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劉立群
新手上路
Taiwan
97 Posts |
 Posted - 12/10/2013 : 01:51:49
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以前看過篇討論串，是說AESA T/R單元功率有上限，所以AESA的功率和面積成正比。如果要大功率以持續大面積掃瞄，PESA反而比較適合，因為PESA的功率限制只在後端。而傳統天線雷達的功率密度可以更大、更適合需要廣域監視的預警機和防空主力戰艦。
我一直把這當真理，還用此解釋了為什麼歐洲防空艦即使有了APAR、SAMPSON、EMPAR，卻還是要SMART-L/S1850M。而美國神盾艦拆除了SPS-49，是因為軟體改善使得SPY-1即使功率不足，還是可以藉由掃瞄程式的優化而達到一樣的廣域監視效果。<--這是我的理解
可是我前幾天算了一下，發現SAMPSON的功率密度(w/m2)與SPY-1D一模一樣！這兩個雷達操作的還是同一波段呢。
請問是我誤解了，還是另有合理解釋？
另外，廣域掃瞄監視雷達，是否等於3D雷達和現在流行的名稱VSR(Volume Search Radar)？我理解的VSR定義就是「大功率(超遠、超大空域掃瞄)、頻率掃瞄(3D標定)」，例如美國AN/SPS-49、歐洲SMART-L/S1850M？ |
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dasha
版主
41740 Posts |
Posted - 12/10/2013 : 09:37:51
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AESA的單個單元功率確實有比較嚴重的上限,但你可以做些其他天線做不到(或不會去做)的方式,聚焦集中功率.PESA每個單元也會有功率限制.
廣域掃描不一定有測高功能,也就是不一定是3D雷達,即使現在通常都會有. |
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toga
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Tajikistan
12733 Posts |
Posted - 12/10/2013 : 10:19:04
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APAR和EMPAR都是有效探測距離在200公里以內的輕量化多功能雷達，超過300公里以上的長程防空預警／監視自然是需要SMART-L/S1850M相助。
英國SAMPSON雷達則是複雜高端又擺得高看得遠（超過400公里）的超神盾級行頭，其有足夠能力與功能來完全取代SMART-L/S1850M，而Type 45上之所以還會保留SMART-L/S1850M，英國佬先前的解釋是：＂皇家海軍傳統習慣使然∼生為防空艦，其上就該有一具長程預警雷達以及一具防空火控雷達......＂
不過個人認為更合理的深層原因是戰爭教訓使然∼福島戰爭教訓清楚顯示：不管一個武器系統在平時的表現有多神勇，在實戰時還是會在你意想不到的地方出包，因此有備（份）則無患。
一萌二PAK三聯閃，四代歐風五國潘，十全側衛百戰鷹，成千蟲隼萬國繁。 |
Edited by - toga on 12/10/2013 10:25:26 |
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閒遊之人
我是老鳥
6802 Posts |
Posted - 12/10/2013 : 11:33:28
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真要說
就算用八木天線也能生出相位陣列雷達吧? |
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ki1
路人甲乙丙
5734 Posts |
Posted - 12/10/2013 : 12:43:40
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quote:
Originally posted by 閒遊之人
真要說
就算用八木天線也能生出相位陣列雷達吧?
北極熊有用大量八木天線的米波AESA |
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dasha
版主
41740 Posts |
Posted - 12/10/2013 : 13:07:34
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| 其實英國最早的預警雷達,就是八木天線相位陣列,打不列顛之役的......因為掃描角度小,才被淘汰. |
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MikeH
路人甲乙丙
USA
4711 Posts |
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dasha
版主
41740 Posts |
Posted - 12/10/2013 : 16:16:46
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| Chain Home的技術是後來研發相位陣列時再撿回來研究,成為相關技術基礎的,那時代並沒有相位陣列這種詞,但這玩意與八木天線都是合成波前概念的基礎. |
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劉立群
新手上路
Taiwan
97 Posts |
Posted - 12/10/2013 : 17:05:00
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所以，其實並沒有「PESA或傳統天線適合大面積遠距離掃瞄警戒、AESA只適合近距掃瞄追蹤」這種事？
另外，八木天線可以合成波前？ |
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ki1
路人甲乙丙
5734 Posts |
Posted - 12/10/2013 : 17:10:03
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quote:
Originally posted by dasha
Chain Home的技術是後來研發相位陣列時再撿回來研究,成為相關技術基礎的,那時代並沒有相位陣列這種詞,但這玩意與八木天線都是合成波前概念的基礎.
美國海軍的MK8射控雷達應該就是很明顯的相位陣列了? |
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dasha
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41740 Posts |
Posted - 12/11/2013 : 06:53:48
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quote:
Originally posted by toga
APAR和EMPAR都是有效探測距離在200公里以內的輕量化多功能雷達，超過300公里以上的長程防空預警／監視自然是需要SMART-L/S1850M相助。
英國SAMPSON雷達則是複雜高端又擺得高看得遠（超過400公里）的超神盾級行頭，其有足夠能力與功能來完全取代SMART-L/S1850M，而Type 45上之所以還會保留SMART-L/S1850M，英國佬先前的解釋是：”皇家海軍傳統習慣使然∼生為防空艦，其上就該有一具長程預警雷達以及一具防空火控雷達......”
不過個人認為更合理的深層原因是戰爭教訓使然∼福島戰爭教訓清楚顯示：不管一個武器系統在平時的表現有多神勇，在實戰時還是會在你意想不到的地方出包，因此有備（份）則無患。
SMART與SAMPSON只是名義上的偵測距離相近,實際上,SMART系列的最大偵測距離限制,應該是地平線,設定要抓的傢伙在400km以外都在地平線以下,雷達波打得到也沒有多大意義,除非是太空梭之類高度異常的傢伙......
相對的,SMART的波束數量與解析度,即使還足以提供Aster到終端導向用,精確度遠低於SAMPSON,不是很適合多目標截擊作戰. |
Edited by - dasha on 12/11/2013 07:42:40 |
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dasha
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41740 Posts |
Posted - 12/11/2013 : 06:55:19
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quote:
Originally posted by ki1
quote:
Originally posted by dasha
Chain Home的技術是後來研發相位陣列時再撿回來研究,成為相關技術基礎的,那時代並沒有相位陣列這種詞,但這玩意與八木天線都是合成波前概念的基礎.
美國海軍的MK8射控雷達應該就是很明顯的相位陣列了?
不,那只是多波束而已,不是電掃,作業方式不是靠調整電阻或發射時間去改變波束指向,而是利用多波束涵蓋範圍去達成目的.
後來英國船一堆這種多波束搜索雷達,直到SMART都還是,那是用多波束同時涵蓋較大範圍空域,個別波束只負責相對較小區域,以提供較明確的目標高度方位資料.另外就是用多波束重疊的射控,看有幾個波束照到目標找交集,以提高測角精度. |
Edited by - dasha on 12/11/2013 07:05:33 |
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dasha
版主
41740 Posts |
Posted - 12/11/2013 : 07:01:27
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quote:
Originally posted by 劉立群
所以，其實並沒有「PESA或傳統天線適合大面積遠距離掃瞄警戒、AESA只適合近距掃瞄追蹤」這種事？
另外，八木天線可以合成波前？
理論上,PESA與AESA沒有哪個適合長哪個適合短的說法,實際上AESA每個單元又熱又貴,所以很多AESA會偷工,做得很小或發射單元很少以省錢,省了錢就只能挑近距離用......
雷達天線的波前生成大致分成兩大類,一種是光學式,將雷達波以各種形狀天線進行聚焦偏光,做成想要的形狀與偏極;另一種類型就是合成波前,用好幾個波源合成一個強波,陣列式的,不管是相位陣列,平板(開孔)陣列,還是八木天線,都是這種好幾個發射源去合成一個大波前,這類又有電流方向與雷達波方向平行或垂直之分,八木天線是平行式,其他陣列天線多半是垂直式. |
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toga
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Tajikistan
12733 Posts |
Posted - 12/11/2013 : 11:12:54
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>> 所以，其實並沒有「PESA或傳統天線適合大面積遠距離掃瞄警戒、AESA只適合近距掃瞄追蹤」這種事？
Ａ：
沒有。只要你花得起錢造大雷達與蓋大艦，再花更多更多錢提供足夠的能量與冷卻，主動陣列雷達一樣可以搞成長程遠距預警雷達∼英國的45級防空驅逐艦以及老美新一代水面艦都是這樣搞。
但問題就在於：你能花得起多少錢來玩多大的工程名堂？
以英國45級防空驅逐艦為例，噸位約只有老美神盾艦的3/4，防空火力攜帶量更只有神盾艦的1/2不到，反艦陸攻火力目前欠奉，反潛聲納使用最陽春基本的形式，現在又放棄ＣＥＣ能力.........結果船艦造價卻比柏克神盾高出40%~50%，每年的任務成本則將近8,000萬美金，最終迫使阮囊羞澀的英國佬將原先預定引進12艘的45級防空驅逐艦大幅下修成為6艘∼這其中有很大部分可歸因於其上超高檔的SAMPSON雷達戰系。
至於老美準備在柏克III/IV等新一代防空艦上玩的防空AESA雷達名堂，則又要比英國佬的SAMPSON雷達更上一層甚至幾層樓，其固定式主動陣列防空雷達龐大複雜到讓許多美海軍官員都擔憂現有的萬噸級柏克級驅逐艦設計將無力負擔的地步，而主張改以興建排水噸位數萬噸的新艦（放大版柏克級，DDG-1000改，CG-21浴火重生簡化版，LPD-17改，專門預警雷達哨戒艦.....）來容納並充分發揮其功能潛力∼但這些新艦設計的價碼恐怕都要從40億美金級開始起跳....
一萌二PAK三聯閃，四代歐風五國潘，十全側衛百戰鷹，成千蟲隼萬國繁。 |
Edited by - toga on 12/11/2013 11:33:41 |
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cobrachen
管家
4513 Posts |
Posted - 12/11/2013 : 11:37:55
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quote:
Originally posted by 劉立群
所以，其實並沒有「PESA或傳統天線適合大面積遠距離掃瞄警戒、AESA只適合近距掃瞄追蹤」這種事？
另外，八木天線可以合成波前？
美國那些大到不行的彈道飛彈預警雷達就是AESA。 |
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劉立群
新手上路
Taiwan
97 Posts |
Posted - 12/11/2013 : 14:26:37
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quote:
Originally posted by cobrachen
quote:
Originally posted by 劉立群
所以，其實並沒有「PESA或傳統天線適合大面積遠距離掃瞄警戒、AESA只適合近距掃瞄追蹤」這種事？
另外，八木天線可以合成波前？
美國那些大到不行的彈道飛彈預警雷達就是AESA。
這我知道，但我以前的理解是：AESA功率和面積成正比，要用來作大空域掃瞄可以，但是要非常巨大的面積。
而且彈道飛彈預警或追蹤專用雷達可以大仰角，但艦用不行，因為艦用雷達不能只看天，而且艦用AESA/PESA雷達看天的有效孔徑更低。 |
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toga
版主
Tajikistan
12733 Posts |
Posted - 12/11/2013 : 15:28:39
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主動陣列雷達的GaAs收發單元隨著時代也在不斷進步，以老美為例，在兩千年代初期便已前後推出七代GaAs單元∼代數越新的GaAs單元體積越小，尖峰能量輸出功率越高，生產成本也越低。
因此即便天線面積大小不變，只要換代更新GaAs單元並解決相關能源供應與冷卻問題，雷達的功率輸出一樣可以有飛躍性的成長。
SAMPSON雷達系統開發史就是一個最佳例證：
MESAR 1技術概念展示雷達（1985~1990）：當時的GaAs單元像磚塊般大，輸出功率卻只有2W，生產成本更是貴得嚇死人（每單元超過8,000美金），使得原本打算安裝916單元的MESAR I最終只安裝了156單元。
MESAR 2雷達原型（1995~2000）：此時其所採用的新一代GaAs單元不僅大小重量大幅縮減，輸出功率更五倍增至10W，讓BAES得以在MESAR 2上使用1,264個單元（其為四面固定式天線設計，每面天線316單元）。
SAMPSON雷達：為了節省成本與重量，BAES在量產型SAMPSON雷達上採用背對兩面式旋轉天線設計來取代原本MESAR 2的四面固定式天線設計，然而其每面天線的GaAs單元數是MESAR 2的兩倍有餘（2,600個），最大輸出功率可達25kw。
而至於會使用在老美新一代艦載AESA防空雷達上的GaN模組單元科技，其最大輸出功率又是目前最新GaAs單元的十幾倍至上百倍，可以上看500 ~ 1000W....
http://apps.richardsonrfpd.com/Mktg/Media/Microsemi_IMS2013.pdf
一萌二PAK三聯閃，四代歐風五國潘，十全側衛百戰鷹，成千蟲隼萬國繁。 |
Edited by - toga on 12/11/2013 15:55:26 |
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dasha
版主
41740 Posts |
Posted - 12/11/2013 : 16:16:42
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quote:
Originally posted by 劉立群
以前看過篇討論串，是說AESA T/R單元功率有上限，所以AESA的功率和面積成正比。如果要大功率以持續大面積掃瞄，PESA反而比較適合，因為PESA的功率限制只在後端。而傳統天線雷達的功率密度可以更大、更適合需要廣域監視的預警機和防空主力戰艦。
剛才查了一下雷達系統概論,上述內容只要加上一句前提就是正確的:等價格下.AESA的主動單元到現在還是讓人罵髒話等級的貴--以前則是直接啞掉暈倒等級的貴.
雖然有些人主張只要超過一定單價,他們有辦法讓AESA物有所值,但PESA擁護者則表示,AESA擁護者所謂的物有所值,指的是四五倍掃描空域與兩三倍反應速度加上十倍以上使用壽命條件下,每單位空間單位時間內的掃描成本,與PESA相當,也就是說,系統總價還是...... |
Edited by - dasha on 12/11/2013 16:19:59 |
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閒遊之人
我是老鳥
6802 Posts |
Posted - 12/11/2013 : 18:21:33
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aesa和pesa
會不會有先天精度問題
比如因加工問題
某一方會有難以縮小波束的問題?
波束越小不是說精度越大
像毫米與分米的差別.....
現在有更小的嗎(如微米?) |
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dasha
版主
41740 Posts |
Posted - 12/11/2013 : 20:44:24
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| 不動天線的相位陣列系統,偏向時的波束變寬問題比較嚴重,PESA因為要透過電路去延遲,中間會消耗能量,大偏角時的狀況更加嚴重,解決方法不是動天線就是多具天線......這方面的問題是基礎問題,加工精度能改善的有限,對陸地或船舶是還好,飛機又會碰到天線本身太小波段選擇受限的問題...... |
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MACOS8
路人甲乙丙
3316 Posts |
Posted - 12/11/2013 : 21:22:54
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quote:
Originally posted by 閒遊之人
aesa和pesa
會不會有先天精度問題
比如因加工問題
某一方會有難以縮小波束的問題?
波束越小不是說精度越大
像毫米與分米的差別.....
現在有更小的嗎(如微米?)
你想做也要看看有沒有那個電磁窗口可以搞。
不然出來直接被大氣吸收掉是搞個屁? |
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閒遊之人
我是老鳥
6802 Posts |
Posted - 12/11/2013 : 21:39:46
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也就是現在的雷達受限更大的是電磁窗口
不然啥波束都能作?
除非用逆天的功率硬幹
但搞不好作光束或電磁武器還比較快? |
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dasha
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41740 Posts |
Posted - 12/11/2013 : 21:44:01
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平板陣列與相位陣列,都是利用多個同頻發射源發射,以其合成波前決定波束指向,決定波束張角的是你的陣列數量與天線尺寸,加工精度影響不大,平板陣列甚至可以靠量測照片上每個開孔的長寬/個數/間距,就猜出你大概是用哪個頻率,以及波束的寬度,當然數據要很正確,畢竟戰鬥機的雷達波波長都沒幾公分,一點誤差就差大了.
加工精度影響大的,是移相器或固態發射單元這種半導體到晶片等級的玩意. |
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dasha
版主
41740 Posts |
Posted - 12/11/2013 : 21:47:13
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quote:
Originally posted by 閒遊之人
也就是現在的雷達受限更大的是電磁窗口
不然啥波束都能作?
除非用逆天的功率硬幹
但搞不好作光束或電磁武器還比較快?
1950年代就確定了,亂挑波長的結果只是大型微波爐還距離有限,能傷的只有自己而不是敵人......
大氣中的水氣量太大了,大氣本身的氮氧分子量更是多得不像話,挑錯波段,就算輸出是氫彈,影響範圍也就只有幾公里而已,大部份雷達可沒有這種超大功率輸出裝備...... |
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標題 |
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關於AESA vs. PESA
