? 發問時間: 政治與政府軍隊 · 1 0 年前

甚麼是都卜勒盲區以及都卜勒雷達?<<20點啊~~!>>

甚麼是都卜勒盲區以及都卜勒雷達?

為什麼都卜勒雷達可以過濾雜回波?

是否現今軍方的雷達都是都卜勒雷達?

一個雷達可否又是相位陣列雷達又是都卜勒雷達?

順帶一問,要在是否所有海軍軍艦的雷達都是相位陣列雷達?

再順帶一問,預警機的雷達是否相位陣列雷達?都卜勒雷達?

1 個解答

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    1 0 年前
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    要知道什麼是都卜勒雷達. 就要先了解都卜勒效應, 這是電波/聲波學上的重要原理. 都卜勒效應為[當觀察者(受信源)與聲源(發信源)之間, 具有相對運動時, 其聲頻會隨著兩者之間的距離而變化]. 這種變動是可以量化並且以程式計算出來的. 所以都卜勒效應能夠廣泛用於偵測物體運動的路徑與速度.

    都卜勒雷達 : 應用了都卜勒效應所製造的雷達系統. 最早期的雷達為定點設置, 發射無線電波, 藉由電波反射的時間, 強度等資訊, 來計算出目標的位置. 注意. 僅是位置而已, 雖然也能夠透過大量的資料來計算出目標的速度與行動路徑, 但是反應速度太慢了. 因此後來改用了都卜勒效應雷達, 能夠即時反應出目標的位置, 速度, 路徑. 此外, 還可以藉由軟硬體的設計, 將偵測目標的範圍縮小. 例如目標為飛機, 只要將偵測範圍設定於飛機的最低速度以上, 就能夠將低速目標(例如鳥)濾去. 而要鎖定範圍的做法. 硬體可以使用High-Pass Filter, 設定讓低頻訊號濾去. 而軟體亦可設計將一定頻率以下及以上的訊號濾去, 設定取樣標準就行了.

    盲區 : 雷達是依靠發射電波, 接收反射回來的訊號, 來計算出目標. 但是受限於電波的特性. 就會產生電波無法涵蓋的陰影區. 這就是盲區. 盲區產生的原因很多. 最常見的原因就是地形屏蔽效應. 由於電波無法穿透高山之類的巨大地形障礙, 因此就會在山脊後產生無法涵蓋的區域. 另外, 大多數的軍事雷達採用短波或極短波, 以提高偵測的解析度, 但是電波訊號為直線前進, 無法偵測到地平線以下的區域. 解決辦法有將雷達站設置於高處, 以減少陰影區與延伸地平線, 空中預警機就是為此設計的. 或是設置多個雷達站, 或是訊號回歸站(類似基地台)相互涵蓋. 不過, 都卜勒雷達有另兩個缺點, 由於都卜勒效應為運用相對運動來偵測. 當目標的移動速度為0時, 都卜勒雷達就無法偵測. 所以都卜勒雷達不能用於偵測固定目標, 類似直昇機或是垂直起降機定於空中不動時, 都卜勒雷達就偵測不到. 而目標速度低於設定範圍時, 訊號會被濾去. 此時就需要其他手段來輔助.

    相位陣列雷達 : 傳統的雷達系統仰賴發信天線, 以機械轉動天線來發信. 所以會看到雷達系統上會有一個天線一直在轉. 但是發信探照就會產生短時間的中斷(天線轉到另一方了). 而相位陣列雷達則不具有旋轉發信天線, 而是將發信天線與受信天線整合成為一個陣列單元. 藉由電子訊號控制發信與受信, 能控制合成的訊號發射的方向與角度. 加上一面相位陣列雷達上面有數百個陣列單元, 可以讓每個單元鎖定掃描一小塊特定區域, 能夠大幅減少偵測訊號的中斷時間及提高精確度. 而且相位陣列雷達能夠同時兼具偵測雷達與火控雷達. 但是相位陣列雷達也不是毫無缺點的. 它在應用上仍有不少障礙. 第一, 它很大很重, 而且一面相位陣列天線僅能涵蓋一個單一方位. 所以船艦需要4面雷達. 這使得雷達天線必須裝在高大聳立的堡型艦橋上, 無法使用傳統的塔型天線塔. 而如上所述, 雷達位置越高, 偵測範圍就越遠, 因此相位陣列雷達的精度雖高, 偵測距離卻未必遠於傳統雷達. 例如紀德級的雷達偵測範圍就比採用神盾系統的勃克級要遠, 因為其天線塔的位置較高. 第二, 相位陣列雷達很耗電, 而小型化的技術直到近幾年才發展成功. 所以只有中大型船艦與較新式的大型戰機能用.

    目前軍方的雷達系統並不一定是都卜勒雷達(絕大部分是), 如上所述, 都卜勒雷達不能偵測速度為0或是過慢的目標. 所以仍需部分傳統雷達來作定點偵測. 都卜勒雷達主要用於防空, 機場, 氣象, 空中預警等目標會移動的情況.

    相位陣列雷達必為都卜勒雷達, 因為兩者之間並不衝突, 一個是偵測發受信的方式, 另一個是偵測原理.

    台灣的海軍並無相位陣列雷達, 目前採用相位陣列雷達的軍艦, 主要就是美國的提康德羅加級, 勃克級神盾艦, 以及美國輸出給日本的金剛級等軍艦. 台灣目前的相位陣列雷達都是陸地型, 例如陸基大型雷達的長白系統, 以及愛國者飛彈三型所使用的偵測/火控雷達系統.

    目前世界上主要的空中預警機的大型雷達並不是相位陣列雷達, 而是傳統型的索敵指揮雷達, 所以會轉動. 但是有一型空中預警機 E-8 則不是採用背負式碟型天線, 而是在機腹下方裝設有橫向偵測的相位陣列雷達. 但是E-8的索敵範圍就比E-3要小很多, 但是精確度較高, 被定位為戰區指揮機.

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