参考:《频率捷变雷达》茅于海  1981年

1.频率捷变雷达(Frequency Agility Radar)的原理


FAR是脉冲雷达,其发射相邻脉冲或相邻脉冲组的载波频率在一定范围内快速跳变,捷变方式可以是按照一定规律变化或者随机跃变。其特点如下:

1.干扰FAR时,在频率上难以对准,干扰效果大为降低;

2.FAR除了载频可以捷变外,其他参数和非捷变雷达相同;

3.FAR虽然可以脉间变频,但每个工作周期内频率不变;

4.FAR的变频范围有限,因此宽带阻塞干扰仍然有效;

5.对于非相参FAR,其发射频率是可预测的。

2.FAR的发展
早期,为了避免地方的干扰和友方雷达的相互干扰,逐渐将固定频率雷达改为采用可调频率磁控管的可变频率雷达。

——最早的可调频率磁控管利用机械调谐机构手动加以条件,可调范围窄,调谐速度低;

——20世纪50年代初期,出现用马达带动凸轮的机械调谐机构,再发展到液压传动,调谐速度到5000 兆赫兹/s以上;

——旋转调谐磁控管的出现极大提高了磁控管的调谐速度,达到1000 千兆赫兹/s以上。

3.FAR的构成
FAR分为非相参频率捷变雷达和全相参频率捷变雷达。

非相参频率捷变雷达 采用频率捷变磁控管,它和压控本振之间没有严格的相位关系。其最主要的技术关键就是:本振的自动频率控制系统。因为所发射的脉间是脉间捷变的,本振必须在极短的时间内跟上发射脉冲载频的跃变,而在接收回波时间内又必须能保持稳定不变。

全相参频率捷变雷达 发射脉冲载频和接收机本振通常是同一信号源所产生的,因此二者之间存在着严格的相位关系。其有一个低频的频率综合仪,经过分频、倍频、混频或锁相系统,由同一个晶体振荡器得到了相位相参的91、92、93、……、100MHz的十个信号加入数字控制的频率选择器中,中间再经过频率选择和32次倍频等处理可得到2912~3200Mhz范围内的微波信号。这个微波信号分为两路,一路送到接收机,经过30Mhz(同一个晶体振荡器倍频产生)混频后作为本振信号。另一个经过放大后由天线发出。

PS:一般的小型机动战术雷达,如舰载、机载或弹载雷达中,采用非相参频率捷变雷达。在大型、中型固定雷达或特殊要求的雷达中,采用全相参频率捷变雷达。

4.所受的干扰

4.FAR对雷达探测距离的增大
目标回波的慢速起伏:早在雷达发明的初期就已经发现目标反射回波幅度并不是稳定的,而是存在着慢速的和快速的起伏。飞机及其他复杂目标的有效反射面积随着视角而急剧变化,这种幅度起伏就是由于目标相对雷达的姿态变化而引起的,或者说是由于雷达对目标视角的变化引起的。

由于电磁波的双路传播,相对距离只要变化半个波长,就会引起相位360度的变化。对于同样的目标各散射体的相对距离变化,波长越短其对应的相位变化率越高,引起较高的起伏频率。因此可以认为回波起伏的频谱宽度正比于雷达的工作频率。