什麼是相控陣雷達？

TT歷史有話說

相控陣雷達是利用電子元器件取代機械系統，實現雷達波束的掃描方向變化的雷達，一般包括橫向電掃、縱向電掃和全部電掃的相控陣雷達。

美國的阿利伯克級驅逐艦裝備了無源相控陣雷達。

相控陣雷達由於使用電子器件取代了機械機構，因此其掃描速度較快，而且定位較為精確，雷達孔徑如果很大而且增強功率的話，就會取得強大的抗干擾能力、遠程探測能力，因此相控陣雷達特別適合作為搜索、火控一體化的雷達使用，往往一部雷達就具備了搜索火控能力，取代了過去兩部雷達的職能。

我國的052D型驅逐艦上裝備著比伯克級更先進的有源相控陣雷達。因此抗飽和打擊能力更強。

相控陣雷達現在有很多是縱向電掃，水平機械方位掃描的雷達，這種雷達很常見，包括我國的381、382系列雷達和俄羅斯的頂板三座標系列雷達等。除了掃描方式的區分，相控陣雷達還可以根據電子器件的類型分成有源相控陣雷達和無源相控陣雷達兩種。其中無源相控陣雷達出現較早，他還沒有完全拜託普通雷達的影子，他把陣面上的電子掃描功率全部集中在一起發射，往往在雷達面上有一個聚能器，也就是TFF天線，這種雷達現在看來具有以下特點：反應速度不如有源相控陣雷達、搜索和跟蹤的目標數量不如有源相控陣雷達、掃描範圍和速度不如有源相控陣雷達，但是在搜索的精度和距離上稍有優勢，一般現在主要用於反導作戰的雷達。

055型驅逐艦上裝備了目前世界上最早也是最先進的多波段雷達綜合射頻系統。

而有源相控陣雷達則更加先進，他的每一個T/R單元都可以自己收發信號，這樣就實現了強大的跟蹤和火控能力，一般可以跟蹤和火控的目標數量是無源相控陣雷達的好幾倍，而且反應速度還更快，現在普遍應用在對空作戰雷達中，這樣可以應對更多的飛機和導彈打擊。

當然，現在根據波段不同，又可以分為C波段相控陣、S波段、X波段等不同的雷達，不同的波段代表不同的用途，此處不再贅述，而且根據技術的發展，還出現了雙波段雷達和多波段雷達，這樣的有源相控陣雷達代表了雷達發展的最高水平。

回答者簡介：張浩，亞太智庫研究員，《艦載武器》雜誌評論員，在《兵器》、《艦載武器》等多家軍事期刊發表《現代山地戰怎麼打》、《共和國炮艇小傳》、《奪灘奇兵》等文章30餘篇，在海軍作戰理論和海上作戰武器裝備等領域有獨特見解，著有《預警機、電子戰機》一書，獲得軍迷群體一致好評。

海事先鋒

每日點兵，為您解答

相控陣雷達 ( PA R) 是一種以改變雷達波相位來改變波束方向的雷達 ,因為天線為相控陣形式而得名 。 相控陣天線是由許多輻射單元排陣所構成的定向天線 ,各單元的幅度激勵和相位關係可控。天線的相位控制可採用相位法 、延時法、頻率法或電子饋電開關等方法。 在一維直線上排列若干輻射單元形成的陣列稱為線性陣列 (簡稱線陣) ,在二維平面上排列若干輻射單元稱為平面陣。 輻射單元也可以排列在曲線或曲面上 ,這種天線稱為共形陣天線 。 共形陣天線可以突破一般線陣和平面陣列掃描範圍的限制 ,實現一部天線更大的空域電掃。 典型的相控陣雷達利用數字控制移相器改變天線陣元相位分佈來實現波束的快速掃描而非傳統的機械轉動天線面方式 ,故又稱電子掃描陣列( ESA) 雷達 。

相控陣雷達的T/R組件

相控陣雷達分無源和有源兩種基本類型 (有的地方分為無源、半有源和有源三種) 。 無源相控陣採用中央功率產生器 ,利用無源網絡如波導來分配發射功率或利用透鏡系統通過自由空間將功率分發至相位可控的輻射單元 (與機械掃描雷達區別僅在於陣列的每一個輻射單元上接入一個移相器) 。有源相控陣通常是指每一陣元均接有一完整的、增益與相位可調的 、高度小型化的發射機/ 接收機前端 (即 T/ R 組件) 。

每日點兵

相控陣雷達的發展起源於上個世紀60年代，正值美、蘇激烈的軍備競賽時期（1957年，前蘇聯發射世界上第一顆人造地球衛星；1961年4月，前蘇聯將人類送入太空；1964年，古巴導彈危機），美國急於解決對洲際彈道導彈和人造地球衛星的有效觀測問題，尤其是對洲際彈道導彈目標進行監視，預報彈道落點和發射點座標，儘可能增加預警時間已經成為迫在眉睫的需求；此外，還希望能夠對所有入軌物體，尤其是各類人造衛星、載人飛船以及其末級助推火箭和太空碎片進行觀測、監視、跟蹤、編目等，將這些物體和真正來襲的洲際彈道彈頭進行識別和區分，以降低虛警率，更好地提高攔截效率。

這一切就要求雷達的有效作用距離要從原先的幾百千米提高到幾千千米甚至上萬千米，並且能夠對多批高速運動物體進行精密跟蹤，為此就要大大提高雷達的數據刷新率，解決邊搜索、邊跟蹤以及合理使用雷達信號能量的問題。

為了能夠具備幾千千米的作用距離，雷達的天線孔徑尺寸必須異常巨大，而這又為驅動雷達天線進行機械掃描造成了極大的困難，即使能夠採用某些手段將巨大的雷達天線以較高的速率驅動起來，也會在探測遠距離目標時，由於從發射信號到接收回波信號存在時間差，在此時間差內，很容易導致接收天線波束的最大值已經不再指向目標回波方向，無法可靠的接收到目標回波信號。而採用相控陣天線之後，這些問題就可以迎刃而解！

相控陣雷達與其他類型的雷達相比，主要特點或者差異就源於相控陣天線。相控陣天線由多個天線單元組成，通過改變每一天線單元通道傳輸信號的相位和幅度，改變相控陣列天線口徑照射函數，從而實現天線波束對空域的快速掃描和波形變化。

因此，相控陣雷達具有天線波束快速掃描、波束形狀靈活可變、信號功率可以在空間合成、易於形成多個波束等特點，使得相控陣雷達可以具備多種功能，比如可以穩定跟蹤多批高速運動目標的能力；可以在單部發射機功率受限的情況下，也能通過多路放大器空間功率合成獲得符合要求的特大發射功率，從而擴展雷達的威力範圍，為提高雷達觀測精度和探測隱身目標提供了技術潛力。

這些技術特點使得相控陣雷達比傳統的機械掃描雷達具有了更大的優勢，成為現代軍事電子裝備中的重要組成部分，並且得到各個主要軍事強國的青睞，已經被大量應用在海、空、天等主要作戰或者情報信息平臺上。

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描述相控陣雷達需要與一般的雷達對比起來看。普通雷達是通過信號發射/接受器的旋轉來實現對目標探測的，相控陣雷達是直接控制電磁波的照射方位起到掃描的作用，可對雷達陣面前方120讀進行實時觀測，反應速度優於普通雷達；相控陣雷達可以同時形成多個波束以應對複數目標，而普通雷達只有一個波束，難以應對多個目標。此外，相控陣雷達在工作時相當於有很多的小雷達同時工作，它們之間相互獨立，部分單元的損壞不會影響正常使用，抗干擾的能力也更強。

有源相控陣雷達

相控陣雷達分為有源相控陣雷達和無源相控陣雷達兩類。無源相控陣只有一個發射機和接收機，一次只能產生一個波束，只能通過迅速轉移波束掃描多個目標，且信噪比較高，精度較差。有源相控陣雷達每個單元都相對獨立，可進行信號的發射/接收，可同時產生多個波束，反應速度更快，同時跟蹤多個目標，且信噪比更小，精度更高；而且有源相控陣雷達在的發射/接收模塊相互獨立，模塊損壞時不影響正常的使用，抗損性比無源相控陣雷達強。

無源相控陣雷達

相控陣雷達相關的技術概念出現於20世紀30年代後期，美國在1937年最先開始之一領域的研究，然而直到20世紀50年代才出現了較為實用的艦載相控陣雷達。20世紀60年代，大型相控陣雷達作為美蘇等國家的國土防空用遠距離雷達紛紛面世，相控陣雷達的發展進入快車道；然而直到20世紀末，有源相控陣雷達才發展出來，並在21世紀逐漸開始裝備在各種平臺上。

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簡單點說就是利用大量個別控制的小型天線元件排列成天線陣面，每個天線單元都由獨立的開關控制，通過控制各天線元件發射的時間差，就能合成不同相位（指向）的主波束。大家知道雷達波段根據波長分成好多種，從高頻，超高頻，等等。相控陣雷達就是通過電腦控制通向各個小的天線單元電流的相位，用來改變雷達波束的方向用來掃描。小的天線單元越多，雷達波束在空間的掃描方向就越多，利用相位控制的陣列天線，就是相控陣雷達。相控陣雷達分有源和無源兩種。有源就是主動發射雷達波。無源就是接收雷達波不主動發射雷達波。相控陣雷達解決了傳統的機械式雷達反應速度慢，目標更新速率低，多目標追蹤能力差，分辨率低等等問題。

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將一個個“天眼”列陣在平（弧）面上，用電流相位變化安排它們向“上下左右中”五方向發射雷達波掃描，這種雷達稱為相控陣雷達。每個“天眼”都能單獨接收目標回波的，稱有源相控陣；只有少量“天眼”能接收目標回波的（另安排有專門接收裝置），稱無緣相控陣。顯然，有源相控陣更耳聰目明，更易於發現和跟蹤多個目標。

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顧名思義，首先是一個陣列，由T/R(收發信號)模塊組成的陣列，這個陣列每個模塊都可以發射探測信號並接收回波，通過控制每個模塊的信號相位，形式信號聚焦，即合成信號，其角度與幅度由多個模塊信號矢量形成，這樣通過信號控制便可形成180度掃描探測，而不需要機械轉動來改變探測角度。

一墨之舟

這是一個非常專業的問題，要詳細述說，非得是專家級才說得清，簡單述說也須有本科或相當電子系學歷的人，看的人也至少須有高中及以上的人才能理解。一般我們知道這個肯定是最先進的，我們的驅護用的都是這個，我們叫他“頂板雷達”，其體原理我們不必細究。這個相控雷達，既然有個“相”字，那肯定與“sin，cos”有關。據說能真正解釋清電腦的原理，世界上不會超過十個，但很多人都知道與“0和1”有關，更有很多人會熟練使用。可實際上電腦就是一個加法器。

關鍵字: 軍事 科技 相控陣