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雷達(dá)通信技術(shù)與雷達(dá)導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用

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雷達(dá)通信技術(shù)與雷達(dá)導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用

1引言

雷達(dá)主要是模仿蝙蝠超聲波定位的方式,利用無線電磁波探測目標(biāo),實(shí)現(xiàn)對空間內(nèi)物體的定位探測、測距、通信和導(dǎo)航的功能,多用于軍事、氣象、航空等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的雷達(dá)主要有相控陣?yán)走_(dá)與激光雷達(dá),尤其是相控陣?yán)走_(dá)在軍事領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用,對保障國防安全至關(guān)重要。隨著量子通信技術(shù)的快速發(fā)展,量子雷達(dá)也逐漸成為研究熱點(diǎn),為雷達(dá)通信與導(dǎo)航的保密性與精確性提供了可靠保障。雷達(dá)通信技術(shù)與雷達(dá)導(dǎo)航技術(shù)是雷達(dá)的兩種主要應(yīng)用技術(shù),本文將主要從雷達(dá)通信的原理與應(yīng)用、雷達(dá)導(dǎo)航的原理與應(yīng)用、兩者技術(shù)綜合應(yīng)用三方面進(jìn)行論證分析,探究不同雷達(dá)的適應(yīng)領(lǐng)域,為雷達(dá)相關(guān)科研人員提供參考,以開闊其研發(fā)視角。

2雷達(dá)通信技術(shù)的應(yīng)用分析

2.1雷達(dá)通信的原理

雷達(dá)通信技術(shù)是雷達(dá)系統(tǒng)與通信系統(tǒng)結(jié)合的一體化技術(shù),主要由雷達(dá)、發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、通信處理模塊、信號通道等組成。根據(jù)通信媒介的不同,雷達(dá)通信主要分為相控陣?yán)走_(dá)通信、激光雷達(dá)通信和量子雷達(dá)通信等方式。相控陣?yán)走_(dá)是由大量獨(dú)立控制的小型天線陣面組成。在通信過程中,地面上的相控陣?yán)走_(dá)通過天線陣面向空間中發(fā)射帶有大量數(shù)據(jù)信息的特定頻率電磁波信號,并被空間內(nèi)的戰(zhàn)機(jī)、氣象衛(wèi)星、航空飛行器等設(shè)備接收。然后,空間內(nèi)的設(shè)備將需要反饋回地面的數(shù)據(jù)信息通過其自帶的信號發(fā)射器發(fā)射空間中,并被相控陣?yán)走_(dá)的天線陣面接收,然后經(jīng)過通信處理模塊處理后,以實(shí)現(xiàn)地面雷達(dá)與空間設(shè)備通信的功能。

2.2雷達(dá)通信技術(shù)的應(yīng)用

在國防軍事領(lǐng)域中,雷達(dá)通信技術(shù)被廣泛應(yīng)用在航母、戰(zhàn)機(jī)、潛艇等重要軍事設(shè)備上。航母雷達(dá)主要負(fù)責(zé)為艦載機(jī)提供氣象保障監(jiān)測信息、為航管中心提供數(shù)據(jù)信息、為異常敵機(jī)提供驅(qū)逐信息等。戰(zhàn)機(jī)防空雷達(dá)主要負(fù)責(zé)為戰(zhàn)機(jī)提供指揮引導(dǎo)的空間坐標(biāo)與敵機(jī)坐標(biāo)、為軍事控制中心提供作戰(zhàn)數(shù)據(jù)信息等。潛艇雷達(dá)主要負(fù)責(zé)為戰(zhàn)斗群中其它潛艇提供坐標(biāo)信息、為指揮中心提供數(shù)據(jù)信息等。目前,軍事通信雷達(dá)多使用相控陣?yán)走_(dá),但隨著量子雷達(dá)的快速發(fā)展,其高保密性將會使其被廣泛運(yùn)用于軍事領(lǐng)域中,對提高國防力量至關(guān)重要。在氣象探測領(lǐng)域中,氣象雷達(dá)被廣泛安裝在各山峰、丘陵、盆地等地理位置處,主要由雷達(dá)天線、雷達(dá)接收機(jī)、控制面板、顯示器和波導(dǎo)等組成,將探測到的空氣溫度信息、濕度信息、氣流信息和地形信息等發(fā)送到氣象局的終端控制室,以實(shí)現(xiàn)氣象監(jiān)測與遠(yuǎn)程通信的功能。

3雷達(dá)導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用分析

3.1雷達(dá)導(dǎo)航的原理

雷達(dá)導(dǎo)航技術(shù)又名多普勒雷達(dá)導(dǎo)航技術(shù),是相對于傳統(tǒng)GPS、北斗、伽利略等GNSS衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的一種無線電導(dǎo)航技術(shù)。因?yàn)榧す饫走_(dá)具有導(dǎo)向性好、分辨率高、抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),所以導(dǎo)航雷達(dá)多使用激光雷達(dá)。雷達(dá)導(dǎo)航是運(yùn)用多普勒效應(yīng)對航空器進(jìn)行精確導(dǎo)航的,首先通過航空器雷達(dá)向地面基站發(fā)射電磁波,并經(jīng)過地面基站反射后被航空器雷達(dá)接收,因航空器與地面反射點(diǎn)間存在相對運(yùn)動,航空器上的雷達(dá)接收到地面反射電磁波的頻率與發(fā)射時(shí)的頻率會相差一個(gè)多普勒頻率,從而通過相關(guān)數(shù)學(xué)運(yùn)算,可參考地面基站的坐標(biāo)位置進(jìn)行精確導(dǎo)航。

3.2雷達(dá)導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用

雷達(dá)導(dǎo)航技術(shù)主要應(yīng)用于測距器與多普勒導(dǎo)航系統(tǒng)中,航空器可通過導(dǎo)航雷達(dá)進(jìn)行遠(yuǎn)程測距與精確導(dǎo)航。導(dǎo)航雷達(dá)進(jìn)行測距時(shí),需要航空器機(jī)載測距機(jī)和地面基站的測距器配合工作,主要由天線、收發(fā)信機(jī)、控制器和顯示器等組成,用于測量航空器與地面基站間的距離。

4雷達(dá)通信技術(shù)與雷達(dá)導(dǎo)航技術(shù)的綜合應(yīng)用分析

雷達(dá)通信技術(shù)與雷達(dá)導(dǎo)航技術(shù)是雷達(dá)的兩種主要應(yīng)用技術(shù),往往在實(shí)際應(yīng)用過程中兩種技術(shù)相互融合。尤其在國防軍事領(lǐng)域中,軍用雷達(dá)需要同時(shí)具有通信與導(dǎo)航的功能,以對戰(zhàn)機(jī)、航母、潛艇等重要軍事設(shè)備進(jìn)行精確控制。雷達(dá)通信技術(shù)主要應(yīng)考慮其保密性,而雷達(dá)導(dǎo)航技術(shù)主要應(yīng)考慮其導(dǎo)航精確性。隨著量子通信技術(shù)的快速發(fā)展,其高保密性與導(dǎo)航精確性將使得雷達(dá)通信與導(dǎo)航技術(shù)也得到高速發(fā)展,對提高國防軍事實(shí)力、航空管制能力、無人機(jī)探測能力等方面起著重大作用。

5小結(jié)

本文主要從雷達(dá)通信的原理與應(yīng)用、雷達(dá)導(dǎo)航的原理與應(yīng)用、兩者技術(shù)綜合應(yīng)用三方面進(jìn)行論證分析,得出目前較多使用相控陣?yán)走_(dá)進(jìn)行通信、激光雷達(dá)進(jìn)行導(dǎo)航的結(jié)論,而且將來量子雷達(dá)將起到舉足輕重的作用。隨著量子通信技術(shù)的快速發(fā)展,雷達(dá)通信與導(dǎo)航技術(shù)將迎來一片藍(lán)天。

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作者:劉曉平 單位:海軍駐上海江南造船(集團(tuán))有限責(zé)任公司軍事代表室