有源和無(wú)源相控陣?yán)走_(dá)
控陣?yán)走_(dá)的原理主要基于相位控制和電子掃描，其關(guān)鍵組成部分和工作原理可以用以下幾點(diǎn)來(lái)概述：
天線陣列：相控陣?yán)走_(dá)的天線由大量相同的輻射單元（即“陣元”）組成，這些輻射單元通常排列成一個(gè)面陣。每一個(gè)輻射單元都能獨(dú)立地受波控和移相器的控制，以得到精 確可預(yù)測(cè)的輻射方向圖和波束指向。
相位控制：通過(guò)控制每個(gè)陣元發(fā)射電磁波的相位和幅度，相控陣?yán)走_(dá)能夠強(qiáng)化電磁波在指定方向上的強(qiáng)度，并壓抑其他方向的強(qiáng)度。這樣，雷達(dá)波束的方向就可以被精 確地控制和調(diào)整，而無(wú)需像傳統(tǒng)雷達(dá)那樣通過(guò)天線的物理轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)掃描目標(biāo)。
波束形成：當(dāng)所有陣元以相同的相位和幅度發(fā)射電磁波時(shí)，它們會(huì)在空間中形成一個(gè)合成的波束。通過(guò)改變不同陣元的相位，這個(gè)合成波束的方向可以被改變，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同方向的掃描。
快速掃描：由于相控陣?yán)走_(dá)無(wú)需轉(zhuǎn)動(dòng)天線，因此它具有非?？斓膾呙杷俣?。它可以在極短的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)整個(gè)空域的掃描，大大提高了雷達(dá)的反應(yīng)速度和數(shù)據(jù)更新率。
多種應(yīng)用：相控陣?yán)走_(dá)廣泛應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，包括艦載雷達(dá)、機(jī)載雷達(dá)以及地面防空系統(tǒng)等。它們能夠提供高精度的目標(biāo)檢測(cè)和跟蹤能力，是現(xiàn)代防空和反導(dǎo)系統(tǒng)的重要組成部分。
相控陣?yán)走_(dá)具有許多優(yōu)點(diǎn)，如掃描速度快、波束靈活可控、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高等。它的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，包括通信、雷達(dá)和測(cè)距、醫(yī)療以及激光雷達(dá)等領(lǐng)域。然而，相控陣?yán)走_(dá)也存在一些缺點(diǎn)，如掃描角度有限、旁瓣問(wèn)題、加工難度高以及接收面大、信噪比差等。
無(wú)源相控陣?yán)走_(dá)（Passive Electronically Scanned Array Radar，簡(jiǎn)稱PESA雷達(dá)）
發(fā)射信號(hào)的產(chǎn)生依賴于天線后方的集中式發(fā)射機(jī)機(jī)，經(jīng)信號(hào)放大器，再利用電磁波導(dǎo)（波導(dǎo)管）或空間饋電方式傳送到陣列單元上面，接收時(shí)則反向而行。陣列單元只有改變“信號(hào)相位”的能力，不會(huì)產(chǎn)生并發(fā)射信號(hào)。
源相控陣?yán)走_(dá)被稱作“被動(dòng)相控陣”或無(wú)源相控陣。盡管其不直接產(chǎn)生訊號(hào)，但通過(guò)計(jì)算機(jī)控制改變相移，可以改變波束的指向角度，從而在期望的方向上形成波束，實(shí)現(xiàn)波束指向的控制，而不需要通過(guò)機(jī)械運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
典型的無(wú)源相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)包括：AN/FPQ-16 PARCS：該系統(tǒng)是Cavalier空軍基地使用的一種雷達(dá)系統(tǒng)PARCS雷達(dá)系統(tǒng)主要用于對(duì)潛射彈道導(dǎo)彈和洲際彈道導(dǎo)彈進(jìn)行告警和攻擊評(píng)估。它能夠在遠(yuǎn)距離（如3200千米）識(shí)別非常小的目標(biāo)，例如足球大小的物體。此外，該雷達(dá)還能用于跟蹤空間碎片，以防止太空垃圾對(duì)衛(wèi)星和航天器等造成破壞。
有源相控陣?yán)走_(dá)（Active Electronically Scanned Array Radar，簡(jiǎn)稱AESA雷達(dá)）
其核心特點(diǎn)在于，其每個(gè)輻射器（天線單元）都配裝有一個(gè)發(fā)射/接收（T/R）組件，這使得每個(gè)組件都能獨(dú)立地產(chǎn)生和接收電磁波。這種設(shè)計(jì)使得有源相控陣?yán)走_(dá)在頻寬、信號(hào)處理和冗度設(shè)計(jì)上相較于無(wú)源相控陣?yán)走_(dá)具有顯著優(yōu)勢(shì)。
由于其高性能、高可靠性和高適應(yīng)性等特點(diǎn)，有源相控陣?yán)走_(dá)正逐漸替代機(jī)械掃描雷達(dá)和無(wú)源相控陣?yán)走_(dá)，成為雷達(dá)技術(shù)的主流發(fā)展方向。
有源相控陣?yán)走_(dá)（Active Electronically C，簡(jiǎn)稱AESA雷達(dá)）具有一系列顯著的優(yōu)點(diǎn)和一些潛在的缺點(diǎn)。
1. 掃描速度快，波束靈活可控：有源相控陣?yán)走_(dá)利用電子掃描無(wú)慣性的特點(diǎn)，與電子計(jì)算機(jī)相配合，形成多個(gè)獨(dú)立波束，能分時(shí)或同時(shí)實(shí)現(xiàn)多功能，完成對(duì)不同方向、不同高度的多批目標(biāo)的搜索、探測(cè)和跟蹤。2. 探測(cè)距離遠(yuǎn)：由于T/R單元緊靠天線，有源相控陣?yán)走_(dá)收、發(fā)支路的損耗要比機(jī)械掃描雷達(dá)的小，同時(shí)相掃天線能充分利用機(jī)上空間使天線增益相對(duì)變大，使得探測(cè)距離大大提高。3. 抗干擾能力強(qiáng)：有源相控陣?yán)走_(dá)的抗干擾性能出色，能在不同環(huán)境下正常進(jìn)行工作，這對(duì)于現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境來(lái)說(shuō)非常重要。4. 可靠性高：全固態(tài)相控陣?yán)走_(dá)的可靠性高，即使少量組件失效仍能正常工作。5. 大數(shù)據(jù)率、低RCS（雷達(dá)散射截面）：由于可以形成多個(gè)獨(dú)立波束，并具備高數(shù)據(jù)率，有源相控陣?yán)走_(dá)在處理復(fù)雜目標(biāo)和環(huán)境時(shí)具有優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，其低RCS也使其更難被敵方雷達(dá)探測(cè)到。
1. 造價(jià)高：有源相控陣?yán)走_(dá)的每個(gè)天線單元都配裝有發(fā)射/接收（T/R）組件，這導(dǎo)致制造成本相對(duì)較高。2. 設(shè)備復(fù)雜：由于采用了大量的T/R組件和復(fù)雜的電子系統(tǒng)，有源相控陣?yán)走_(dá)的設(shè)備復(fù)雜度較高，維護(hù)和升級(jí)也可能更加困難。3. 波束掃描范圍有限：雖然有源相控陣?yán)走_(dá)的波束指向靈活，但其掃描范圍受到天線孔徑和陣列設(shè)計(jì)的限制，最 大掃描角度通常在90°到120°之間。無(wú)源相控陣?yán)走_(dá)和有源相控陣?yán)走_(dá)之間存在顯著的區(qū)別，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：無(wú)源相控陣?yán)走_(dá)：僅有一個(gè)中央發(fā)射機(jī)和一個(gè)接收機(jī)。發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的高頻能量經(jīng)計(jì)算機(jī)自動(dòng)分配給天線陣的各個(gè)輻射器，目標(biāo)反射信號(hào)經(jīng)接收機(jī)統(tǒng)一放大。有源相控陣?yán)走_(dá)：每個(gè)天線單元（或稱為輻射器）都配有一個(gè)發(fā)射/接收（T/R）組件。這意味著每個(gè)T/R組件都能獨(dú)立地發(fā)射和接收電磁波，從而提高了雷達(dá)的靈活性和性能。 無(wú)源相控陣?yán)走_(dá)：通過(guò)控制各個(gè)天線單元發(fā)射信號(hào)的相位，以合成不同相位波束。但所有天線單元共享一個(gè)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。 有源相控陣?yán)走_(dá)：每個(gè)T/R組件都能獨(dú)立產(chǎn)生和接收電磁波，因此能夠同時(shí)形成多個(gè)獨(dú)立波束，并實(shí)現(xiàn)多功能操作。這使得有源相控陣?yán)走_(dá)在掃描速度、波束靈活性和多目標(biāo)處理能力方面遠(yuǎn)優(yōu)于無(wú)源相控陣?yán)走_(dá)。無(wú)源相控陣?yán)走_(dá)：在功率、效率、波束控制及可靠性等方面不如有源相控陣?yán)走_(dá)。但它在功能上優(yōu)于普通機(jī)械掃描雷達(dá)，可以作為一種較好的折中方案。有源相控陣?yán)走_(dá)：掃描速度快，波束靈活可控，能對(duì)付多目標(biāo)。此外，由于T/R單元緊靠天線，其收發(fā)支路的損耗較小，探測(cè)距離也較遠(yuǎn)。同時(shí)，有源相控陣?yán)走_(dá)在可靠性、一致性和可維護(hù)性方面也表現(xiàn)優(yōu)異。無(wú)源相控陣?yán)走_(dá)：在研制出實(shí)用的有源相控陣?yán)走_(dá)之前，可以作為過(guò)渡產(chǎn)品使用。即使在有源相控陣?yán)走_(dá)研制成功以后，無(wú)源相控陣?yán)走_(dá)作為相控陣?yán)走_(dá)家族的一種低端產(chǎn)品，仍具有一定的實(shí)用價(jià)值。
