什么是三坐标雷达?
雷达在基本上是判明目标的距离与方位的二维型,如果用来捕捉海上或陆上的目标,这已足够;但是对于空中的目标,尚需有关高度的情报。由于这个缘故,过去一向将专用于测定高度的雷达与二坐标搜索雷达同时使用。这种测高雷达,将天线上下摆动,亦将波束上下移动,就能从当时天线的角度算出目标高度。
测高雷达与搜索水平方向的雷达保持连动,但是在波束碰到目标再反射回来之前,如果不将天线停住的话,就无法作高度的测定,因此天线须作步进式的移动,由于像是摆头姿态,因此亦称之为“摆头雷达”。
但是,由于必须使用两种雷达,占地广而且耗费多,最好是只用一种就能解决问题。因此,便着手开发能够测定三个坐标的雷达。
测高的方法有三:第一是一种称为堆积波束的方式。顾名思义,是将数条波束上下“重叠”而加以发射,水平方向则与二坐标雷达相同,使天线面作机械式的旋转而进行搜索。因此重叠的波束随着天线的旋转而移动。这些波束在空间内各自以固定的角度发射出去。所以,飞过来的飞机首先穿过由下面所射出的波束,然后逐一穿过上面的波束,从时间与波束的位置关系,就可以算出飞机的高度。
第二种称为频率扫描方式。这种方式是从直线型阵列的间隙放出雷达的能量,并经反射器反射而形成的波束,然后在阵列的一端到另一端之间使频率变化,从而转动波束的方向。在某一频率时如果能获得目标的反射波,由于已经知道其波束所面向的角度,因此也就能够得知目标的高度。
最后一种称为相位扫描方式,利用与频率扫描相同的原理,使相位发生变化而移动波束。频率扫描与相位扫描两种方式,其波束都能指向360度的任何一个方向。但是使用反射器方式的雷达,位于目标与反射器之间的阵列,有时会对波束产生干扰。另外,由于雷达能量会成为侧漏电波而从反射器的两端逃逸出去,因而产生错误信号,影响目标位置的测定,也容易被敌方钻空子干扰欺骗。由于这个缘故,没有这种缺点的相控阵雷达开始受到欢迎,成为一种被大量使用的三坐标雷达。
军舰为实施水平搜索与高度测定,必须配置两种雷达,可是舰艇容积有限难以安排装置的场所。三坐标雷达的出现,正好解决了这个问题,因而开始普及起来,并且逐渐作为地面防空用的雷达。
目前,三坐标雷达在远程弹道导弹的早期警戒、弹道导弹测试监视、战术防空警戒等方面,均被广泛地使用。