波，

经抛物面反射后平行而不是分散射出，从而汇聚了能量，使

电磁波传播得更远。它的最大优点是简单易于实现，最大缺

从天线看雷达兼谈国庆大阅兵雷达--第1页

从天线看雷达兼谈国庆大阅兵雷达--第2页

点是副瓣不容易做低。因此，当雷达需要从上往下看、探测

低空飞行的飞机时(例如预警机上的雷达)，为反地杂波要求

天线的副瓣必须很低，所以不会使用抛物面天线。因此，现

代的机载预警雷达都不使用抛物面天线。

为提高雷达的机动性，抛物面就有了蜘蛛网结构，使更

多的空气从网缝中流过，减少了雷达天线架设后的空气阻

力，这样支撑雷达天线底部结构的重量就轻了。结构也简单，

更方便移动、虽然蜘蛛网结构可以减少空气阻力，但为了不

影响电波的传播性能，特别是为了降低副瓣，网格大小在宽

度和高度上一般不能超过波长的1／8。对于工作在较低频段

(如超短波)的雷达，把实心的锅划分为网状结构可行，因为

超短波对应的工作波长为几十厘米量级。但对于工作在较高

频段的雷达而言，网格的尺寸必须很小，缝隙会很密，以至

于网格对改善空气阻力没有好处，所以就不这样做了。

蜘蛛网似的天线在雷达和通信中都得到了广泛应用。国

庆大阅兵中参阅的通信装备虽然采用的天线与其类似，但对

应的是通信车，而不是雷达方舱。这可以从两个地方看出来。

一是雷达要求探测距离较远，所以要使用大天线，而它们的

天线都太小。二是从天线下部的舱体也可以看出差异。阅兵

通信车的舱体都是密封结构，而雷达载车的下部舱体是敞开

的，以便个头较大的雷达天线收放或折叠，随载车机动。

从天线看雷达兼谈国庆大阅兵雷达--第2页

从天线看雷达兼谈国庆大阅兵雷达--第3页

平面阵列天线从外观上看，像是一个大平板，不像抛物

面那样是一个曲面。波导缝隙(又称“裂缝”)阵列天线是用

得最多的平面阵列天线顾名思义，“波导缝隙阵列”就是把

波导一根根排列起来组成阵列，并在阵列上开出缝隙。波导

是电磁波从发射机输送到天线以及从天线输送到接收机的

通道。波导中传输的电磁波在“缝隙”处向空间辐射出去，

也接收空间中的电磁波，接收到的最强能量的方向就是回波

到达的方向。从天线上辐射出去的总能量是每个辐射单元辐

射出的能量在空间叠加的结果，有些方向上，叠加的结果比

较大，就会聚集较多的能量，其区域就是“主瓣”：其它方

向上，叠加的结果比较小，聚集的能量较少，这样的区域就

是“副瓣”。

天线上各个缝隙之间到底间隔多大距离排布，有一个简

单重要的规律，就是高度或水平方向上必须相隔半个波长。

如果间距太大，各个