機載雷達的案例
機載雷達SAR成像對比
機載雷達SAR成像對比
從一無所有到傲視全球！這個中國造“神器”震撼世界
1935年，英國科學家沃特森發明了無線電探測裝置——雷達，雷達的發明，極大地推進了現代戰爭的演變，雷達與原子彈、青霉素被稱為二戰時期的“三大發明”。在此后不到一百年的時間里，它不僅被廣泛地應用于軍事，更為人類的航海、航天和陸上交通提供了安全保障。在電子信息技術飛速發展，國際形勢風云突變的今天，中國的雷達，能否擔當起構筑國家安全電子信息長城的使命呢？
梟龍戰機配火控雷達 中國神器站上國際舞臺
2017年11月14日9點50分，陜西閻良試飛院。中國研制的很多飛機在正式交付之前都要經過這里的飛行測試。
伴隨著螺旋槳的轟鳴聲，這架搭載了一款新型機載火控雷達的試驗飛機沖出了地平線，緊隨其后，作為本次試飛要探測的數架目標戰斗機也依次出發了，這次試飛的科目是要機載火控雷達在大約3000米高空對100多公里遠的多個快速機動的目標同時搜索和跟蹤并完成武器的模擬發射任務，檢驗雷達的多目標探測威力和跟蹤穩定性。
經過將近三個小時的飛行，執行試飛任務的飛機再次出現在了機場。
臧偉旺是這次試飛的機載火控雷達的設計師，他剛剛就在裝備機載火控雷達的飛機上，實時監測雷達的工作狀況，雖然試飛已經結束，但他還在機艙內和同事對剛剛試飛的數據進行分析。
中國電子科技集團公司第十四研究所雷達設計師 臧偉旺：剛才我們飛的主要是多目標試飛，我們載機要對目標機不同的距離、方位進行捕獲，整體今天試飛效果還不錯。
從研發到定型，一款雷達需要經歷成百上千次的試飛，雷達設計師臧偉旺告訴我們，每次試飛和他們相伴的，不僅僅是眼前的這兩臺電腦和雷達傳輸過來的海量數據，還有遇到不穩定氣流時的劇烈顛簸。
臧偉旺：每一次安排，飛行員就要占十個左右，還有總調 指揮，很不容易。我們把所有能想到的，想驗證的東西充分驗證，這樣為下一次再飛，提供一些數據支撐。
展開 中國軍工推出雷達黑科技，讓傳統戰機實現隱身
可在殲-20打開彈艙的背后，其實還有更多細節值得回味，例如殲-20的導彈能打的再遠也有個前提，那就是雷達必須看的遠。
機載雷達雖然不起眼但重要性非同一般，可以說它直接決定了戰機的戰場感知能力和戰斗力，少了它戰機爭奪制空無從談起，進而影響的就是整個戰局。
14所在今年珠海航展上展示的“三面陣”機載有源相控陣火控雷達。
當前，世界上的最先進戰機普遍采用機載有源相控陣火控雷達，這是極少數國家才擁有的頂尖技術。在今年的珠海航展上，中國電科14所就展示了我國在這一領域的最新發展，從而完整勾勒出了中國戰機的強大打擊能力。
早在2016年的珠海航展上，14所就曾首度對外展示KLJ-7A國產機載有源相控陣火控雷達，成為那屆航展最耀眼的明星之一。今年的珠海航展上，14所著眼未來空中戰場的需求，展出了為戰機突破傳統視野局限的“廣角”解決方案。
國外專家來到14所展臺現場了解“三面陣”機載有源相控陣雷達情況
其中“三面陣”版KLJ-7A就是14所面向市場提供的一個重要解決方案，其視野可超過300°，在國際上處于領先水平。它的出現在技術上賦予了戰機3大優勢：
一是“廣角”視野將讓己方戰機能夠在敵方雷達盲區內飛行，現代機載火控雷達采用的是脈沖多普勒原理，具有“廣角”能力的飛機能夠在空戰中有效保持對敵方態勢掌握，從而規劃航線使飛機與對方速度矢量重合，這樣敵方戰機就無法掌握自己的行蹤。某種程度上說，這就是另一種“隱身”，對提升戰術靈活性意義重大。這對于三代機等一些非隱身戰機意義重大。
二是“廣角”視野可幫助戰機在實戰中實現“敏捷脫離”，即在大角度大機動狀態下可靠穩定地跟蹤目標和制導先進空空導彈，這樣己方飛機就能做到“邊跑邊打”，生存能力大大提升。
三是“廣角”視野可以擴大雷達的搜索范圍，一定程度上當做“小型預警機”使用。
展開 一種可以穿透云霧的機載微型合成孔徑雷達
機載微小型合成孔徑雷達（Mini-SAR）具有全天候、全天時、遠距離、分辨率與波長和飛行高度無關等優點，系統采用調頻連續波體制，可實現低成本輕量化，能夠搭載在多旋翼、 垂起固定翼、直升機等多種輕小型無人機平臺上，在國防、地質、自然資源勘探與監測、地形 測繪、制圖學、海洋研究、農林生態監控、污染和災害估計等領域都有重要應用。
無人機機載激光雷達電力巡檢-線路防外破(2)
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DJI L1激光雷達在大疆智圖中生成點云數據后，我們可以將其導入航線規劃，將每個航點根據作業要求確定飛行軌跡后，將作業航線規劃導入御 2 行業進階版即可實現下面所列之需求，已達到自動化巡檢的目的。
線路防外破
無人機大幅提升電網巡視的速度和頻次，有效防止外部破壞。
精細化巡檢
無人機精細化、自動化巡檢能高效提供標準化數據，及時發現故障隱患。
紅外巡檢
對電網設備進行即時溫度分析，快速識別設備異常。
故障巡檢
多角度，近距離巡檢，快速定位故障點，及時排除故障。
夜間巡檢
大疆無人機支持夜間作業，提升運維應急能力。
線路防外破
前言：近幾年來隨著城鄉經濟飛速發展，輸電線路運行環境不斷惡化，線路保護區內違章作業隨意取土等行為屢禁不止，嚴重威脅了輸電線路的安全運行外力破壞引發線路故障次數呈逐步抬頭趨勢，輸電線路防外力破壞工作成為電力企業一項長期艱苦的復雜的工程。
目前輸電線路防止外力破壞工作的存在的問題：
防外力破壞聯動聯手機制不夠健全。
對輸電線路走廊和保護區周圍的數木，取土，違建等外部隱患對輸電線路的破壞，涉及較多職能部門，電力企業自2002電力系統改革后失去了行政執法權。因此致使各類外部隱患不能及時得到解決，最終釀成線路跳閘甚至事故。
電力安全教育有待普及。
大型機械（如吊車，渣土車，植保無人機）碰線造成的輸電線路外力破壞事故直接原因是操作人員安全意識淡薄，缺乏安全基本的電力知識。
展開 空警500：當前世界技術領先的中國預警機
美國現役陸上預警使用的是空中望樓E3，這款飛機背著的雷達天線直徑高達9米，天線厚度將近2米，妥妥的大家伙。這款機載雷達性能優異，低低空目標的搜索距離可以超過300公里，對于中高空的目標探測距離估計會超過400公里。但是因為采用機掃雷達，設備相對落后，雖然經過了數次改進，但是在性能上受困于雷達體制的固有弱點，還是無法和我國的空警2000相比。
機掃雷達本質上還是PD雷達，做得大了之后有一定的性能好處，至少現在美國最先進的E2D就采用有源相控陣和機掃雷達的結合體。這種雷達不存在相控陣雷達旁瓣性能衰減，探測距離近的問題，因為雷達始終處于旋轉狀態下。但是如果僅僅依靠機掃雷達，在現代復雜電子環境下存在幾個巨大的問題，一個是電子戰能力較弱，這種雷達比較容易被干擾，雖然直面數據比較優秀，但是在干擾條件下，性能存在很大的縮水。其次是對抗小目標的能力較弱，因為機掃雷達的固有特征，在對抗經過隱身化處理的四代半戰機（雷達截面積小于1），低空突防的巡航導彈等的探測距離非常有限，其所擁有的可以探測數百公里的探測數據，其實是對于大型空中目標，在現代戰場環境下，幾乎戰機和導彈都進行隱身化處理，會大大抑制E3的探測距離！
我們的空警2000和空警500，性能上都比E3要先進。雷達體制采取的是有源相控陣，抗干擾能力強大，精度高，探測搜索距離遠，計算機處理目標的能力數倍于E3。這些性能是技術進步帶來的。尤其是空警500，甚至可以在戰場環境下通過數據鏈接管控制各類機載武器的控制，這在以前的預警機應用上是難以想像的事情。空警500的出現，為我國空軍植入了一顆超強大腦，在作戰應用上更加靈活，高效！
題外篇：空警500生產速度更快，價格不高，全部國產化生產沒有任何的技術瓶頸，不存在空警2000那樣的技術尷尬！
說點題外話，也算是為預警機篇做個結尾。
展開 機載LiDAR與傾斜攝影測量在地質災害中的應用
(a)研究區DSM模型 (b)研究區正射影像圖DOM
(c)研究區DLG成果圖DOM (d)研究區激光點云數據DOM
圖3 無人機載LiDAR和傾斜攝影數據產品
1.2.2 機載LiDAR數據獲取
由于水電站的周圍地形有許多的高山,以及植被覆蓋率高,機載激光雷達可以透過植被,測量植被覆蓋下的地形可以在被植被覆蓋的地方發現危險源,因此通過機載激光雷達可獲取高精度實景三維地形數據,尤其對高山峽谷、高植被覆蓋區域以及人員無法到達區域,有得天獨厚的優勢。對于坡度、曲率、匯水面等有較大優勢,它有高精度位置與姿態測量系統(position and orientation system,POS)數據、高分辨率光學影像、高密度激光點云的特點,數據處理包括點云計算、平差以及去噪等預處理。機載激光雷達數據如圖3(d)所示。
2 結果與數據分析
為探索無人機傾斜攝影技術在地質災害應用中的精度可行性,選取26個地面檢核點,采用GNSS-RTK測量方式利用千尋基準站實時差分信號,進行采集明顯實地地物點或地貌特征點的平面坐標和高程,成果點平面坐標在數字正射影像模型提取,利用DSM提取高程值,并進行空間坐標誤差分析和高程誤差分析。地物長度值的測量是以全站儀野外實測地物長度(如建筑物、道路標識線等),分別測得20組水平長度和垂直長度值為真值(T),三維模型場景內量測對應長度作為觀測值(O),計算差值Δ以及中誤差m,從而對水平長度和垂直長度進行精度評定。其計算[11-12]如式(1)所示。
(1)
檢核點的平面和高程方向的較差見圖4,ΔL為水平長度差值,ΔH為垂直長度差值，結果如圖5所示。從點位和長度統計結果可知,點平面和高程中誤差分別為0.037 m、0.042 m。最大誤差分別為0.049 m、0.058 m。
展開 某有源相控陣天線冷板散熱仿真分析
來源：科學與技術 作者：蔣瑞 高天一
關鍵字：相控陣雷達 天線冷板 散熱仿真
本文根據某機載相控陣雷達天線艙內的空間布局，對天線冷板進行了結構設計，并運用有限元體積法的Icepak軟件對三維模型進行散熱效能仿真，對仿真結果進行分析，驗證了冷板的結構設計滿足了相控陣雷達天線陣面發熱插件通風散熱要求。
1 某機載雷達相控陣的構成
機載相控陣雷達主要由T/R組件、波控網絡、天線振子、電源、天線陣面、饋電網絡等部分組成。其中T/R組件是整個天線的核心以及發熱集中區域，因此如何將T/R組件工作時產生的熱量散發至外部環境成為熱設計的關鍵與難點。
2 天線陣面熱仿真
2.1 天線陣面模型建立及簡化
對于本模型，在進行散熱分析時，主要關注的是T/R組件基板上高功率芯片的發熱量以及冷板散熱能力，其他細小零件對整體模塊的散熱的影響不大進行了省略處理；對冷卻流體工質聯接導管、冷卻工質進出口、T/R組件等直接或間接影響散熱能力的部件進行模型簡化分析。
根據天線陣面冷卻系統技術參數：環境溫度：50℃；流體介質：65#防凍液；流體溫度：35℃，可以得到天線陣面熱邊界參數如表1：
表1 天線陣面熱設計邊界條件
表中T/R組件進出口溫差為串聯支路的溫差，其余皆為單個。
根據天線艙內的空間布局，以及上表中的熱邊界條件，對冷板進行了結構設計并建立ICEPAK模型如圖1所示。
圖1 雷達陣面熱仿真模型布置圖
2.2 熱仿真結果分析
對模型進行三維散熱效能仿真建模，其仿真條件：介質為65#防凍液，介質溫度=35℃，環境溫度=55℃，總功耗為15KW，系統總流量為2.048m3/h。
展開 袋壓法、熱壓罐法、液壓釜法和熱膨脹模塑法成型工藝
如飛機艙門、整流罩、機載雷達罩，支架、機翼、尾翼、隔板、壁板及隱形飛機等。
（1）袋壓法
袋壓成型是將手糊成型的未固化制品，通過橡膠袋或其它彈性材料向其施加氣體或液體壓力，使制品在壓力下密實，固化。
袋壓成型法的優點是：①產品兩面光滑；②能適應聚酯、環氧和酚醛樹脂；③產品性能比手糊高。
袋壓成型分壓力袋法和真空袋法2種：
①壓力袋法
壓力袋法是將手糊成型未固化的制品放入一橡膠袋，固定好蓋板，然后通入壓縮空氣或蒸汽（0.25～0.5MPa），使制品在熱壓條件下固化。
②真空袋法
此法是將手糊成型未固化的制品，加蓋一層橡膠膜，制品處于橡膠膜和模具之間，密封周邊，抽真空（0.05～0.07MPa），使制品中的氣泡和揮發物排除。真空袋成型法由于真空壓力較小，故此法僅用于聚酯和環氧復合材料制品的濕法成型。
（2）熱壓釜和液壓釜法
熱壓釜和液壓釜法都是在金屬容器內，通過壓縮氣體或液體對未固化的手糊制品加熱、加壓，使其固化成型的一種工藝。
熱壓釜法
熱壓釜是一個臥式金屬壓力容器，未固化的手糊制品，加上密封膠袋，抽真空，然后連同模具用小車推進熱壓釜內，通入蒸汽（壓力為1.5～2.5MPa），并抽真空，對制品加壓、加熱，排出氣泡，使其在熱壓條件下固化。它綜合了壓力袋法和真空袋法的優點，生產周期短，產品質量高。熱壓釜法能夠生產尺寸較大、形狀復雜的高質量、高性能復合材料制品。產品尺寸受熱壓釜限制，目前國內最大的熱壓釜直徑為2.5m，長18m，已開發應用的產品有機翼、尾翼、衛星天線反射器，導彈載入體、機載夾層結構雷達罩等。此法的最大缺點是設備投資大，重量大，結構復雜，費用高等。
液壓釜法
液壓釜是一個密閉的壓力容器，體積比熱壓釜小，直立放置，生產時通入壓力熱水，對未固化的手糊制品加熱、加壓，使其固化。
展開 沙特推出一款察打一體先進無人機
該飛機配備了白天和夜間成像的高分辨率攝像頭以及用于無人駕駛飛機的便攜式機載雷達系統。還可以配備電子戰系統和通信系統，或者干擾和阻礙了通信和敵方雷達。
SAR雷達成像的高分辨率是怎么實現的？
帶寬能做多寬取決于雷達的工作頻率，對任何一個頻率來說，要求的帶寬不可能無限制地增加，因為在到達某個值后，硬件會變得難以設計和制造，費用會更加昂貴。簡而言之，帶寬增加的限制決定了脈寬變窄的限制。
其次，在峰值功率和PRF保持不變的條件下，發射窄脈沖會大大降低平均發射功率，當然脈沖壓縮技術可以避免這個問題。
方位分辨力
方位分辨尺寸大致等于天線的3dB波束寬度乘以距離（類似弧長的計算），而3dB波束寬度大致等于波長比上天線長度。當距離給定時，工作在極短的波長或采用長的天線，又或者二者同時采用，就能獲得高的方位分辨力。但是極短的波長面臨的大氣衰減會異常嚴重，另一方面機載雷達的天線又不可能做的太長。為了擺脫這個困境，合成孔徑雷達（SAR）應運而生。
展開 
雷達的常見分類以及典型應用
LPI雷達采用了如下技術：
? 多基地檑達
? 超低副瓣天線
? 超寬帶信號
? 長脈沖
? 低功率
? 無源雷達
多模雷達
現今，許多軍用雷達系統需要完成大量的任務，所以必須采用多種模式。
? 目標搜索和跟蹤
? 武器制導
? 高分辨率地面測繪
? 惡劣天氣預測
? 電子對抗
在這些應用中，采用不同的脈沖重復頻率（PRF）和調制模式。調頻脈沖（Chirp）、脈內巴克碼（Barker）調制以及復雜調制、AESA天線、SAR、跳頻、變極化等。測量這樣的多模雷達系統是復雜，費用很高的。
未來雷達技術展望
未來，我們期待見到包含有雷達系統和紅外系統的多傳感器系統，這樣可以將各自的優點緊密的連接在一起，以克服各自特定的缺點。
軍用機載雷達系統將會不斷面臨先進戰斗機隱蔽偷襲的威脅。今后，一架戰斗機既要有隱蔽偷襲功能，又不能在使用機載雷達時暴露自己，這是一對必須要解決的矛盾。解決這個問題的可能就是采用雙基地檑達，即在飛機上只有發射機或只有接收機。
雷達天線將不再作為一個放在罩子里獨立的部件單元，它將和飛機（輪船或其他平臺）的幾何結構共形。下一代AESA機載雷達系統將會有多幅天線陣列，從而獲得更大的空間掃描角。
雷達的數據處理部分的速度將大大提高（通過并行處理的方式），以適應處理更高的數據率，從而可得到更高的分辨率。
來源：雷達與探測公眾號
展開 【6/2更新】提前15秒感知到風！風電機組多發1億度電量，咋做到的？
為了提升了風機風電機組對前方風場的感知能力，將機載式激光雷達與獨立變槳、前饋控制等智能控制策略相結合，讓風電機組從對風遲滯局部的感知進化到預先精準的探測，從而達到降低機組載荷和度電成本的目的。
三年前，33臺風力發電機出現在云南曲靖遠離城鎮的群山中，這里的風，每年可以生產出接近1.2億度的電能。
現在，智能風電工程師趙樹椿帶領團隊再次來到這里，要用一種新的技術，讓這些風力發電機每年再多發電600萬度以上。現有的風機頂部有風速儀和風向儀，只有風吹動儀器之后，笨重的風機才能感知到風，并開始有目標地調整姿態，大量的有效發電時間被浪費在這個過程當中。
趙樹椿給風機安裝的激光多普勒雷達，能提前15秒鐘感知到風。安裝激光雷達半年之后，與去年的同期數據相比，風場發電量增加了300萬度。按照這個趨勢，在這片風場剩余的17年生命周期里，將多發電超過1億度。
激光雷達測風方式為非接觸測量，猶如為風機裝上了觀測風速的眼睛，可以主動測量距離機組前一定范圍的風速，不受氣動外形和尾流的影響，測量精度高。精準的測量結果與連續的趨勢變化感知對機組的主動控制有相當大的指導意義。
目前投入應用的機載式激光雷達屬于相干激光雷達，根據相關光系統可細分為連續波雷達和脈沖雷達，兩者的基本工作原理上是一致的。當相干光束照射到空氣中的氣溶膠顆粒，一部分光會被氣溶膠顆粒散射而產生回波。根據多普勒原理，氣溶膠顆粒沿相關光束方向的運動會導致回波的頻率變化，如下式所示：
上式中，c 代表光速， Vlos是氣溶膠顆粒沿相關光光束方向的運動速度，ν和λ分別代表激光束的頻率和波長，δν是回波信號的頻移。根據多普勒原理，回波信號的頻移是正比于氣溶膠顆粒運動速度（風速）的。
展開 韓國開始制造隱身戰機，三大難關尚未攻克
主要就是有源相控陣機載雷達（AESA）的應用。AESA雷達的核心技術就是收/發（T/R）的研制能力。韓國在半導體技術上，生產能力極強。在T/R組件生產上并沒有技術障礙。但是雷達作為一個整體，除了元器件生產，還有信號處理算法、雷達電磁兼容、多功能整合等一系列的工程難題，這些技術也是要靠相當的基礎研究支撐。
雷達做出來容易，要做好很難，新一代航電系統的復雜程度更高，研制過程要通過不斷試錯來解決難題。韓國處于西方開放的技術體系內，能夠輕易獲得部件，在雷達技術上與其他國家合作較多，解決相對容易，韓國已經公開了自己的AESA雷達樣機。
目前KAI已經完成KF-X全部設計圖紙的15％，并將在今年9月以后完成80%以上的詳細設計評審。KF-X戰斗機于2015年12月開始系統開發，在2016年通過了系統要求審查和系統功能審查。
KF-X項目對韓國發展其航空工業將發揮重要作用，據悉有112~137家機構參與。而從KAI披露的消息看，他們要花費3年多的時間才能完成第一架原型機的生產工作。后續的驗收測試、工程化生產，以及大量機載裝備、武器系統的空白，注定日后還有重重風險。KAI現在將KF-X定位為“4.5代戰斗機”，而非刻意暗示、吹噓的五代機，終于也算是有了些“自知之明”。
KF-X想象圖。
如果KF-X項目獲得成功，按計劃將生產約120架，首先取代已經老化的美制F-4和F-5戰斗機。當然，韓國也將竭力在國際市場上四處推銷。而由于印尼的投資，也將無法避免對外“分肉”的結果。
來源：環球時報
展開 中國軍工將3D打印做到極致！
作為殲11的第二個大改型號，殲11B不僅換裝了國產航電、機載雷達、玻璃化座艙和太行發動機，該機還大量采用了輕質航空復合材料，獲得了成噸級的減重。
節目中提到一種樹脂復材，將它放到液壓罐中經過高溫高壓，發生交聯化學反應后，就會形成高分子固化，從而變成一個非常硬質的板材狀態，其重量只有鋁合金的0.6，但強度和剛度比鋁合金還高，大量用于戰機后有比較好的減重效果。
殲11B戰機身上的復雜多管道構件
而3D打印技術的應用更助力國產戰鷹飛的更高更遠，節目中介紹了一種多通道接頭的制造，由于結構復雜，之前是不能設計成這樣的，現在有了增材技術，就可以實現了。之前要用好幾個管道實現的功能，通過3D打印一個只用一個輕便的多管道件就做到了，不但重量大減，體積更小巧，且是整體制造，更結實牢固。
類似新材料、新工藝在中國戰斗機的制造中，已經開始大量應用，作為新質戰斗力的殲10C、殲16和殲20，它們身上應用的復合材料的比例更大。之前就有報道稱，殲31、殲20都大量采用了3D增材技術，它們的主梁都采用了鈦合金一體成型技術，大大減輕了重量的同時，讓戰機結構更加牢固，飛大過載的時候更安全。
15年7月16日軍民融合成果展的展品
3D打印技術的到來，不僅讓戰機結構件更加輕質和牢固，同時還大大減少了浪費，制造成本進一步降低。2017年6月份，在央視的《開講啦》節目中，殲15總設計師孫聰院士講到：過去一個鈦合金航空異型件，100公斤的材料，摳到最后，只有5公斤是有用的，95公斤都是鐵屑扔掉了，而采用3D打印技術，可能只要6公斤，稍微一切削就可以使用了。
早在2013年1月18日，國務院就向中航工業“飛機鈦合金大型復雜整體構件激光成形技術”頒發了國家技術發明獎一等獎。
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