Re: [提問]AESA和APAR的差別,賞金500P
※ 引述《sedgewick (三分熟的鬧鐘)》之銘言:
: 這顆匠師應該是全力投入 beamforming 這個技術下的產物.
: 噓 cwchang2100 : 其實文章的觀念是錯誤的,因為所謂的beam forming
: → cwchang2100 : 所指的是信號強度,而不是波前.觀念上就錯了.
: → cwchang2100 : beam就是在某個狹窄範圍內的信號是很強的.
我不喜歡吵架, 但 cw 兄你這樣理解 beamforming 也去做 phased array?
算了, 不跟你計較; 我就當意見不一樣, 那常有的事, internet 嘛.
------
今天來講 beamforming.
為了怕大家擔心食品安全, 稍微交代一下我的背景.
我的博班領域就是在做「電磁波的空間調變」, 所以保證無毒.
在微波領域的空間調變其實就是在講次世代的雷達成像技術.
守備範圍也蠻廣的, 譬如波束成型(就是 beamforming)或合成孔徑.
但這些屬於技術應用, 並不是很高深的學問(但是也要會).
電磁波的空間調變, 大部份人聽不懂, 所以我都自介做電磁波散射. XD
先來講一個我們實驗室算是獨步全球的絕技.
去找一個典型的 LCD 螢幕, 24 寸, 兩百萬畫素的.
我們可以在 10 米外用 iphone 的鏡頭拍出這個螢幕的所有壞點.
裡面最難找的狀態就是「只有一個暗點」, 無妨, 照樣找出來.
大家可以試著用 iphone 的手機拍螢幕看看...
不要說距離 10 米了, 0.5 米都拍不出一個像素的, 解析力不夠.
再說, 除了拍出像素外還要在 200 萬裡找到一個壞點? 這難度很高吧.
但我們做得到, 這就是空間調變的一種技巧...
設備長一樣, 譬如我可以跟大家共用同一台 iphone 找同一台 LCD.
結果一定是射程差數十倍, 訊號解析力差 60dB 以上.
所以同樣都做光達, 有空間調變跟純外行的, 射程差 10 倍都很客氣.
當然光達市場也沒有這麼甜就是, 有其他的增程技術可以用.
但鄉民要知道, 如果這些技巧都不知道, 你的射程就是人家的 1/10.
很吃驚嗎? 不然用 iphone 試試看拍十米外的螢幕...
雷射武器也一樣, 元件全抄完了但射程只有人家的 1/10? 不要太訝異.
這個領域幾年前開始還被中國列為國防科技的重點投資項目.
因為它「似乎」可以偵測隱形戰機, 換句話說在中國唸這個是會被管制的.
但因為我沒有 F-35, 所以我不知道偵測隱形戰機是真的還假的.
有鄉民家裡有養 F-35 的話, 要不要考慮開過來一起研究看看?
這麼勁爆的題目應該可以投很好的期刊.
------
回來說波束成型...
講波束成型, 人家第一個問題就是問你怎麼計算?
文雅一點的就是問你的 master equation 或者 Hamiltonian 是什麼?
(另一層意思就是, 不會算? 那......我們換個名片就好了. )
我們不是問波瓣幾個, 跟主波束差幾個 dB, 強度或角度分佈如何.
我們是問 fundamental mode 是什麼? 或者跟什麼 eigenspace 近似?
然後有沒有 high order mode? 近似區間落在哪裡?
書蟲的領域就在唸這個(不只唸這個, 但這基礎大約相當於九九乘法. )
總之呢, 波束成型的源頭來自於波動方程式, 馬克士威方程式的化簡.
我們在解波動方程式的時候, 數學家會教你拆成時間項跟空間項.
波束成型永遠在處理空間項的部份.
所以它也會被叫做 wavefront construction, spatial part modulation.
因為這技術在處理波前 (wavefront) 在空間中的傳遞, 從近場到無窮遠.
時間項是另一個領域, 譬如 pulse compression 就是處理時間項.
空間項在講的是說, 你要如何分配你的場源, 場源可以很多個.
讓這些場源在整個三維空間中呈現你想要的分佈.
當然也有反過來, 你要如何根據有限的偵測器讀數, 反推空間中的電磁場?
正常來說這是很困難的, 因為天線單元頂多也才成千上萬個而已.
譬如 F-16 上面那顆 AESA, 大概有一千出頭個天線單元.
這是不夠的嘿, 標準的波束成型要用 1/20 波長為單位分割場源.
然後孔徑大約要做到波長的 100 倍, 這樣所形成的波前才會細膩.
很多相位陣列雷達, 大概只用半波長為分割單位, 孔徑也只有五六倍.
所以雷達是難在要用很有限的取樣, 去猜測方圓數百公里內的電磁場.
或者說, 用瞎子摸象的方法去猜測會摸到大象, 河馬還是長頸鹿.
這意思是要先知道「自己送出了什麼」, 還有「自己預期收到什麼」.
這兩句話就是空間調變在做的事, 整個空間分佈, 不是只有雷達碟面上.
它不是電路上的電流如何分佈的事情, 量電路用示波器跟電表就好了.
一個震盪電路要輻射成電磁波, 遵循的方程式就是馬克士威方程式.
算這東西連偷吃步的空間都沒有, 最最最基本的解就是一個複雜的偶極輻射.
要說口訣大概也就只有一條「輻射功率跟頻率四次方成正比.」
至於其他的計算, 我也不會比喻, 但無論如何要知道收發各自會得到什麼.
至於行話算這個, 都是用一個一個 wave eigenmode 在講.
大家學到大學普物, 普物裡面的波動, 在任何一個位置都只有一個波前.
這個普物的波動模型雖然很好理解, 但它會產生很嚴重的數學矛盾.
真正的狀況是, 有幾個 eigenmode 就有幾個波前.
雷達是很典型的 infinite multi-mode, 所以會有無窮多個波前.
我們就算只考慮比較強的, 大概也有幾十個 wave mode, 也就是幾十個波前.
空間中隨便指一個位置, 它都有幾十個波前要考慮, 這樣的數學才會自洽.
雷達的波束成型, 就是說用這幾十個波前, 加出一個大約堪用的平面波.
但一定要會算, 不然瞎子摸象摸不出來的.
回想一下前面提到的 iphone 找壞點的例子.
我們在 iphone 的例子就是知道所有 LCD 上的場源會產生什麼空間分佈.
不過呢, 雷達領域的波束成型還算是小兒科.
因為雷達波的波前都像狗啃的, 這不用進微波實驗室量測.
計算雷達孔徑, 波長跟天線單元的分佈就知道了, 就像前面說的.
波前連續性跟 wave mode distribution 都不會好到哪裡去, 這物理限制.
至於日常生活會摸到的科技, 最強調波束成型的是全像術.
全像術那個領域是一有不對勁了就整個爛掉了.
日常生活以外嘛, 核融合拘束電漿就是一種波束成型.
拿到諾貝爾物理獎的光鑷也是一種波束成型.
因為是波動方程式的結果, 所以超音波也有波束成型.
孕婦的超音波胎兒照片, 就是超音波波束成型加上合成孔徑所產生的成像.
------
所以說波束成型在處理的問題跟方法, 講起來大約是這樣.
--
吼說中文不會膩 XDDD (我文盲)
這裡就是如何投射偵測電波跟解析訊號的範圍,我研
究所時跟洛馬合作的教授就專長這塊…然後我這個碩
士打工仔只能碰跟那部分無關的分散系統演算。發文
板友那部分我完全不被允許接觸及討論…
那是美國政府根洛馬的絕對機密
聽君一席話,如聽一席話
天馬大被食品安全那段disclaimer釣出來的嗎? XDDD
先推再看(反正也看不懂 嗚嗚)
這該不會是現在螢幕出廠壞點愈來愈少的原因吧?
以iphone來說,我用舊的iPhone 10在3米,還是可以看到
暗點喔! 用最新的iPhone 16在十米看到暗點,應該OK.
iPhone 10才12M和10倍放大.iPhone 16是24M和25倍
放大.我覺得你太低估了iPhone.呵呵.
另外,連UHF雷達的頻寬都能講錯的,就算搬出博班的
名頭外加堆砌一些名詞,也不會讓我生出一絲尊重.
目前beamforming常見的技巧就是用重疊波前加強信號,
最終形成beam,也就是鉛筆般突出的信號強度.
一般不就是看gain(增益)的圖嗎? 這有啥好神秘的?
這種常識都要搞神祕? 只是顯得基礎知識的薄弱而已.
PS:上面打錯,iPhone 16是48M和25倍(數位放大).更強
洛馬的隱身機密源自Pyotr Ufimtsev的一篇論文.
主要是在講繞射的計算.也是很基本的學問而已.呵呵.
推波前解析
專業給推
謝謝說明,增長知識
黃光500nm距離10m在15mm鏡頭的繞射極限大概0.3mm,
24in單點0.25mm還切3色,不覺得能直接拍到SNR夠高
看起來就是在demo怎麼在極限附近處理訊號的題目
壞點就是暗點和亮點,在測試模式都會很明顯.
請自行拿iPhone放大照LCD螢幕,只要不太遠,像素清晰
可見.這並沒有什麼困難的地方.
測試模式之下,就是全明全暗,SNR就拉到最高了.
還好我完全不懂了
2
首Po常看到 APAR(Active Phased Array Radar,APAR radar)一詞,說是AESA radar的一種 ,網上爬文又看不出這兩個名詞的差異,到底 假設今天我公司要推銷開一個 氮化鎵T/R連接天線的雷達,我要稱這個雷達是 AESA 雷達 還是 APAR雷達? AESA和APAR的差別在哪,誠心求教, 獻上我的膝蓋和小額賞金500P, 請笑納,謝謝!1
這不是三言兩語或現代幾本書就能解釋完的名詞釋疑 請參考板上大俠 dashanew 以往的文章 按 a 尋找作者 Shift + / 尋找關鍵字 雷達 大俠曾寫過現代雷達的書會把以早期原理敘述省略,導致看的一頭霧水27
今天來寫相控陣列雷達... 但我覺得 dalas 兄要開的公司可能要想另一套業務名詞. XD 因為雷達講的是整個系統的行為, 不組成系統是沒辦法討論的. 譬如 AESA/PESA 甚至鋼彈配備的 pizza 雷達, 基本單元可以都一樣. ------1
這個 Type-997 匠師雷達確實有趣, 蠻另類的... XD 難怪 Flak 講得有點卡彈(但我覺得他講的很好, 只是對名詞沒把握). 這顆匠師應該是全力投入 beamforming 這個技術下的產物. 我們平常講的 AESA/PESA 也有 beamforming. 但這些 beam 都是平面波, 只是指向變化很快.4
想一想還是寫個尾巴好了, 不然我覺得挺冤的. 爭吵的部份前面都有推文, 大家可以往前翻. 解這個 pulse 就是要解一個 1GHz 的訊號, 這是跑不掉的. 而這個數字不是我空口說白話的嘿, wiki 也列了出處.6
1、通常雷達的頻寬用載波頻率,乘上20%至25%作為頻寬。 2、Beamforming指調整天線場型。 3、Waveform指訊號調變。 4、雷達的使用環境為電磁波遠場條件,到達目標時為一平面波。 5、Pulse Compression(脈波壓縮),並不是去做雜訊壓制,其數學式為發射訊號與回波訊10
上班前快速來回一下. : 推 Bogy802 : analog domain filter,輕輕帶過了 其實也不是我要略過, 因為我也不會. 但這就我們日常的開發流程... block diagram 就報給 SA 這樣畫上去, 後面不是我煩惱的. XD31
來寫續集啦~~~ 轉眼間四個月就過去了. ------ 上次用顏色做比喻, 那算是電磁波傳遞的部份, 沒什麼加減乘除. 今天來往下講深入一點點的 pulse compression. 這屬於訊號處理, 比較適合用聲音做譬喻, 因為背後有數學.
19
[提問] 我國2級艦案宜採AESA或PESA及關於2者性能有十個問題。我有先查了網上觀點,只是看完以後不是很懂因此也無法確認這十個問題的 答案,尚請大家對此十個問題都惠予指點。所以po文附上相關網上觀點來請問本板網友。 先講題外(戰機)話,由這篇文章,知道AESA較不耗電但造價貴,PESA極耗電但造價便宜 。21
Re: [提問] 我國2級艦案宜採AESA或PESA及關於2者性能F-16AM/BM (國內F-16升級的F-16V)和新採購的F-16V採用的是APG83 AESA雷達 : 二、 : 請問:將雷達旋轉的話可以360度範圍都掃描到。只是缺點是不是「雷達」旋轉的時間差會 : 漏失其餘範圍監測?固定四面陣比較重比較貴,但就擔保確實360度範圍都永遠被監測到? : 當然,這不是說電子掃描雷達就不能採用機械轉動的方式來增大掃描範圍,事實上採用21
[分享] 梅復興:台灣將採購2種新型3D機動雷達軍事評論家梅復興在臉書專頁上透露的訊息 或許可以來猜一下這兩種不同波段的新型機動雷達是什麼? ————————————————————— 除對現有之FPS/TPS-117雷達進行性能提升外,空軍還規劃籌建新一代的機動防空雷達。根11
[提問] 網狀機動雷達交叉指揮, 技術難度有多高?我在想一個問題, 以台灣的守方環境來說, 最好是能有大量的機動雷達車, 與防空飛彈車; 現在看起來弓三就有分體指揮的能力, 但雷達怕反輻射攻擊, 據說現在AESA雷達已經只需要幾秒鐘時間就能上線,6
[討論] 電子訊號干擾在雷達系統分析與設計一書中有提到關於干擾章節,在電子戰發展的歷史中以色列打 了一場出色的戰爭那就是貝卡山谷之役,而電子對抗(ECM,Electronic Countermeasure) 包 括了干擾對方(chaff)、雷達誘標使用(radar decoy)、目標雷達截面積(RCS)及雷達干擾 (radar jamming)。6
Re: [討論] 飛彈電子參數是如何偵測?被知道會怎樣?隨便拋磚一下,也請大家指正 如果是主動雷達導引,或者有雙向資料鏈的飛彈,飛彈本身就會發出電磁波,所以會被收 集。就算不會發出電子訊號的飛彈,實際在旁邊偷窺試射也可以確認很多訊息,例如反艦 飛彈的掠海高度,飛行剖面等等 : 然後收集儀器的運作原理又是什麼?2
Re: [提問] 用海峰眼來導引海弓三在技術上可行嗎?上 : 一定的修改,就可以讓塔江艦發射海弓三。就算只能打60公里也是不可逃逸的60公里, 讓 : 艘700噸的護衛艦達到國外4000、5000噸巡防艦都達不到的防空火力。 : 雖然國外沒人這樣做,但考慮到台灣的國情,所有能增強防空力量的事都應該去做,我1
Re: [問卦] 友:5G只有民用不強,高科技早就用到爆了5G的波束塑形與聚焦 就是AESA雷達的基本原理 那AESA雷達就是90年代後電子作戰領域的新寵 AESA雷達當然也可以當訊號收發器用 配上SDR 那是一個香 搞不好 F-35 Block4後的升級1
Re: [提問] 有電戰的書籍可以參考嗎?你想找電戰的書, 當然很難找, 因為他們的學問都在各RF領域的頂尖單位, 還是不同的單位, 電戰是將這些整合起來的結果 先從電磁學、RF通訊基礎開始吧, 到後期就會分門別類...
32
[分享] 土耳其宣布與以色列斷交20
Re: [新聞] 國軍2030年代可徵役男數恐跌破7萬5千人14
Re: [提問] 中國超音速導彈好棒棒??17
Re: [新聞] 紅隼二型火箭彈將問世!梁繼仁主導研發5
[提問] 中國超音速導彈好棒棒??9
[分享] 洛克希德馬丁展示新的大型多管火箭系統9
[情報] 烏軍官方殲敵統計&情報數則 (24/11/14)63
[情報] 烏克蘭針對川普政權提出新計畫2
Re: [新聞] 紅隼二型火箭彈將問世!梁繼仁主導研發5
Re: [新聞] 烏克蘭爆核武危機?若川普撤軍援 智庫:1
Re: [討論] 中共能突破第一島鏈嗎?11
Re: [情報] 烏克蘭針對川普政權提出新計畫10
Re: [新聞] 紅隼二型火箭彈將問世!梁繼仁主導研發