萨德反导体系，也叫THAAD，即末了高空防御导弹，是美国陆军研发的一款拦截短程和中程弹道导弹的末了防御体系。
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萨德的构成和工作原理
萨德体系重要由四大部分构成：①雷达，②火控体系，③发射车，④拦截器。
工作原理分为四大步调：
1）雷达探测到导弹来袭。
2）指挥和火控体系确认并锁定目标。
3）发射车发射拦截弹。
4）拦截导弹在空中摧毁来袭导弹。
萨德体系重要有两套核心组件：拦截弹和雷达体系。
作为一枚通讯汪，我更关注的是谁人用来探测和跟踪目标的雷达体系，就是被称为萨德体系的眼睛的AN/TPY-2相控阵雷达。也有人以为真正对中国最大的威胁是这个相控阵雷达。
所谓相控阵雷达，采取的正是相控阵天线技能，也是本日4.5GMassiveMIMO作为民用之一采取的技能，同时将来5G相控阵基站将成为主流。
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AN/TPY-2雷达体系
AN/TPY-2雷达体系工作在X波段（9.5GHz），天线阵面积为9.2平方米，安装有25344个（有人说30464个）天线单位，采取数字波束形成(DigitalBeamForming，DBF)处理惩罚器。方位角机器转动范围-178°~+178°，俯仰角机器转动范围0°~90°，但天线的电扫范围，俯仰角及方位角均为0°~50°。
AN/TPY-2可以实现从探测、搜刮、追踪、目标辨认等多功能任务为一体，据有关报道称，其探测的间隔最远可达2000公里，根本上泰半个中国都在它的覆盖之下。它利用的窄波束，称可正确评估目标弹头的预计位置，并辨认假弹头。
AN/TPY-2雷达体系的构成重要分为如下图的5大部分：
1.相控阵天线
2.电子装备单位（车）
3.1兆瓦的主电源单位（车）
4.冷却装备单位（车），重要为天线阵列提供冷却
5.操纵控制车，内置可操纵、维护和通讯监控的操纵控制台（利用自有的供电体系）
?AN/TPY-2雷达
?相控阵天线装备
?AN/TPY-2雷达体系构成
电子装备车是一种模块化、一体化的拖车，车箱配备核生化防护本领及环境控制装置的密闭掩护罩。重要装备有：2台用于数据处理惩罚的VAX7000盘算机、4台MP2大规模并行信号处理惩罚机，以及吸取机/鼓励器、检测目标发生器和高速记录仪等。
MP2处理惩罚机是大规模并行处理惩罚技能的初次军事应用，用途是频谱分析、脉冲压缩与连续探测，以及对来自吸取机的数字化雷达回波抽样举行开端图像处理惩罚。VAX7000盘算机负责实际作战任务的盘算，任务前与任务后的数据处理惩罚等。
电源装备车由1台内燃机、1台交换发电机、1个控制盘、1个转换开关构成，能提供1.1兆瓦的电力。
冷却装备车是1个长12米、重16.3吨的封闭式拖车，车内装有供天线冷却用的液体冷却装备和为天线及电子装备提供电力分配的装置。
?冷却装备单位
?AN/TPY-2雷达和冷却装备单位
操纵控制车是一个单独的体系，可包管操纵职员监督雷达跟踪结果以及与外部的通讯，有独立的电力体系。摆设时其功能可以并入雷达体系。
体系之间的通讯毗连采取光纤数据链路。整套体系和组件共需2.1兆瓦的功率来工作。
?操纵控制车
?内部操纵控制台
?操纵控制车内部布局图
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拦截弹
萨德体系的拦截弹长6.17米，最大弹径0.37米，腾飞重量900公斤，最大速率可达2500米/秒，重要由助推器（booster）、从杀伤拦截弹头（KillVehicle）及整流罩构成。
?萨德拦截弹的构成
?萨德拦截弹
?萨德增程型拦截弹（THAADER）
增程型“萨德”拦截弹（THAADER）是的对原型“萨德”体系的改进，助推器改进为两级，如许在将导弹助推到较大速率后可以抛弃多余质量，以使杀伤器得到较大初速和机动性。
由于THAADER拦截弹的直径增大了，重量也增长了，以是，要重新计划发射装置，从前一辆发射车可携带8枚拦截弹，如今镌汰为6枚，但可以通过增长发射架数量来补充。
?萨德发射车
以是，整个萨德体系的构成如下图所示：
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相控阵天线
作为通讯人，天然最感爱好的就是萨德的AN/TPY-2相控阵天线体系。
刚才讲了，将来5G将大量采取相控阵天线技能。着实相控阵天线体系已经广泛民用，包罗各人熟知的MIMO天线，用于猜测气候和包管航空安全的雷达体系。
相控阵技能开始应用于军事，20世纪60年代，最典范的就是美国的AN/FPS-85和前苏联的“狗窝”，用于检测、跟踪、目标辨认快速移动的空中目标，对导弹作预警、测轨和对卫星举行编目等多种功能。
?AN/FPS-85
厥后，随着民航班次增多，为了更好的举行航空管制和整合一些老旧的雷达底子办法，人们开始研发多功能相控阵雷达（MPAR）体系，并很快实现原型。这大概就是相控阵雷达技能广泛应用于民用的缘故起因之一。
?MPAR概念
相控阵天线技能是5G无线的关键技能之一，比如MassiveMIMO技能，通过高性能DSP控制几十~数百个天线阵列每一个天线单位的发射（或吸取）信号的相位和信号幅度，产生数十个具有高度指向性的空间波束。
相控阵天线的工作原理是怎样的呢？
大概，相控阵天线怎样产生一束能量会合的波束，并将这一波束正确的指向目标物（终端）？
相控阵天线阵面由很多个辐射单位和吸取单位（称为阵元）构成，单位数量从几百个到几万个。这些单位有规则地分列在平面上，构成阵列天线。
?相控阵天线的可视化模仿图
利用电磁波干系原理，通过盘算机控制馈往各辐射单位电流的相位，就可以改变波束的方向举行扫描，故称为电扫描。辐射单位把吸取到的回波信号送入主机，完成雷达对目标的搜刮、跟踪和丈量。
?相控阵天线的可视化演示图，左边为阵列，右边为波束
每个天线单位除了有天线振子之外，尚有移相器等必须的器件。差别的振子通过移相器可以被馈入差别的相位的电流，从而在空间辐射出差别方向性的波束。天线的单位数量越多，则波束在空间大概的方位就越多。这一工作原理是相位可控的阵列天线，“相控阵”由此得名。
如下图所示，上下两个辐射单位以雷同的相位馈电，信号通过主方向的相长干涉（constructiveinterference）放大，而通过相消干涉（destructiveinterference）来改善波束的巨细。
下面，我们将上面一个辐射单位相对下面谁人辐射单位相移22度，可以看到发射信号的主方向略为向上移动（如下图）。
（留意：上面两张图并没有思量反射器，以是所示天线图的后瓣与主瓣一样大）
?波束偏转动画
相控阵天线的长处：
（1）在盘算机控制下波束指向机动，能实现无惯性快速扫描，数据率高；
（2）一个雷达可同时形成多个独立波束，分别实现搜刮、辨认、跟踪、制导、无源探测等多种功能；
（3）目标容量大，可在空域内同时监督、跟踪数百个目标；
（4）对复杂目标环境的顺应本领强；
（5）抗干扰性能好。全固态相控阵雷达的可靠性高，纵然少量组件失效仍能正常工作。
缺点：
布局复杂（处理惩罚器和移相器），本钱高，且波束扫描范围有限，最大扫描角为90°～120°。当必要举行全方位监督时，需设置3～4个天线阵面。
萨德导弹体系重要零组件供应商：
CPU
飞思卡尔的PXXX系列芯片，英特尔公司的XeonD处理惩罚器，使萨德体系的军事和航空航天（雷达处理惩罚、谍报通讯和电子战）的高性能嵌入盘算有了跨跃式进步，英特尔的XeonD环球最小的服务器可置于一块3U嵌入盘算板、乃至一块COM快速夹层卡中。
EMCCD成像器件
英国e2v公司拥有30多年计划、开辟和制造高性能成像办理方案的丰富履历，具备为太空项目提供图像拍摄办理方案的专业技能，快速周转的定制电荷耦合原件（CCD），其计划参考现有的大型功能单位库。电子倍增电荷耦合器件EMCCD，E2V在噪声控制技能上上风显着，据相识TI在处理惩罚速率上更胜一筹。
DSP
TI的贸易处理惩罚器（包罗单核和多核ARM、DSP及ARM+DSP）非常得当国防和航空电子应用，此中包罗雷达、电子战、航空电子装备和软件界说无线电（SDR）。DSP处理惩罚器支持工业温度范围、片上存储器上的ECC、安全启动、安全特性。软件支持包罗主线Linux、TIRTOS和大部分贸易RTOS。
射频微波器件
美国Cree提供碳化硅上氮化镓（GaN-on-SiC）高电子迁徙率晶体管（HEMT）和单片微波集成电路（MMIC）放大器，其氮化镓射频器件用于L、S、C、X波段雷达，其GaNRF晶体管的技能与各种别的电路元件，以形成完全集成的放大器电路。这答应其大幅度低落了尺寸和肴杂放大器的性能增长。
很多射频集成电路如今可以雷同复制一个碳化硅（SiC）衬底的制造工序中用于贸易的微处理惩罚器所用的雷同。新的宽带功率放大器MMIC产物，CMPA0060005是一个宽带5瓦的分布式放大器，从DC到6GHz。CMPA2560025是一个高功率，25瓦反应匹配放大器，从2.5至6GHz。两个MMIC得当于各种各样的应用场合必要和广泛的带宽。
相控阵雷达元芯片组
MimixBroadband公司生产的性能的X波段相控阵雷达元芯片组，在发送端包罗驱动和功放器件，吸取端包罗低噪声放大器/限幅器，控制端包罗衰减器和移相器。它的芯片组利用6英寸0.5mm镓化砷（GaAs）PHEMT器件模子技能生产，采取了光闸印刷工艺。
存储芯片
Microsemi国防微电子，总部设美国亚利桑那洲凤凰城；重要计划及生产高性能、高密度存储器，其尖端的多晶圆封装、堆叠封装、体系集成电路封装（SysteminPackages）等技能处于天下领先职位，WEDC产物广泛应用于航空、航天、船舶、石油勘探、嵌入式体系、通讯导航、雷达、仪器装备等。
陀螺仪
ADI公司MEMS陀螺仪和iSensor®MEMS陀螺仪子体系可在复杂、恶劣工作条件下可靠地检测和丈量物体角速率。ADI推出两款MEMS陀螺仪新品。一款是战术级iSensor®数字MEMS陀螺仪ADIS16136，性能可对抗光纤陀螺仪。
另一款是iSensor®MEMSIMU（惯性丈量单位）ADIS16488，它是最稳固最完备的集成传感器套件，在很多性能指标上优于别的同类IMU，乃至优于传统的军用级IMU。
加快传感器
美国恩德福克公司（ENDEVCOCorporation）创建于1947年，总部设在美国加利福尼洲的圣胡安-卡皮斯特拉诺，ENDEVCO具有60年汗青的高端传感器及其各类电子仪器的研发生产企业，是一个老牌的美国军工企业，多年来不停领导着全天下这一范畴的技能发展，代表着天下传感器/仪器技能的最高程度。
其产物被广泛的应用于各种研究开辟范畴，尤其是航空、航天、船舶、汽车、防卫、石化、计量研究及其他多种范畴。
红外探测器
法国ULIS红外探测器重要用于热成像、军事、监督与安全范畴。ULIS红外探测器公司创建于2002年。ULIS生产大批量的红外探测器重量轻，低功耗和高性价比的红外摄像机。
MLCC
美国AVX公司的宇航级“卑金属”电极（BME）、X7R电介质多层陶瓷电容器（MLCC），广泛应用于有人和无人飞行器以及轨道卫星、高性能航空和军事等范畴。AVX的宇航级BMEMLCC工作电压从16至100伏，电容从2.2至8.2纳法，具有0603-1812的多种尺寸。
晶振
Vectron是天下领先的晶振制造商，产物包罗高可靠性晶体和晶体振荡器等。产物应用于通讯、工业和军事/航天市场带来创新的计时装置。
光耦
AVAGO公司是全天下最良好的军用与航天级陶瓷封装高速光藕供应商。在光电耦合器、红外线收发器、光通讯器件、打印机ASIC、光学鼠标传感器和活动控制编码器等范畴据称不停保持市场前3名的领导职位，此中最良好的HCPL，HSSR，6N系列。
FPGA
Xilinx（赛灵思）是环球领先的可编程逻辑完备办理方案的供应商。无论是红外CCD，还是航天航空级复杂盘算，通讯体系，都离不开Xilinx的FPGA，尤其是Vertex7以上芯片。
ADC/DAC
ADI和E2V是模仿/数字转换器的重要供应商。ADI公司的高速（≥30MSPS）DAC包罗宽带射频、中频信号处理惩罚和通用基带种别。广泛应用于有线和无线通讯、仪器仪表、雷达等范畴。我们的高速DAC产物系列可在30MSPS至数GSPS的速率范围内提供8至16位分辨率。
泉源：网优雇佣军（ID：hr_opt）
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