20世紀70年代和80年代發展起來的雷達系統通常是無源陣列，射頻功率由一個集中式發射機，通過波導傳輸，並採用發射波束形成網絡將功率分配至每個單元，每個天線單元通過移相器來實現波束掃描。
這樣的發射機和輻射單元之間的功率損耗通常很大，造成了發射功率和系統效率的降低。在接收端，利用移相器和接收波束形成網絡將接收到的信號在波束掃描方向進行合成，形成單脈衝和差通道，並將這些信號發送給集中式接收機。
對於海軍雷達應用所需的高功率發射和低副瓣接收陣列來說，無源相控陣發射和接收損耗太高，限制了整個系統的靈敏度（通常用來衡量雷達在噪聲中探測小信號能力）。
宙斯盾相控陣就是一個無源相控陣的例子。宙斯盾設計的一個進步是在發射波束形成網絡中使用了子陣，將數十個中等功率發射機組合在一起以提高可靠性，並防止在任何一個位置出現很大的功率。
雷達系統發展歷程的下一步是在陣列的每個單元應用固態晶體管功率放大器，這種陣列被稱為AESA，使用有源電子掃描陣列的雷達通常被稱為固態雷達。
有源相控陣在每個陣元后接T/R組件，典型的雷達T/R組件（圖8）完成發射射頻功率放大、接收信號低噪聲放大、接收保護的限幅器、用於波束掃描和校準的移相器以及用於接收增益控制的可變衰減器。
相對於無源陣列，有源相控陣減小了發射和接收損耗，大大提高了系統靈敏度。有源相控陣架構的其他雷達系統優勢包括能夠在更高的佔空比下工作、提高雜波中目標檢測的系統穩定性、提高電子防護的天線方向圖靈活性、支持更寬工作帶寬的通用能力以及提高了系統的可靠性。
採用以T/R組件的形式分佈在陣列中的射頻功率放大器，也消除了對大型集中式發射機的需求。
圖8 典型的雷達T/R組件和框圖。Amp，功放；LNA，低噪放；VGA，可變增益放大器。（轉載自參考文獻9）
有源相控陣的實現得益於單片微波集成電路(MMIC)技術的發展。由於製造過程中使用批量處理技術，所需的微波電路能夠以芯片級密度實現，並進行經濟性大規模生產。
砷化鎵單片微波集成電路技術出現在20世紀80年代後期，並在國防部和商業投資的大力支持下，在整個90年代持續發展成熟。美國約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室(APL)通過CEC計劃率先將有源相控陣技術引入水面海軍系統。
1989年， 為了實現重量輕和低功耗CEC機載終端的研製，有源相控陣和T/R組件技術的發展成為當務之急，APL繼而發展了機載有源相控陣的概念和相關T/R組件需求。
在APL的技術指導下，ITT開發和製造了560個T/R組件，這些T/R組件具有當時最高水平的功率增加效率性能。這些T/R組件被用在一個機載CEC有源相控陣中，並在1994年成功通過了飛行試驗。
從這一成功可以明顯看出，將無源CEC艦載陣列升級為有源相控陣技術將帶來顯著的成本、尺寸、重量和可靠性優勢。隨後，APL為雷錫恩公司在20世紀90年代後期開發和部署的艦載CEC有源相控陣提供了技術指導。
這些嘗試證明了艦載有源相控陣技術的有效性和可靠性，為該技術在艦載雷達系統中的應用鋪平了道路。隨著MMIC技術的不斷成熟和商品化，有源相控陣架構成為21世紀前十年先進雷達發展的標準方法。
閱讀更多 雷達通信電子戰 的文章
