[转,评] 关于052C舰载相控阵雷达背后的故事

冰蚁

老树 发表于 2016-3-7 10:27
太拼了！

想想以前华为的垫子文化。通宵测试赶进度的时候就直接睡公司了。搞工的人很苦逼。

kkilo

MacArthur 发表于 2016-3-4 12:21
不是他做的是你做啊？

来自西西河的资料：

就一点，海之星，即346是96年12月份立项的。他是什么时候走的？

冰蚁

kkilo 发表于 2016-3-7 23:13
就一点，海之星，即346是96年12月份立项的。他是什么时候走的？

按帖子中的时间，96年6月出国的。这个和立项不矛盾。这个人是做的先期预研工作。立项后是做实际产品工作。不同性质。所以这个人出国也容易些。

kkilo

冰蚁 发表于 2016-3-8 12:35
按帖子中的时间，96年6月出国的。这个和立项不矛盾。这个人是做的先期预研工作。立项后是做实际产品工作 ...

两个问题：1。14XX系列雷达都是火控雷达，他称他老婆放弃了1471的波控系统设计师和副主任的职务，结果连1471是火控雷达还是预警雷达都分不清楚，2。他当初搞舰载相控阵，结果连俄国引进的顶板是频扫还是相扫都分不清。

冰蚁

kkilo 发表于 2016-3-7 23:44
两个问题：1。14XX系列雷达都是火控雷达，他称他老婆放弃了1471的波控系统设计师和副主任的职务，结果连1 ...

1471 是个硬伤。不过得找14所人问问，80年代末有没有把1471转机载相控阵的预研。有的话那文中说法就没问题。

舰载相控阵这个没看出来。


ps，刚才查了下，1471 火控雷达1989年已经试制出来了。负责人是贲德。文中提到他老婆是1991年的事情。这里面要找14所的老人问问清楚。

pps, 不管是机载火控雷达，还是预警雷达，如果用了相控阵技术，其实就是一类雷达。所以如果有1471 火控转预警的思路，并不是让人惊讶的想法。至于14所有没有这种预研，只有14所的人才知道了。

冰蚁

结果连俄国引进的顶板是频扫还是相扫都分不清

这个出自何处？又扫了一遍原文，没看见。

kkilo

冰蚁 发表于 2016-3-8 13:39
这个出自何处？又扫了一遍原文，没看见。

"回到所里，才知道王军提前回来的原因：因为052B舰载相控阵迟迟定不下来， 国防部又要有相控阵的舰艇，海装没办法，只能采用过度的办法，先引进俄国的背对背相控阵雷达， 将它装到052B舰上。王军回来就是要先交出个背对背相控阵雷达与其他雷达配合方案，以达到暂时填补中国导弹护卫舰没有相控阵雷达的窘态。"

052B舰对空雷达用的是顶板-2B

冰蚁

kkilo 发表于 2016-3-8 09:58
"回到所里，才知道王军提前回来的原因：因为052B舰载相控阵迟迟定不下来， 国防部又要有相控阵的舰艇，海 ...

你这个是对相控阵雷达的概念误解吧。

相控阵雷达，顾名思义，控制相位的雷达。相位控制可采用的办法有：相位法、实时法、频率法和电子馈电开关法等。所以频扫和相扫是两种不同的相位控制方法，但都是相控阵雷达。

Frequency scanning is a special case of the phased array antenna where the main beam steering occurs by the frequency scanning of the exciter. The beam steering is a function of the transmitted frequency. This type of antenna is called a frequency scanning array. The normal arrangement is to feed the different radiating elements from one folded waveguide. The frequency scanning array is a special case of serial feeding type of a phased array antenna and is based on a particular property of wave propagation in waveguides. The phase difference between two radiating elements is n·360° at the normal frequency.

By changing the frequency, the angle between the axis of the main beam and the normal on the array antenna changes. Height information is generated using the following philosophy:

    If the transmitted frequency rises then the beam travels up the face of the antenna;
    If the transmitted frequency falls then the beam travels down the face of the antenna.

As frequency is varied, the beam axis will change, and scanning can be accomplished in elevation. The radar set is designed so that it keeps track of the frequencies as they are transmitted and then detects and converts the returned frequencies into 3D display data.

Note that frequency scanning reduces the value of using frequency change as a means of achieving other valuable effects (benefits of pulse compression).

这个是频扫相控阵的示意图


这个是相扫相控阵的示意图

冰蚁

kkilo 发表于 2016-3-8 09:58
"回到所里，才知道王军提前回来的原因：因为052B舰载相控阵迟迟定不下来， 国防部又要有相控阵的舰艇，海 ...

再查顶板天线

1. Base Fregat family:
MR-710M Fregat-M (NATO Top Steer) - „main“ bigger cylindrical antenna FRESCAN type with electronic scanning in elevation (like USN type SPS-26 and early SPS-39), other is standard mechanically scanned antenna.
Used on
- Slava, Marshal Ustinov (Project 1164)
- Kijev, Minsk, Novorossijsk (Project 1143, 1143.3)
- Kirov, Frunze (Project 1144, 1144.2)
- first 3 Sovs (Project 956)
- Provorny (Project 61E)

MR-710M-1 Fregat-M1 (Plate Steer) - main FRESCAN antenna is changed to plannar array type (like late SPS-39, SPS-42, SPS-48 and SPS-52), the other was left unchanged
Used on:
- on 4th and 5th ships of Projekt 956
- Baku (Project 1143.4)

MR-750 Fregat-M2 (Top Plate) - also smaller antena is FRESCAN plannar array, but it is in different angle than main one
Used on:
- Chervona Ukraina, Admiral Lobov (Project 1164.1)
- Kalinin, Petr Velikyi (Project 1144.2)
- from the 6th vessel of Project 956, 956A
- from the 3rd vessel of Project 1155

顶板-2B 是MR 750。所以顶板2B是频扫方式的相控阵天线。

一楼引的帖子，我是没看出什么过硬的质疑证据。

kkilo

冰蚁 发表于 2016-3-9 00:11
再查顶板天线

顶板是一维频扫三坐标雷达，技术上类似于美国的sps-48系列，仰角频扫，方位机扫。波束指向变化的过程是：脉冲群的频率改变，通过慢波结构（延迟线或蛇形端馈），在波导端得到不同相位的同频波（相同波长但经过的路程不一样长，形成相位差），在空间干涉后，形成指向波束。利用脉内频扫，可以获得多波束，提高数据率。但工作频率暴露，易受攻击；频率捷变能力有限；测高和测角精度较差。
频扫雷达形成相位差不使用移相结构，不同于相扫雷达。现代所谓的一维相扫雷达，一般归于三坐标雷达，二维相扫雷达一般称为相控阵。
顶板雷达的双面阵背靠背倾斜安装，两个阵面尺寸不同，波段不同，用于提高数据率；倾斜安装可以增加探测距离，波束相对变窄，减少机械机构对雷达辐射的干扰，获得精确的数据率和稳定性。

kkilo

冰蚁 发表于 2016-3-9 00:11
再查顶板天线

https://www.cchere.com/article/4182104

冰蚁

kkilo 发表于 2016-3-8 12:21
顶板是一维频扫三坐标雷达，技术上类似于美国的sps-48系列，仰角频扫，方位机扫。波束指向变化的过程是： ...

你引的帖子话不通啊。相控阵就是控制相位。相位的变化不需要移相器也是叫相控。然后排成 array，就叫相控阵天线， phased array antenna。使用相控阵天线的雷达叫相控阵雷达。我上面引的相控阵理论部分没看么？上来第一句就是：   Frequency scanning is a special case of the phased array antenna  国际通用的且无歧义的概念，怎么可能跑中国就另出一套东西！

冰蚁

kkilo 发表于 2016-3-8 12:21
顶板是一维频扫三坐标雷达，技术上类似于美国的sps-48系列，仰角频扫，方位机扫。波束指向变化的过程是： ...

“二维相扫雷达一般称为相控阵。”

你这话倒果为因了吧。相控阵的形式有很多，最后经过逐步淘汰，产生了现在相控移相为主的天线形式。所以现在一提相控阵就是相控移相。你不能说频扫相控阵天线就不是相控阵天线。你帖子里的解释也充分说明了频扫后产生了移相，天线通过移相后的波束工作，确实是相控阵天线。


PS 中国最后没有采用这种频扫相控阵的原因在你的帖子里也说了。频扫的方式缺点太多，太致命了。中国军方淘汰掉了这种设计。

pcb

我想kkilo的意思是用延迟线搞出来的相位差不可调，严格说来不能算相“控”

根本原因相位差固定和相位差连续可调在应用上差别很大

冰蚁

pcb 发表于 2016-3-8 13:17
我想kkilo的意思是用延迟线搞出来的相位差不可调，严格说来不能算相“控”

根本原因相位差固定和相位差连 ...

phased array antenna 是上世纪50年代就有的东西了，中文翻译过来就叫相控阵天线。使用相控阵天线的雷达叫相控阵雷达。这都是很早就有的中文翻译了。那个时期人们想出各种办法让天线阵列(array)的发射单元能够 phased，谁管你相位是不是连续可调。只要能调相的阵列就叫 phased array。phased array antenna 是依靠 Phased array transmission 这个基本概念来工作的。这个概念在 1905 年就产生了。当时的实验证明 phased array 能够增强一个方向上的无线电波传输。

phased array 的定义是很简单，直接的。任何一本天线教科书讲 phased array antenna 都会从 phased array transmission 这种基本概念讲起。象 kkilo 说的一维相扫雷达叫三坐标雷达。这种划分是按照应用来划的。而这种一维相扫雷达从雷达设计上说依旧是相控阵雷达。

phased array 经历了线形的和平面这样的发展阶段，也经历了从巨大的固定发射单元阵列+旋转接收单元，平板+旋转到多个纯平板等等的形式。所有这些在雷达设计上全部叫相控阵天线，全部按照相控阵的设计原则进行设计。

14所是搞雷达设计的。不是玩什么兵器天地这种杂志文章的。搞雷达设计的人眼里哪里会有一维相控阵天线就叫什么三坐标天线，而不是相控阵天线这种事情。真要这么想，我倒是要怀疑这个搞设计的人的专业性了。

一楼引的帖子里那个人大概是14所地面雷达部里搞理论计算的。这些人的学术性更强，属于research 性质。网上有张光义先生的相控阵雷达系统讲义下载。那里面都是学术上的东西。谁管最后的雷达产品是叫三坐标雷达，还是火控雷达，机载预警雷达，亦或是什么其它名字呢？

kkilo

冰蚁 发表于 2016-3-9 01:33
你引的帖子话不通啊。相控阵就是控制相位。相位的变化不需要移相器也是叫相控。然后排成 array，就叫相控 ...

http://bbs.9ifly.cn/thread-10371-1-1.html


“所谓频率扫描就是改变馈给天线振子电流的频率同样能达到改变相位的效果。如图2－b原理图所示，由于振子间相位差等于频率乘以电流流过时间（θ＝f×Δt，Δt为电波自一振子到下一振子的时间，等于光速除以二振子间距离），频率f改变就导致振子间相位改变。频扫也可以做到多目标。但比相扫得到的波束要宽，精度较差。它是根据在哪一个波束（或二个波束）发现目标来判断目标的俯仰角。但造价相对较低。另外它与相控阵雷达不同点是水平（方位角）方向是机械扫瞄，即靠天线转动来搜索方位上的目标。所以三座标雷达主要作对空监测、搜索雷达。用于发现目标，并粗测出其座标参数，故也称对空情报雷达。而相控阵雷达用于精确跟踪目标、制导导弹以及其它多功能。
       另外，早期三座标雷达天线大多为抛物面，新式的也可做成面阵，称阵列天线。它在横的方向（行向）是一根根波导管，每根波导管上等距离开一排糟（或孔），作辐射小天线，使在方位角方向的波束变窄。而在俯仰方向则采用电扫。此次我国60周年大庆阅兵式中检阅的机动雷达方阵，就是用阵列天线。如图3。 ”
“相控阵的原理是利用光学中干涉仪原理。它可以简单形象地用图1来描述。图1-a中二个相距大约半波长的天线振子（小天线）如果馈以相位相同的电流，那么空间电波必然是指向正前方（法向）；这是由于二个振子相距半个波长，则在天线法向，电波在空中将同相相加，而水平方向相互抵消。如果改变二个振子的电流相位，那么空间电波指向就会随相位改变而上下左右变动，这就是用相控阵达到电扫描的原理。”

“     归纳起来二者的异同在于：（1）都采用了先进的电扫体制。但三坐标雷达在方位上仍保留用机械扫描；（2）相控阵雷达采用相扫法，扫描精确，波束可很窄。可用单脉冲法精确测角。三坐标雷达采用频扫法或延迟线法，在空中形成多波束，波束难以很窄；测角精度一般不很高。（3）相控阵雷达天线都为面阵；三坐标雷达天线可为抛物面，新式的也可为面阵（阵列天线）；（4）相控阵雷达为多功能雷达，主要用于武器精密制导（火控），波束要求窄。由天线理论可知，对同样的波束宽度，频率越高，天线尺寸越小。所以相控阵雷达一般说来采用微波的高端，如C波段、X波段等。三坐标雷达大都用作搜索和监控（对空情报），波束宽度不是主要矛盾（波束太窄搜索时间必然太长），倒是希望输出功率尽量大，以保证有尽可能远的搜索距离。由于大功率微波器件在频率低时更容易实现，所以三坐标雷达一般采用微波的低段，如S波段、L波段等。”

作者简介:
       郭衍莹，研究员，1952年北京大学毕业后一直在国防、航天部门从事科研工作。多次获科研进步一、二等奖。曾先后获全国青年社会主义建设积极分子、航天部有突出贡献专家、国务院特殊津贴专家等称号，已退休，现聘为北京航天测控中心顾问。
主要著作:
《相控阵雷达测试维修技术》
《空间跟踪和通信用地面发射机系统设计》
《现代电子设备的频率稳定度》
个人经历：
1952年8月至1958年12月：总参通讯兵研究所
1959年1月至1965年12月：航天一院12所（研究室主任）
1966年1月至1982年2月：航天二院23所（副研究员）
1982年2月至1992年5月：航天二院203所（研究员）
1997年1月至1998年12月：科工委银河公司（应聘总工）

冰蚁

kkilo 发表于 2016-3-8 19:58
http://bbs.9ifly.cn/thread-10371-1-1.html

摘自张光义的 《相控阵雷达系统》一书。这里面的定义是国际上通用的。你引的按产品划分命名大概只是对大众的，或者客户的，大概有显示自己产品先进的心思和产品营销手段的意思，不是学术性的。天线设计里如果这么讲是非常不严谨。

雷达

哎，本想说点啥，想了想，竟无话可说。
给上面两位每人都送几个爱元吧，表示感谢和鼓励。

雷达

可是，评分奖励爱元这个怎么操作？不会玩啊

kkilo

冰蚁 发表于 2016-3-9 09:47
摘自张光义的 《相控阵雷达系统》一书。这里面的定义是国际上通用的。你引的按产品划分命名大概只是对大 ...

问了一个学这个的朋友，给我的解释如下：
“相控阵雷达可以有一种频扫的天线，是相控阵雷达降低成本的一种方式，最终还是要通过频扫来实现馈相和移相，简单说就是相控阵雷达可以有频扫天线，但只有频扫天线的雷达不一定是相控阵雷达。”