為何軍用非相控陣雷達大多使用拋物面天線,除守門員外很少用棒狀波導裂縫天線?

詩和遠方的洋

為何軍用非相控陣雷達大多使用拋物面天線,除守門員外很少用棒狀波導裂縫天線?

這個問題很有意思,不過在回答這個問題之前,我先得糾正一下題主的這個問題中的一些錯誤。其實在軍用領域,縫隙天線的運用還是比較廣泛的。並不是只有“守門員”近防系統才使用這種天線形式。

我們知道,在“守門員”近防系統中,這個棒狀的波導縫隙天線主要作用是執行對海/低空的平面搜索任務,原理其實和民用的導航雷達並沒有太大的區別,因此兩者的外觀也比較相似。

(“守門員”近防系統中的棒狀天線,其實就是平面搜索雷達。)


早期的軍用雷達在相控陣天線沒有普及之前,大多數都是使用拋物面天線(如拋物面、卡塞格倫、倒置卡塞格倫等),主要原因還是得益於這類拋物面天線的加工簡單、成本較為低廉與低技術門檻等優勢。

(我國海軍裝備的364雷達可為730炮提供早期目標指示,採用的是傳統的拋物面天線。)


不過隨著科學技術的發展,軍用雷達在天線體制上也有著比較大的改進和創新。除了現在風頭正盛的相控陣天線以外,另一種天線體制因為其優秀的性價比也開始在軍用雷達領域得以廣泛的運用,並逐漸替代了傳統的拋物面天線,而這就是題中所提到的縫隙天線。

縫隙天線因其低剖面,可集成化,容易組陣等特點,在軍用和民用領域都受到了廣泛關注與運用。其特點是重量輕,具有良好的平面結構,易於與安裝物體共形。縫隙陣列天線的口徑面幅度分佈容易控制,口徑面利用率高,可以實現低副瓣或極低副瓣。同時,縫隙天線還具有結構牢固、簡單緊湊、易於加工、饋電方便、架設簡單等優勢。

如此種種的優勢,使得縫隙天線經常作為替換拋物面天線的低成本升級方式來使雷達系統獲取更優秀的性能,是一種極具性價比的天線體制。

(縫隙天線因為其優秀的性能和較低的價格,在軍用和民用領域有著廣泛的運用。)


這裡面比較典型的例子就是美國海軍所裝備的

SPS-67系列平面搜索雷達,這款雷達在早期使用的SPS-10型平面搜索雷達的拋物面天線。而在其衍生型SPS-67(V)2上,美國海軍採用了更先進的縫隙天線替換了傳統的拋物面天線以獲取更優秀的性能。

(使用拋物面天線的SPS-67(左)與使用縫隙天線的SPS-67(V)2(右)。)


同樣在另一款非常經典的近防系統——MK-15"密集陣"近防系統中,為了提升近防炮系統對目標的搜索和攔截能力,這個型號在後期改進中,其位於頂部天線罩中的平面搜索雷達也經歷過一次從拋物面天線到縫隙天線的升級。

(“密集陣”近防系統在後期所使用的平面搜索雷達,可見其明顯的縫隙天線特徵。)


除了以上天線升級的例子外,縫隙天線近年來在更多新型號的軍用平面搜索雷達上得以了比較廣泛的運用,如在丹麥海軍所屬的阿布沙龍級多功能支援艦上,其安裝於後桅杆的Terma Scanter 2100型平面搜索雷達就採用了類似的縫隙天線體制。

(安裝在阿布沙龍級後桅杆的Terma Scanter 2100型平面搜索雷達。)


因此可以說,在軍用領域,縫隙天線的運用還是比較廣泛的,並非只有“守門員”近防系統這個例子。


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