不同的天线波束及其用途

在不同的雷达应用中，选择不同的天线波束用以满足特定的需求和应用场景。各种天线波束具有独特的特征和性能，它们能更好地适应不同的雷达任务。下面，我们简单探讨一下不同的天线波束及其用途。

笔形波束(Pencil Beam)

笔形波束在水平方向（方位角）和垂直方向（俯仰角）上都非常窄，就像铅笔一样细。它常用于三维雷达，如仪器雷达、气象雷达和空防雷达。

笔形波束的设计使得雷达能够在空间中精确地定位目标，这对于气象观测、空防监视等应用来说非常重要。同时，其在水平和垂直方向上的窄度也有助于提高雷达的分辨率和定向性能，使得雷达能够更精确地检测和跟踪目标。

扇形波束(Fan Beam)

二维雷达，如空中监视雷达、海军导航雷达和终端区域雷达，常常使用扇形波束。扇形波束在水平方向（方位角）上非常窄，大约只有1°到2°，但在垂直方向（俯仰角）上很宽，可达到30°，因此能够提供广阔的目标探测范围，这对于航空监视和海军导航等应用来说十分理想。同时，其水平方向的窄度也有助于提高雷达的定向性能和目标分辨率。

"Beaver tail"波束

"Beaver tail"波束是一种特殊的雷达天线波束，其特点是在方位角（azimuth）上的波束宽度（大约5°到10°）比在仰角（elevation）上的波束宽度（小于1°）要宽。它的名称来源于其波束形状类似于海狸的尾巴。

这种波束主要用于旧式的测高雷达和精密进近雷达的滑行路径部分。在测高雷达中，"Beaver tail"模式可以提供较宽的方位角覆盖范围，以便于检测和跟踪目标的高度。在精密进近雷达中，这种模式可以提供较窄的仰角波束，以便于精确地引导飞机沿着预定的滑行路径飞行。

余割平方(Cosec²)

余割平方（Cosecant-squared，Cosec²或CSC²）波束是专门为二维空中监控雷达设定设计的一种天线辐射波束。其设计理念是：对于一个恒定高度的目标，接收到的雷达信号功率应与雷达的距离无关。这是因为随着距离的增加，雷达波束在垂直方向上的覆盖范围也会增加，以补偿距离衰减引起的信号强度降低。

反余割平方（Inverse Cosec²）则恰好相反，这种波束通常用于沿海雷达。远离雷达的目标接收到的信号强度会比近距离的目标弱，这在沿海监控中特别有用，因为这样可以平衡近处大量的海浪反射信号和远处目标的反射信号。

余割平方和反余割平方是针对不同应用场景和需求设计的特殊雷达天线辐射波束。其中，余割平方用于空中监控雷达，而反余割平方则更适合于沿海监控雷达。

全向波束

全向天线是一种无指向性天线，其辐射波束在所有方向上都是均匀的，这意味着它在360度的范围内都能接收和发送信号。这种天线在航空无线电中广泛应用，因为飞机可能从任何方向飞来，所以需要一个能在所有方向上接收和发送信号的天线。

此外，全向天线也常被用作雷达的辅助天线，用于抑制旁瓣。在天线阵列中，除了主瓣（主要的辐射或接收方向）以外，还会产生一些非期望的辐射或接收方向，这些就是旁瓣。旁瓣可能会导致错误的目标检测或者干扰进入，所以需要进行抑制。通过使用全向天线作为辅助天线，可以有效地抑制这些旁瓣，从而提高雷达的性能。

指挥制导导弹的天线波束

对于指挥制导导弹，天线的波束也可以分为以下几种：

1. 跟踪波束（Track Beam）：这是一个细如铅笔的波束，用于跟踪目标。跟踪波束的直径非常小，以便精确地定位并追踪目标。

2. 导引波束（Guidance Beam）：这是一个稍微宽一点的波束，用于向地对空导弹传送指令。相对于跟踪波束，导引波束的直径稍大一些，以确保与导弹的连接始终保持稳定。

3. 捕获波束（Capture Beam）：这是一个短距离、非常宽的波束，用于找到（捕获）刚刚发射的导弹。捕获波束的直径比较大，这使得它能够在短时间内找到并锁定刚刚发射的导弹。

上述三种波束的设计和使用都需要极高的精度，以确保导弹能够准确地命中目标。同时，这三种波束可以互相配合，提高导弹的制导精度和反应速度。

审核编辑：汤梓红