什么是相控陣雷達_相控陣雷達原理_相控陣雷達原理圖

　　什么是相控陣雷達

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

　　相控陣雷達有相當密集的天線陣列，在傳統(tǒng)雷達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)雷達波，而相鄰的數(shù)個天線即具有一個雷達的功能。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)塊對單一目標或區(qū)域進行掃描，因此整個雷達可同時對許多目標或區(qū)域進行掃描或追蹤，具有多個雷達的功能。

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

　　相控陣雷達的優(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）一個雷達可同時形成多個獨立波束，分別實現(xiàn)搜索、識別、跟蹤、制導、無源探測等多種功能；

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

　?。?）對復雜目標環(huán)境的適應(yīng)能力強；

　　（5）抗干擾性能好。

　　相控陣雷達的特點

　?。?）能對付多目標。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雷達，可以實現(xiàn)跟蹤而掃描模式，結(jié)合電子計算機，也可以搜索、檢測和跟蹤不同方向、不同高度的多個目標，也可以引導導彈攻擊多個目標。因此，適合多目標、多層次、全方位空戰(zhàn)環(huán)境。

　?。?）功能多，機動性強。相控陣雷達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、目標跟蹤、輻照和制導導彈和其他功能，相控陣雷達可以發(fā)揮特殊的作用，但也更雷達比他們還可以處理目標。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)。

　?。?）反應(yīng)時間短、數(shù)據(jù)率高。相控陣雷達可以不需要天線驅(qū)動系統(tǒng)、光束指向靈活，能實現(xiàn)無慣性的掃描，從而縮短目標信號檢測，入學，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，雷達和數(shù)字計算機在一起，可以大大提高了自動化程度，簡化了操作，縮短了雷達目標搜索、跟蹤和控制準備時間，方便、快速、準確的實現(xiàn)程序和數(shù)據(jù)處理的雷達。所以它可以提高跟蹤機動目標的能力高的空氣。

　?。?）抗干擾能力強。多數(shù)輻射元素可用于相控陣雷達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，有利于找出遠離目標和小型雷達反射器的目標（如隱形飛機），也可以提高抗輻射導彈的能力。

　?。?）可靠性高。數(shù)組是相控陣雷達，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)相控陣雷達，甚至產(chǎn)生了所有固態(tài)相控陣雷達，如美利堅合眾國。“愛國者”雷達、平均故障間隔時間的天線長達150000小時，即使有10%的單位損壞不會影響正常運行的雷達。

　　相控陣雷達分類

　　相控陣雷達大體可分為兩大類，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/相掃、機／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而另一坐標利用頻率變化控制來實現(xiàn)波束電掃．機/相掃是在方位上采用機掃、仰角上采用相掃。機／頻掃是在方位上采用機掃、仰角上采用頻掃。

　　相控陣雷達原理_相控陣雷達原理圖

　　相控陣雷達（Phased Array Radar）即電子掃描陣列雷達（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。這種設(shè)計有別于機械掃描的雷達天線，可以減少或完全避免使用機械馬達驅(qū)動雷達天線便可達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)個復眼組成，每個小復眼都能完整成像，這就使蜻蜓比人能看到的范圍大了許多。類似的，相控陣雷達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行掃描，我們稱之為電掃描。