什么是相控陣(Phased Array)？

相控陣是一種通常與雷達相關的電磁波探測系統，它基于機載無線電波的傳輸。它也可以建立在聲納的概念上，用于在水下用聲波掃描物體，并從2011年開始使用光波陣面進行研究。這個概念是基于在早期版本的無線電天線上，遵循同樣...

相控陣是一種通常與雷達相關的電磁波探測系統，它基于機載無線電波的傳輸。它也可以建立在聲納的概念上，用于在水下用聲波掃描物體，并從2011年開始使用光波陣面進行研究。這個概念是基于在早期版本的無線電天線上，遵循同樣的基本原理，即用電波反射物體來確定物體的位置和運動方向。相控陣雷達與標準雷達天線的主要區別在于，相控陣系統不必進行物理移動或旋轉掃描穿過天空的物體。

相控陣技術可用于反核武器裝置。
雷達信號在有限角度外的有效性降低因此早期的碟形天線被放置在一條直線上以擴大其對天空的整體視野。這種天線的最早形式之一是在冷戰期間發展起來的，先于相控陣技術本身，被稱為美國在北極和加拿大的雷達裝置的遠程預警線。當時相控陣技術正在在1958年完善后，俄羅斯在20世紀60年代早期開發了第一個工作階段系統，代號為北大西洋公約組織（北約）的狗屋、貓屋和雞舍。這些設備包括雷達裝置，可以有效地掃描至少三分之一的俄羅斯邊境它與歐洲接壤，以應對來襲的導彈攻擊，同時配備自動核導彈攔截系統，以摧毀任何可能的目標

相控陣技術包括用于醫學成像的超聲檢查。
截至2006年，最先進的相控陣雷達系統是美國軍方開發的海基X波段雷達（SBX），用于跟蹤彈道導彈和其他在地球周圍大氣層或空間飛行的快速運動物體。SBX包含45個，000個輻射元件，是每個發射無線電信號的獨立天線。每個天線信號的精確定時以及它與最近鄰的重疊方式允許SBX產生一個波前，可以主動掃描穿過其視場（FOV）的物體。這包括一個跨度120°的空間錐，所以SBX系統包括四個雷達單元，同時覆蓋整個地球半球。
雷達系統的相控陣技術非常復雜，需要快速可靠的計算機控制。SBX系統必須每0.000020秒改變一次整個雷達波束的方向，或者每20微秒有效一次。這使得先進的相控陣系統與傳統的連接雷達相比非常昂貴，而SBX系統的完成成本接近900000000美元。
更溫和的相控陣技術包括用于醫學成像和掃描金屬結構內部缺陷。聲波重疊以增強整體信號，并改變其掃描方向以尋找內部特征。此類設備中使用的相控陣傳感器有16至256個單獨發射聲波探頭，這些探頭以4到32組為一組激活，以提高質量圖像
相控陣光學（PAO），盡管2011年僅為理論值，正在研究的是它必須能夠產生肉眼無法與現實世界區分的三維全息景觀的能力。這項技術必須能夠操縱光波進行建設性和破壞性的干擾，就像對無線電波一樣，在一個比光本身的自然波長小的水平上。這樣做所必需的系統包括用于快速處理信號的先進計算機和一個空間光調制器（SLM），用于控制何時以及如何操作每個波長的光。投影是，到21世紀中葉，這種PAO系統將成為可能。

發表于 2020-07-10 11:11
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分類：技術

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