多普勒天气雷达
多年雷达已被用来提供信息的强度和范围降雨和其他形式的降水。这个应用程序的雷达是众所周知的美国从熟悉的电视天气降水的雷达观测到的报告国家气象局。一个大的改善能力天气雷达是当工程师开发新的雷达测量多普勒频移除了从降水回波信号的大小反映了。多普勒频移是很重要的,因为它与降水的径向速度被风(风的组件移动朝向或远离雷达安装)。龙卷风以来,中气旋(龙卷风),飓风,和其他危险天气现象往往会旋转,测量径向风速的函数的视角将识别旋转的天气模式。(旋转表示当多普勒频移的测量表明,风朝雷达在一个角和远离它在附近的角)。
脉冲多普勒天气雷达受雇于国家气象局,这被称为Nexrad,使定量测量降水,警告潜在的洪水或危险的冰雹,提供风速和风向,指示的存在风切变追踪风暴,风味方面预测雷暴,并提供其他气象信息。除了测量降水(从回波信号的强度)和径向速度(从多普勒频移),还Nexrad措施在径向传播速度(速度最大值和最小值之间的差异)的降水粒子在每个雷达分辨单元。径向速度的传播是风湍流的象征。
Nexrad提供的气象信息的另一个改进是雷达数据的数字处理,一个过程,它显示的信息以一种可以被一个观察者并不一定是气象学家。计算机自动识别恶劣天气的影响,指出其本质上显示被观察者。高速通信线路集成Nexrad系统允许及时的气象信息传输显示各个用户。
Nexrad雷达在s波段频率(2.7到3 GHz),配有28英尺(8.5米)的直径天线。需要五分钟扫描1度通过360度方位波束宽度和高度从0到20度。Nexrad系统可以测量降雨量高达460公里并确定其径向速度230公里。
一个严重的天气危害对飞机着陆或者起飞的过程中从一个机场下击暴流,或微爆发。这种强烈的气流导致风切变能够迫使飞机在地上。终端多普勒天气雷达(TDWR)类型的系统的名称或接近机场,是专门设计来检测危险的微爆发。是类似的原则上Nexrad但是是一个短程的系统,因为它已经观察危险天气现象只有在机场附近。它的运作从5.60到5.65 GHz (C波段),以避免干扰低频率的Nexrad和ASR系统。
机载对抗雷达
现代作战飞机通常是要求不仅拦截敌方飞机还攻击地面目标表面或海洋。这种飞机雷达服务必须有能力执行这些独特的军事任务。这并不容易,因为每个任务都有不同的要求。不同的范围、精度和速度的雷达数据是必需的,的影响环境(陆地或海面回波)和目标的类型(土地特性或移动飞机)要求不同类型的雷达波形(不同的脉冲宽度和脉冲重复频率)。此外,一个适当的信号处理需要提取每个军事函数所需的特定信息。因此,雷达的作战飞机必须multimode-i.e。,操作不同的波形、信号处理和天线扫描。它不会是一个不寻常的机载战斗雷达从8到10空对空模式和6到10空对地模式。此外,雷达系统可能需要协助结伴会合战斗工艺或加油的飞机,提供指导的空对空导弹,对抗敌方电子干扰。与这些模式实现有效性的问题是雷达设计师和面临的挑战是更加困难的大小和重量限制作战飞机。
的AN / apg - 68 (V) XM雷达为美国制造的f - 16(C / D)战斗机所示。这个脉冲多普勒雷达系统在x波段的一部分(8 - 12-GHz)的区域光谱。它占有的体积小于0.13立方米(4.6立方英尺),重量不到164公斤(362磅),需要一个输入功率为5.6千瓦。它可以搜索120度方位和仰角和应该有一系列的35海里(65公里)的“查找”模式和27.5海里(50公里)“俯视”模式。查找模式是一个或多或少传统的雷达模式与低脉冲重复频率(脉冲重复频率)时使用的目标是在中等或高海拔和地杂波回波存在掩盖的目标检测。向下看模式使用medium-prf多普勒波形和信号处理提供目标探测的严重混乱。(低脉冲重复频率的x波段雷达作战可能会从250年赫兹5 kHz,中等脉冲从5到20 kHz,和高脉冲重复频率从100年到300千赫)。雷达对大型作战飞机可以有更大的能力,但是,相应的,大的要重,也超过了刚刚描述的系统。
的AN / apg - 77雷达为美国空军f - 22隐形阴影战斗机采用所谓active-aperture相控阵雷达,而不是一个机械扫描平面阵列天线。在每个辐射单元的active-aperture相控阵是一个单独的发射机,接收机移相器,双工器和控制。
弹道导弹防御和一家雷达
检测和跟踪的系统弹道导弹和飞机探测轨道卫星远远超出,因为范围长,空间目标的雷达回波可以小于回声从飞机。这种雷达的最大范围可能需要2000至3000英里(3700 5600公里),比200海里(370公里)的一个典型的远程aircraft-detection系统。的平均功率的发射机弹道导弹国防(BMD)雷达可以从几百千瓦到1兆瓦以上,约100倍的平均功率雷达为飞机设计的检测。天线对于这个应用程序有维度的几十米到一百米以上,电子扫描相控阵天线能够指导雷达波束的大型机械结构不动。远程弹道导弹雷达系统探测和卫星监测通常发现在较低的频率(通常在420 - 450 MHz频段和1215 - 1400 MHz)。
的铺路爪雷达(一个/ fps - 115)是一个超高频率(超高频;420 - 450 MHz)相控阵检测系统潜射弹道导弹。它应该与雷达探测目标横截面10广场米在3000海里(5600公里)的范围。阵列天线包含1792活跃元素在一个直径为72.5脚(22米)。每个活跃的元素是一个模块有自己的固态发射机、接收机、双工器、移相器。总平均功率/天线约为145千瓦。两个天线组成一个系统,每个扇形覆盖120度方位的能力。从3到85度垂直覆盖。升级版本的这种类型的雷达中使用弹道导弹预警系统(BMEWS)网络,与安装在阿拉斯加、格陵兰岛,和英格兰。BMEWS旨在提供警告的洲际弹道导弹(洲际弹道导弹)。每个阵列天线措施约82英尺(25米),有2560活跃元素相同的铺路爪系统。BMEWS和铺路爪雷达探测和跟踪卫星和其他空间对象除了预警弹道导弹的方法。
弹道导弹防御雷达必须与一个或多个相对较小(旅游房车)携带弹头再入车辆。弹道导弹旅游房车可以有一个非常低回声(低雷达截面)照亮通过雷达。他们最初low-radar-cross-section目标和出现20多年前更广为报道的隐形战机在1980年代末成为现实。弹道导弹防御系统不仅要求战斗管理雷达探测和跟踪目标在一个相对较小的充分的范围进行有效但也必须可靠地分辨的携带弹头再入车辆能存在许多困惑目标。混淆的目标包括诱饵、糠(金属箔带产生回波相似大小的再入飞行器),油箱爆炸碎片和其他对象发布的攻击导弹。弹道导弹防御雷达还必须能够履行其使命,尽管充满敌意的对策和防御弹道导弹能够重新在低角度(抑郁的轨迹)。此外,雷达必须位于捍卫地区和心里就刚硬生存常规或核攻击。
至少有两个基本方法弹道导弹防御取决于RV从事外大气层内的气氛(大气层外拦截器)或(endoatmospheric)。大气层外拦截器接触是有吸引力的,因为它发生在长期和一个系统可以保护面积大,但是它需要一些可靠的方法选择很多的弹头无关的对象可以陪弹头。endoatmospheric弹道导弹防御系统利用减速的轻物体(诱饵、谷壳和片段)进入大气层时遇到空气阻力。再入之后,重型弹头将分开陪同轻“垃圾”,从而可以进行。一个重要的限制,然而,endoatmospheric弹道导弹防御导致防守面积要小得多。
在1960年代有几个不同的系统考虑防御洲际弹道导弹。美国和苏联设计了防御,但只有苏联部署这样一个系统,反弹道导弹1972年条约限制它防御一个地区(莫斯科)。与战术弹道导弹威胁的增加在1990年代,新雷达的概念进行了探讨。一个是美国陆军战区高空区域防御地面雷达(THAAD GBR)。这是一个移动固态active-aperture相控阵雷达运行x波段内的频谱。弹道导弹防御的一种不同的方法是以色列战术体系称为箭头,一个雇员l波段(1 - 2 ghz) active-aperture相控阵雷达。