我国气象部门“相控阵气象雷达”等两项技术首次获得欧盟专利

欧洲专利制度，是欧洲国家的相关专利制度总称。早在70年代，欧洲的专利申请是在各个国家单独进行处理的。根据欧洲专利条约，一项欧洲专利申请可以变成一项多达38个国家生效的欧洲专利，极大地简化了欧洲专利保护机制，也为申请欧洲专利保护提供了极大的方便。欧洲专利局所接受的专利申请语言包括英文、法文和德文。但是在专利获得授权时，需要将待授权专利的权利要求书翻译出其他两个语种的翻译译文。

近期，中国气象局气象探测中心“球形全向双偏振相控阵天气雷达”和“相控阵气象雷达(天线形式)”两项外观专利获得欧盟授权。这是气象部门相控阵气象雷达首次获得欧盟专利，将为我国进一步开展大型相控阵气象雷达技术研究、设备组网，最终实现监测精密提供技术支撑。

相控阵雷达即相位控制电子扫描阵列雷达，其快速而精确转换波束的能力使雷达能够在1min内完成全空域的扫描。所谓相控阵雷达是由大量相同的辐射单元组成的雷达面阵，每个辐射单元在相位和幅度上独立受波控和移相器控制，能得到精确可预测的辐射方向图和波束指向。雷达工作时发射机通过馈线网络将功率分配到每个天线单元，通过大量独立的天线单元将能量辐射出去并在空间进行功率合成，形成需要的波束指向。

相控阵雷达(PAR)，就是指通过相位控制电子对阵列雷达进行扫描，利用大量的个别控制的小型的天线进行单元排列，最终形成天线阵面，并且每一个天线单元都由各自独立的开关进行控制，形成不同的相位波束。相控阵的发射是以一种干涉原理形成一个将近于直的雷达主瓣，许多旁瓣的产生是因为进行组合的天线单元是不均匀的。

相控阵雷达可以分成两个种类。第一，被动无源式，简称 PESA，它是一种技术性能比较低的雷达，在上世纪 80 年代已经发展成熟，并且应用于舰艇和中小型的飞机上面。第二种，是比第一种性能更加优异，发展前景也足够好，并且技术性能也更加的高的雷达技术，这种技术是到了 90 年代末才得以应用，开始应用于战机和舰载系统的，这种技术就是“主动有源式(AESA)”。

大型相控阵雷达是战略预警系统中的重要组成部分，担负着守卫国家空天安全的重大使命。安全性是武器装备的一种固有属性，安全性设计是保证装备满足规定的安全性要求最关键和最有效的措施，包括消除和降低危险的设计，在设计中采用安全和告警装置等活动，通过安全性设计，提高产品安全性，确保安全性是武器装备研制、生产、使用和保障的首要要求。

多功能相控阵雷达的发展经历了无源、有源以及数字三个阶段。无源相控阵雷达配置了中央功率产生器,可以通过雷达内的无源网络对发射功率进行调整,如使用透镜系统或波导网络对阵元的信号发射功率进行分配等。相较于传统的机械雷达,其最大的特点是为每一阵元分配了独立的移相器。有源相控阵雷达则是为每一阵元配置了一组完整的组件,利用该组件完成中央功率产生器的相关功能,且其功能更完善如相位与增益可调,集成度与灵敏度更高。数字相控阵雷达则将进一步提升了固态集成电路的占比,将数字波束形成技术应用到相控阵雷达中来提升雷达的扫描频率、扫描范围以及抗干扰性。

普通的雷达波束扫描是靠雷达天线的转动实现的，被称为机械扫描。而相控阵雷达是用电的方式控制雷达波束的指向变动来进行扫描发现目标的。这种方式被称为电扫描。相控阵雷达虽然不能像其他雷达那样靠旋转天线来使电磁办转动，一个相位一个相位地进行搜索。但它自有自己的“绝招”，那就是使用“移相器”来实现电磁瓣转动。

在相控阵雷达直径为几十米的圆形天线阵上，排列着上万个能发射电磁波的辐射器，每个辐射器配有一个“移相器”，每个“移相器”都由电子计算机控制。当雷达工作时，电子计算机就通过控制这些“移相器”，来改变每个辐射器向空中发射电磁波的“相位”，从而使电磁办能像转动的天线一样，一个相位一个相位地偏转，从而完成对空搜索使命。例如，美国装备的“铺路爪”相控阵预警雷达在固定不动的圆形天线阵上，排列着15360个能发射电磁波的辐射器和2000个不发射电磁波的辐射器。这15360个辐射器分成96组，与其他不发射电磁波的辐射器搭配起来。这样，每组由各自的发射机供给电能，也由各自的接收机来接收自己的回波。所以，它实际上是%部雷达的组合体。如果我们把通常的雷达称作“个体户”，那么相控阵雷达就相当于一个“合作社”了。

新闻来源：中国气象局

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