不同的天線波束及其用途

在不同的雷達應(yīng)用中，選擇不同的天線波束用以滿足特定的需求和應(yīng)用場景。各種天線波束具有獨特的特征和性能，它們能更好地適應(yīng)不同的雷達任務(wù)。下面，我們簡單探討一下不同的天線波束及其用途。

筆形波束(Pencil Beam)

筆形波束在水平方向（方位角）和垂直方向（俯仰角）上都非常窄，就像鉛筆一樣細。它常用于三維雷達，如儀器雷達、氣象雷達和空防雷達。

筆形波束的設(shè)計使得雷達能夠在空間中精確地定位目標，這對于氣象觀測、空防監(jiān)視等應(yīng)用來說非常重要。同時，其在水平和垂直方向上的窄度也有助于提高雷達的分辨率和定向性能，使得雷達能夠更精確地檢測和跟蹤目標。

扇形波束(Fan Beam)

二維雷達，如空中監(jiān)視雷達、海軍導航雷達和終端區(qū)域雷達，常常使用扇形波束。扇形波束在水平方向（方位角）上非常窄，大約只有1°到2°，但在垂直方向（俯仰角）上很寬，可達到30°，因此能夠提供廣闊的目標探測范圍，這對于航空監(jiān)視和海軍導航等應(yīng)用來說十分理想。同時，其水平方向的窄度也有助于提高雷達的定向性能和目標分辨率。

"Beaver tail"波束

"Beaver tail"波束是一種特殊的雷達天線波束，其特點是在方位角（azimuth）上的波束寬度（大約5°到10°）比在仰角（elevation）上的波束寬度（小于1°）要寬。它的名稱來源于其波束形狀類似于海貍的尾巴。

這種波束主要用于舊式的測高雷達和精密進近雷達的滑行路徑部分。在測高雷達中，"Beaver tail"模式可以提供較寬的方位角覆蓋范圍，以便于檢測和跟蹤目標的高度。在精密進近雷達中，這種模式可以提供較窄的仰角波束，以便于精確地引導飛機沿著預定的滑行路徑飛行。

余割平方(Cosec2)

余割平方（Cosecant-squared，Cosec2或CSC2）波束是專門為二維空中監(jiān)控雷達設(shè)定設(shè)計的一種天線輻射波束。其設(shè)計理念是：對于一個恒定高度的目標，接收到的雷達信號功率應(yīng)與雷達的距離無關(guān)。這是因為隨著距離的增加，雷達波束在垂直方向上的覆蓋范圍也會增加，以補償距離衰減引起的信號強度降低。

反余割平方（Inverse Cosec2）則恰好相反，這種波束通常用于沿海雷達。遠離雷達的目標接收到的信號強度會比近距離的目標弱，這在沿海監(jiān)控中特別有用，因為這樣可以平衡近處大量的海浪反射信號和遠處目標的反射信號。

余割平方和反余割平方是針對不同應(yīng)用場景和需求設(shè)計的特殊雷達天線輻射波束。其中，余割平方用于空中監(jiān)控雷達，而反余割平方則更適合于沿海監(jiān)控雷達。

全向波束

全向天線是一種無指向性天線，其輻射波束在所有方向上都是均勻的，這意味著它在360度的范圍內(nèi)都能接收和發(fā)送信號。這種天線在航空無線電中廣泛應(yīng)用，因為飛機可能從任何方向飛來，所以需要一個能在所有方向上接收和發(fā)送信號的天線。

此外，全向天線也常被用作雷達的輔助天線，用于抑制旁瓣。在天線陣列中，除了主瓣（主要的輻射或接收方向）以外，還會產(chǎn)生一些非期望的輻射或接收方向，這些就是旁瓣。旁瓣可能會導致錯誤的目標檢測或者干擾進入，所以需要進行抑制。通過使用全向天線作為輔助天線，可以有效地抑制這些旁瓣，從而提高雷達的性能。

指揮制導導彈的天線波束

對于指揮制導導彈，天線的波束也可以分為以下幾種：

1. 跟蹤波束（Track Beam）：這是一個細如鉛筆的波束，用于跟蹤目標。跟蹤波束的直徑非常小，以便精確地定位并追蹤目標。

2. 導引波束（Guidance Beam）：這是一個稍微寬一點的波束，用于向地對空導彈傳送指令。相對于跟蹤波束，導引波束的直徑稍大一些，以確保與導彈的連接始終保持穩(wěn)定。

3. 捕獲波束（Capture Beam）：這是一個短距離、非常寬的波束，用于找到（捕獲）剛剛發(fā)射的導彈。捕獲波束的直徑比較大，這使得它能夠在短時間內(nèi)找到并鎖定剛剛發(fā)射的導彈。

上述三種波束的設(shè)計和使用都需要極高的精度，以確保導彈能夠準確地命中目標。同時，這三種波束可以互相配合，提高導彈的制導精度和反應(yīng)速度。

審核編輯：湯梓紅