什么是相控阵雷达 相控阵雷达原理 相控阵雷达原理图

什么是相控阵雷达

相控阵雷达又称作相位阵列雷达，是一种以改变雷达波相位来改变波束方向的雷达，因为是以电子方式控制波束而非传统的机械转动天线面方式，故又称电子扫描雷达。

相控阵雷达有相当密集的天线阵列，在传统雷达天线面的面积上可安装上千个相控阵天线，任何一个天线都可收发雷达波，而相邻的数个天线即具有一个雷达的功能。扫描时，选定其中一个区块（数个天线单元）或数个区块对单一目标或区域进行扫描，因此整个雷达可同时对许多目标或区域进行扫描或追踪，具有多个雷达的功能。

由于一个雷达可同时针对不同方向进行扫描，再加之扫描方式为电子控制而不必由机械转动，因此资料更新率大大提高，机械扫描雷达因受限于机械转动频率因而资料更新周期为秒或十秒级，电子扫描雷达则为毫秒或微秒级。因而它更适於对付高机动目标。此外由於可发射窄波束，因而也可充当电子战天线使用，如电磁干扰甚至是构想中发射反相位雷达波来抵消探测电波等。

相控阵雷达的优点：

（1）波束指向灵活，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，分别实现搜索、识别、跟踪、制导、无源探测等多种功能；

（3）目标容量大，可在空域内同时监视、跟踪数百个目标；

（4）对复杂目标环境的适应能力强；

（5）抗干扰性能好。

相控阵雷达的特点

（1）能对付多目标。电子扫描的灵活性、速度和时间分割原则或使用多波束相控阵雷达，可以实现跟踪而扫描模式，结合电子计算机，也可以搜索、检测和跟踪不同方向、不同高度的多个目标，也可以引导导弹攻击多个目标。因此，适合多目标、多层次、全方位空战环境。

（2）功能多，机动性强。相控阵雷达也可以形成一个多元化的独立控制的梁，是用来执行搜索、探测、识别、跟踪、目标跟踪、辐照和制导导弹和其他功能，相控阵雷达可以发挥特殊的作用，但也更雷达比他们还可以处理目标。因此，可以大大减少设备的武器系统，以提高移动系统。

（3）反应时间短、数据率高。相控阵雷达可以不需要天线驱动系统、光束指向灵活，能实现无惯性的扫描，从而缩短目标信号检测，入学，如信息的传播需要时间，高数据率。在相控阵天线通常是采用数字模式下，雷达和数字计算机在一起，可以大大提高了自动化程度，简化了操作，缩短了雷达目标搜索、跟踪和控制准备时间，方便、快速、准确的实现程序和数据处理的雷达。所以它可以提高跟踪机动目标的能力高的空气。

（4）抗干扰能力强。多数辐射元素可用于相控阵雷达天线孔径分布的集成到功率非常高，并能合理的能源管理和控制主瓣增益，可以需要根据不同的方向分布的不同的发射能量，容易实现自适应旁瓣抑制和自适应抗干扰，有利于找出远离目标和小型雷达反射器的目标（如隐形飞机），也可以提高抗辐射导弹的能力。

（5）可靠性高。数组是相控阵雷达，用于并行，甚至一个小数量的组件失败，仍然可以正常工作，所有的突然失败的可能性最小。此外，发展固态设备，越来越多的固态相控阵雷达，甚至产生了所有固态相控阵雷达，如美利坚合众国。“爱国者”雷达、平均故障间隔时间的天线长达150000小时，即使有10%的单位损坏不会影响正常运行的雷达。

相控阵雷达分类

相控阵雷达大体可分为两大类，即全电扫相控阵和有限电扫相控阵。全电扫相控阵又可称固定式相控阵，即在方位上和仰角上都采用电扫，天线阵是固定不动的。有限电扫相控阵是一种混合设计的天线，即把两种以上天线技术结合起来，以获得所需要的效果，起初把相扫技术与反射面天线技术相结合，其电扫角度小，只需少量的辐射单元，因此可大大降低设备造价和复杂程度。

天线阵，根据扫描情况可分为相扫、频扫、相／相扫、相／频扫、机/相扫、机／频扫、有限扫等多种*。相扫系列利用移相器改变相位关系来实现波束电扫。频扫是利用改变工作频率的方法来实现波束电扫。相/相扫是利用移相器控制平面阵两个角坐标实现波束电扫。相／频扫是利用移相器控制平面阵一个坐标而另一坐标利用频率变化控制来实现波束电扫．机/相扫是在方位上采用机扫、仰角上采用相扫。机／频扫是在方位上采用机扫、仰角上采用频扫。

相控阵雷达原理_相控阵雷达原理图

相控阵雷达（Phased Array Radar）即电子扫描阵列雷达（acTIve electronically scanned array，AESA），是指一类通过改变天线表面阵列所发出波束的合成方式，来改变波束扫描方向的雷达。这种设计有别于机械扫描的雷达天线，可以减少或完全避免使用机械马达驱动雷达天线便可达到涵盖较大侦测范围的目的。

我们知道，蜻蜓的每只眼睛由无数个复眼组成，每个小复眼都能完整成像，这就使蜻蜓比人能看到的范围大了许多。类似的，相控阵雷达的天线阵面也是由无数个接收单元和辐射单元（也可称为阵元）组成，雷达的功能控制单元数目，可以从几百到几万个。这些单元在平面上规则排列，构成阵列天线。利用电磁波相干原理，通过电脑控制馈往各辐射单元的相位电流，就可以改变波束的方向进行扫描，我们称之为电扫描。