什么是相控陣?yán)走_(dá)

　　相控陣?yán)走_(dá)又稱作相位陣列雷達(dá)，是一種以改變雷達(dá)波相位來改變波束方向的雷達(dá)，因為是以電子方式控制波束而非傳統(tǒng)的機(jī)械轉(zhuǎn)動天線面方式，故又稱電子掃描雷達(dá)。

　　相控陣?yán)走_(dá)有相當(dāng)密集的天線陣列，在傳統(tǒng)雷達(dá)天線面的面積上可安裝上千個相控陣天線，任何一個天線都可收發(fā)雷達(dá)波，而相鄰的數(shù)個天線即具有一個雷達(dá)的功能。掃描時，選定其中一個區(qū)塊（數(shù)個天線單元）或數(shù)個區(qū)塊對單一目標(biāo)或區(qū)域進(jìn)行掃描，因此整個雷達(dá)可同時對許多目標(biāo)或區(qū)域進(jìn)行掃描或追蹤，具有多個雷達(dá)的功能。

　　由于一個雷達(dá)可同時針對不同方向進(jìn)行掃描，再加之掃描方式為電子控制而不必由機(jī)械轉(zhuǎn)動，因此資料更新率大大提高，機(jī)械掃描雷達(dá)因受限于機(jī)械轉(zhuǎn)動頻率因而資料更新周期為秒或十秒級，電子掃描雷達(dá)則為毫秒或微秒級。因而它更適於對付高機(jī)動目標(biāo)。此外由於可發(fā)射窄波束，因而也可充當(dāng)電子戰(zhàn)天線使用，如電磁干擾甚至是構(gòu)想中發(fā)射反相位雷達(dá)波來抵消探測電波等。

　　相控陣?yán)走_(dá)的優(yōu)點：

　　（1）波束指向靈活，能實現(xiàn)無慣性快速掃描，數(shù)據(jù)率高；

　　（2）一個雷達(dá)可同時形成多個獨立波束，分別實現(xiàn)搜索、識別、跟蹤、制導(dǎo)、無源探測等多種功能；

　　（3）目標(biāo)容量大，可在空域內(nèi)同時監(jiān)視、跟蹤數(shù)百個目標(biāo)；

　　（4）對復(fù)雜目標(biāo)環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)；

　　（5）抗干擾性能好。

　　相控陣?yán)走_(dá)的特點

　　（1）能對付多目標(biāo)。電子掃描的靈活性、速度和時間分割原則或使用多波束相控陣?yán)走_(dá)，可以實現(xiàn)跟蹤而掃描模式，結(jié)合電子計算機(jī)，也可以搜索、檢測和跟蹤不同方向、不同高度的多個目標(biāo)，也可以引導(dǎo)導(dǎo)彈攻擊多個目標(biāo)。因此，適合多目標(biāo)、多層次、全方位空戰(zhàn)環(huán)境。

　　（2）功能多，機(jī)動性強(qiáng)。相控陣?yán)走_(dá)也可以形成一個多元化的獨立控制的梁，是用來執(zhí)行搜索、探測、識別、跟蹤、目標(biāo)跟蹤、輻照和制導(dǎo)導(dǎo)彈和其他功能，相控陣?yán)走_(dá)可以發(fā)揮特殊的作用，但也更雷達(dá)比他們還可以處理目標(biāo)。因此，可以大大減少設(shè)備的武器系統(tǒng)，以提高移動系統(tǒng)。

　　（3）反應(yīng)時間短、數(shù)據(jù)率高。相控陣?yán)走_(dá)可以不需要天線驅(qū)動系統(tǒng)、光束指向靈活，能實現(xiàn)無慣性的掃描，從而縮短目標(biāo)信號檢測，入學(xué)，如信息的傳播需要時間，高數(shù)據(jù)率。在相控陣天線通常是采用數(shù)字模式下，雷達(dá)和數(shù)字計算機(jī)在一起，可以大大提高了自動化程度，簡化了操作，縮短了雷達(dá)目標(biāo)搜索、跟蹤和控制準(zhǔn)備時間，方便、快速、準(zhǔn)確的實現(xiàn)程序和數(shù)據(jù)處理的雷達(dá)。所以它可以提高跟蹤機(jī)動目標(biāo)的能力高的空氣。

　　（4）抗干擾能力強(qiáng)。多數(shù)輻射元素可用于相控陣?yán)走_(dá)天線孔徑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，可以需要根據(jù)不同的方向分布的不同的發(fā)射能量，容易實現(xiàn)自適應(yīng)旁瓣抑制和自適應(yīng)抗干擾，有利于找出遠(yuǎn)離目標(biāo)和小型雷達(dá)反射器的目標(biāo)（如隱形飛機(jī)），也可以提高抗輻射導(dǎo)彈的能力。

　　（5）可靠性高。數(shù)組是相控陣?yán)走_(dá)，用于并行，甚至一個小數(shù)量的組件失敗，仍然可以正常工作，所有的突然失敗的可能性最小。此外，發(fā)展固態(tài)設(shè)備，越來越多的固態(tài)相控陣?yán)走_(dá)，甚至產(chǎn)生了所有固態(tài)相控陣?yán)走_(dá)，如美利堅合眾國。“愛國者”雷達(dá)、平均故障間隔時間的天線長達(dá)150000小時，即使有10%的單位損壞不會影響正常運行的雷達(dá)。

　　相控陣?yán)走_(dá)分類

　　相控陣?yán)走_(dá)大體可分為兩大類，即全電掃相控陣和有限電掃相控陣。全電掃相控陣又可稱固定式相控陣，即在方位上和仰角上都采用電掃，天線陣是固定不動的。有限電掃相控陣是一種混合設(shè)計的天線，即把兩種以上天線技術(shù)結(jié)合起來，以獲得所需要的效果，起初把相掃技術(shù)與反射面天線技術(shù)相結(jié)合，其電掃角度小，只需少量的輻射單元，因此可大大降低設(shè)備造價和復(fù)雜程度。

　　天線陣，根據(jù)掃描情況可分為相掃、頻掃、相／相掃、相／頻掃、機(jī)/相掃、機(jī)／頻掃、有限掃等多種體制。相掃系列利用移相器改變相位關(guān)系來實現(xiàn)波束電掃。頻掃是利用改變工作頻率的方法來實現(xiàn)波束電掃。相/相掃是利用移相器控制平面陣兩個角坐標(biāo)實現(xiàn)波束電掃。相／頻掃是利用移相器控制平面陣一個坐標(biāo)而另一坐標(biāo)利用頻率變化控制來實現(xiàn)波束電掃．機(jī)/相掃是在方位上采用機(jī)掃、仰角上采用相掃。機(jī)／頻掃是在方位上采用機(jī)掃、仰角上采用頻掃。

　　相控陣?yán)走_(dá)原理_相控陣?yán)走_(dá)原理圖

　　相控陣?yán)走_(dá)（Phased Array Radar）即電子掃描陣列雷達(dá)（active electronically scanned array，AESA），是指一類通過改變天線表面陣列所發(fā)出波束的合成方式，來改變波束掃描方向的雷達(dá)。這種設(shè)計有別于機(jī)械掃描的雷達(dá)天線，可以減少或完全避免使用機(jī)械馬達(dá)驅(qū)動雷達(dá)天線便可達(dá)到涵蓋較大偵測范圍的目的。

　　我們知道，蜻蜓的每只眼睛由無數(shù)個復(fù)眼組成，每個小復(fù)眼都能完整成像，這就使蜻蜓比人能看到的范圍大了許多。類似的，相控陣?yán)走_(dá)的天線陣面也是由無數(shù)個接收單元和輻射單元（也可稱為陣元）組成，雷達(dá)的功能控制單元數(shù)目，可以從幾百到幾萬個。這些單元在平面上規(guī)則排列，構(gòu)成陣列天線。利用電磁波相干原理，通過電腦控制饋往各輻射單元的相位電流，就可以改變波束的方向進(jìn)行掃描，我們稱之為電掃描。