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导电滑环在雷达上的应用

日期：2014-12-08  点击：6783  属于：滑环结构原理
在军事雷达，航天，坦克等设备的高端领域中，多有诸如公转、自转等多元相对运动的要求。即机械设备360°连续旋转运动的同时，旋转体上还需要多元运动。有运动，就需要能源，如电能源、流体压力能源等。有时，也需要控制信号源，如光纤信号、高频信号等。任何相对连续旋转360°的电气部件之间需要传输功能电源、弱电信号、光信号、气压、水压、油压等不同能源介质，以确保电器在旋转运动时还能自由运动的机电设备，都必须使用旋转连通装置导电滑环。

可能很多人都已经知道了，雷达的英文原词实际上就像许多科技术语一样，是缩写，字面意思是无线电(RAdio)、侦测(Detection)和距离(AndRange)。虽然现代雷达不仅可以对三维空间内的目标进行测距和定位，更可使制导导弹对目标攻击，但其基本原理还是用发射电波，并通过物体反射的回波来测得物体距离和方向，也就是以电磁波为媒介侦知物体的存在，所以，谈到雷达就不能不先讲到电磁波频谱。从纯军事角度来说，也只有了解电磁波谱，才能够掌握电子战的内涵。作为对空雷达来讲，功率越大，探测距离越远，而探测低空目标的能力也越低。电磁波有很多物理特性，例如红外线在绝对零度以上的物质都会辐射的特性，响尾蛇导弹就是利用目标辐射出的红外线迎击它的猎物。当然，它还有能量辐射性和物理穿透性等等，其中值得我们关注的一条就是电磁波频率越高，波长越短。在军事应用领域中，不同频率的电波有不同特定的用途，而超过10X12Hz频率的电波则进入光波的领域，光电世界由此开始。

为了突破目前雷达的一些瓶颈，美国率先开发出相列雷达技术，并在近些年进入全固态相列的领域。所相控阵就是指相位可以控制的天线阵，这种雷达的特色就是不需转动，只要需要转动的设备都需要用到导电滑环，同时能发射和接收多道波束，集搜索，追踪，照明，导引甚至敌我识别于一身，不但简化了部署，且其天线是由成千上万的发射/接收(T/R)模组组成，扫描速度极快，是机械转动雷达的一百万倍，且可靠度特别高。几年使用下来，即使有部分T/R模组损坏故障，也不必维修，而仍能维持良好的雷达功能。另外，其随机发射和接收不同多波束的方式，使其具有目前所有雷达技术中最好的电子反对抗能力，而成为未来新一代雷达的主流。目前，美国海军已经部署了舰载“宙斯盾”(Aegis)舰队防御系统，其使用的四面AN/SPY-1相控阵天线叫人印象深刻。每面雷达控制90度象限空域，可同时进行搜索，侦测及追踪，由于天线本身无需转动，故雷达天线中的每个T/R以单一雷达波束可打平至水平85公里外，对空则是以半径325公里持续搜索，一旦雷达发现目标，立即在1秒内对目标发射十数道笔状窄波，为AN-SPG-62照明雷达提供目标的速度，距离，高度，方向等战斗诸元以便接战。舰载主要防空武器，标准-2(SM-2)面空导弹在AN/SPY-1的制导下，仅在命中目标数秒前才交给照明雷达，所以，舰上的4座AN-SPG-62可以在极短的时间内多次接战，也就赋予了“宙斯盾”应付饱和攻击的能力。在预防反辐射导弹攻击方面，美军“宙斯盾”巡洋舰AN/SPY-1A的电波可以半秒内在空中消失，不过，再启动雷达系统，有10余秒的延迟更新全部战术资料，重新扫描记忆体中的威胁源。它另一个绝活儿就是可以集中侦搜威胁可能出现的象限而保持其它面雷达的无线电静默。攻击“宙斯盾”的方法其实从冷战结束前就已经是公开的秘密了，方法简言之就是在美舰的附近引爆电磁脉冲弹头，使其舰上电子设备瞬间过载，丧失完整战斗能力，接下来，就和攻击一般敌舰相同了，饱以一阵反舰导弹齐射。欧洲各国虽然缺乏技术储备开发类似AEGIS的大型舰载相控阵雷达，但是，一批例如“SMRT-L”D波段PAR，“APAR”中，小型相控阵雷达也接踵而至，预计将在下世纪初服役。中国在舰载大型相控阵雷达方面在近期也将有突破性进展，大家拭目以待。
雷达用导电滑环
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