1、引言

電子戰系統的目標是保護軍隊、軍用設施與平臺（我們稱之為目標）不受環境中存在的電磁威脅的影響。電磁威脅的實現依靠的是武器系統，它們配備可引導高炮、彈藥和遠距離導彈的傳感器。

工作在電磁頻譜中的傳感器可將照射在其上的輻射能轉換為電子設備隨后要處理的電信號。傳感器用于檢測、跟蹤、識別和定位目標。有些傳感器擁有自己的目標照射源，如微波、毫米波和激光雷達。這些傳感器被稱為有源傳感器。還有一些傳感器依靠自然環境對目標的照射，如光電（EO）和紅外（IR）系統，它們分別利用目標反射的光能或自然背景和人為的引擎與物體輻射的熱能。這類傳感器被稱為無源傳感器。有源傳感器既有發射裝置又有接收裝置，無源傳感器則只有接收裝置。

由于傳感器各組成部分（如發射機、接收機、孔徑和檢波器）大小與波長成正比，因此傳感器可以按照其波長進行分類。

表2.1比較了微波、毫米波和光電/紅外傳感器的特性。

傳感器的一個重要部件是其孔徑，能量由此進入（接收）和/或離開（發射）傳感器。微波和毫米波傳感器的孔徑是天線，而光電/紅外和激光傳感器的孔徑是光學透鏡和反射鏡

表2.1傳感器特性

表2.2給出了微波和毫米波雷達頻段的頻率劃分范圍，表2.3列出了紅外頻譜的劃分范圍。

設計任何傳感器系統必須考慮的一個重要因素就是雨、霧、塵埃等大氣效應，它們會使性能變差，還要考慮大氣衰減與頻率的關系。圖2.1、圖2.2和圖2.3分別描述了單程的大氣衰減（dB/km）與頻率的關系、雨霧造成的衰減以及高頻傳感器在紅外波段的大氣傳輸系數。

▲圖2.1單程的大氣衰減（dB/km）與頻率的關系

圖2.2雨霧造成的衰減

圖2.3高頻傳感器在紅外波段的大氣傳輸系數

2、雷達原理與類型

早在第二次世界大戰前，雷達就被指定為“無線電探測與測距”的縮寫。英國、美國、德國、意大利、法國和俄羅斯等國都對雷達基本原理進行了研究，初期研究頻段為25～500 MHz。雷達技術在第二次世界大戰期間得以加速發展。1941年后，英國研制的磁控管推動了微波雷達的發展，麻省理工學院輻射實驗室和美國與英國的其他機構同時開展了微波雷達的研究工作。

現代雷達可以從目標中提取很多信息。除距離外，它們可以提取角度、徑向速度、目標的散射點及其分布、方位變化、噴氣發動機類型與螺旋漿的調制等。對目標距離（即至目標的距離）的測量依然是雷達最重要的功能。圖2.4示出了雷達的基本原理。

雷達方程將雷達的探測距離與其結構（即發射機、接收機、天線和波形）特性、目標特征和環境特性關聯在一起。因此，雷達方程是雷達系統設計的基本工具。

傳統脈沖雷達的簡化框圖如圖2.5（a）所示。經過發展，現代雷達的結構框圖如圖2.5（b）所示。下面我們將討論雷達系統的發展。

波形產生器（WFG）產生低功率雷達信號并饋送給雷達發射機的功率放大器。傳統體制雷達系統中，發射機使用磁控管這樣的低占空比波形功率振蕩器。由于現代雷達需要較大占空比的相參波形，功率放大器就成了首選。功率放大器可以是正交場放大器、速調管、行波管（TWT）或固態（SS，即晶體管）放大器。除固態放大器外，在大部分功率放大器和功率振蕩器中，調制器與來自波形產生器的輸入脈沖同步地開、關發射機。

發射機（Tx）的輸出通過雙工器到達天線，再由天線發射到空中。雙工器用作轉換開關，能使發射和接收分時使用一副天線。當發射機工作時，雙工器在接收機輸入端產生短路（電弧放電），所以高功率信號到達天線而不進入接收機，從而保護了接收機。當接收時，雙工器將回波信號引導到接收機而不到發射機。

高增益（定向）天線可以采用機掃拋物面反射器、機掃平面陣列反射器，也可以是電掃相控陣列（參見附錄C）。

以監視雷達的天線在方位上旋轉360°為例來說明天線掃描。遠程監視雷達的典型掃描速率是每分鐘5～6轉（rpm），而中程和短程監視雷達的典型掃描速率是每分鐘30～60轉。

審核編輯 ：李倩