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摘 要

相控阵雷达是一个综合、复杂、庞大的电子系统，分为有源电子扫描阵列雷达和无源电子扫描阵列雷达，是一类通过改变天线表面阵列所发出波束的合成方式，来改变波束扫描方向的雷达。在现代化战争中，相控阵雷达具有不可替代的作用，是取得电子对抗战胜利的重要因素。由于相控阵雷达的众多优点，现如今它正在大量取代传统的机械扫描雷达，广泛地应用于陆基、海基、机载雷达等几乎所有领域，发展前景非常乐观^[1][2]。

本文将主要介绍相控阵雷达的发展现状、工作原理以及它的应用，并自行设计相关仪器，制作简易相控阵雷达演示仪。利用该演示仪能使他人更好的了解相控阵雷达的原理，并直观的观察到其工作方式。

关键词：相控阵雷达 发展现状 工作原理 演示仪

The Design of Phased array radar Demonstrator

ABSTRACT

Phased array radar is a comprehensive, complex, large electronic systems，which is divided into active electronically scanned array radar and passive electronically scanned array radar.It is a kind of radar by changing the synthesis method of beam emitted by the antenna surface of the array, to change the direction of the beam scanning. In modern warfare, phased array radar plays an irreplaceable role, which is an important factor in achieving victory ECM operation. Because of the many advantages of phased array radar, it is now largely replacing the traditional mechanical scanning radar and widely used in almost all areas of land, sea, airborne radar. It^,s development prospects are very optimistic.

This article will focus on the current development of phased array radar, the working principle and its application, and I will try to design related equipment to produce simple phased array radar Demonstrator. With this demonstration instrument allows others to understand the principle of phased array radar better and observe the work of it intuitively.

Key Words：Phased Array Radar ; Development Status ; working principle; Demonstrator

目录

摘要 I

ABSTRACT II

目录 III

第一章 绪论 1

1.1 选题背景和依据 1

1.2国内外研究现状 1

1.2.1国外研究现状 2

1.2.2国内研究现状 3

第二章 相控阵雷达的原理与特点 5

2.1 相控阵雷达的原理 5

2.2 相控阵雷达的特点 5

第三章 相控阵雷达的分类与性能比较 7

3.1相控阵雷达的分类 7

3.2 相控阵雷达的性能比较 7

第四章 试验部分 10

4.1设计目的 10

4.2 设计思路 10

4.3 仪器介绍 10

4.3.1 硬件部分 10

4.3.2软件部分 13

4.4 试验内容 13

4.4.1 水波演示相控阵雷达原理 13

4.4.2 水波演示惠更斯原理 14

4.4.3 水波演示干涉原理 15

4.4.4 水波演示衍射原理 17

第五章 应用前景与研究方向 19

5.1 应用前景 19

5.2研究方向 19

参考文献 21

附录 22

致 谢 25

第一章 绪论

1.1 选题背景和依据

相控阵雷达技术诞生于20世纪30年代，距今已经过了八十年的时间了。从第一台相控阵雷达“爱神”诞生到如今，人们对雷达研究的脚步从来没有停止过。相控阵雷达一开始基本都是无源相控阵雷达(PESA)，紧接着人们又发明了有源相控阵雷达(AESA)，再到现在数字多功能相控阵雷达(MPAR)和各种智能雷达都不断的涌现出来。随着技术的发展，相控阵雷达已经有了越来越广泛地应用，陆基，战机，军舰等各个方面都已经离不开它了，发展前景非常乐观。因此，本文把相控阵雷达的研究作为本次论文的主要内容。

1.2 国内外研究现状

站在今天的角度来看，相控阵雷达技术已经十分成熟了。但纵观其历程，我们可以发现，相控阵雷达的发展是曲折并且困难重重的。

在20世纪初期的时候，雷达的基本概念就已经形成了，人们对于雷达已经有了一定的了解。但是直到第二次世界大战爆发前后，由于当时战争对雷达的迫切需求，才促使雷达技术得到了迅速发展。在20世纪初，实物能够反射电磁波这一现象就已经被当时欧洲和美国一些著名的科学家所观察到。又过了30多年，到了20世纪30年代后期的时候，相控阵雷达技术就已经出现在人们的视野中了。经过几代人的不懈努力，相控阵雷达技术到今天已经发展的非常完善了，但是还有很大的提升空间。本节讲借鉴百度百科以及相关文献内容，就不同时期情况分别介绍相控阵雷达的研究的成果。和欧美一些发达国家相比较，中国相关研究起步比较晚，但也举得了巨大的成功，本节讲以对相控阵雷达的研究的先后年限来做出叙述。

1.2.1 国外研究现状

1937年的时候，美国率先进行了这项研究工作，经过了十几年的理论研究和验证，一直到了1950年左右时候，两部具有实际意义的舰载相控阵雷达才被技术人员制造出来。

20世纪60年代的时候，美国与前苏联在军事上进行装备竞争，都投入了大量的资金去发展相控阵雷达技术，用于弹道导弹防御系统的强化以及对卫星进行监测。在技术人员的努力下，多部相控阵雷达相继被研发出来并配备。如美国的MAR、MSR（导弹场地雷达）、AN/FPS-46、AN/FPS-85（图1.1），和前苏联的“狗窝”、“鸡笼”等。由于当时的历史情况，人们对洲际导弹和卫星的监测有着迫切的需求，这就要求相控阵雷达技术有更多的发展。这需要它能够同时对多个高速运动的目标进行监控，并且作用距离也要大大的提高。需求的变化促使了这段时间内相控阵雷达技术的飞速发展，也带动相关科学技术的发展。

图1.1 美国AN/FPS-85型相控阵雷达

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