什么是有源相控阵雷达？有什么用呢？

有源相控阵雷达实际上有两种，一种是模拟体制的，一种是数字体制。

数字体制的有源相控阵雷达，通常称为数字阵列雷达。

有源相控阵雷达很厉害，数字阵列雷达就更厉害了。

▍普通雷达和相控阵雷达的区别。

雷达实际上就像探照灯一样，要发射一束电磁波，碰到物体以后反射回来，被接收机接收到，于是就能探测到物体。

唯一的区别是，探照灯发射的是光波，是波长很短的电磁波，雷达波发射的基本上都是在波长一毫米以上的电磁波。

探照灯要照亮周围的物体，必须要不停的来回转动，早期雷达也是这个原理要指向不同的方向。因为这种雷达的天线需要一个机械转动装置，一般被称为机械雷达。

所以机械雷达的扫描速度，就是雷达的转动速度。而且，因为雷达要一边转动一边发射电磁波，要把电送到一个不停旋转的天线上面，需要一系列特殊的装备，重量庞大，结构复杂。

雷达越大转动越困难，但是为了探测到更远的距离，又不得不把雷达做大。于是就遇到了一个瓶颈。

这个时候，一种新体制的雷达就应运而生，这就是所谓的相控阵雷达，它的目的是在雷达天线不转动的情况下，改变雷达波的指向。

而且相控阵雷达可以发射出很多的波束，边扫描边跟踪，是机械雷达无论如何都做不到的。

▍相控阵雷达原理：用相位差来控制雷达波。

雷达波和所有的波一样，它是有相位的。

所谓的相位，是指波峰和波谷在坐标轴上的位置。

如果两束雷达波的相位不同，碰到一起的时候就会产生波的叠加效应，有些地方被加强，有些地方被抵消了。

那么，被加强的这些波看起来就像一束波，和探照灯的光柱一样有明确的指向。

只要改变电磁波的相位，就可以让电磁波在空间不同的方向干涉叠加，迅速改变雷达波的指向，这就是相控阵的原理。

因为要进行叠加，所以需要很多个波的发射点，这些发射点组成的不是单一天线，而是一个阵列。

用来控制电磁波相位的，叫做移相器，是一种特殊的电子装备，外形如同一个火柴盒子，插进一根铜管。

这就是相控阵雷达名字的来源。

根据相控阵雷达电磁波的发射情况来区分，一种叫做有源相控阵雷达，一种叫做无源相控阵雷达。

早期的相控阵雷达都是无源相控阵雷达。有人从字面上来理解无源相控阵雷达，认为这种雷达是不发射电磁波的，这是不对的。

无源相控阵雷达，是指雷达的阵面上不产生电磁波。

那么，既然雷达阵面上不产生电磁波，这个电磁波是从哪里来的呢？

这个电磁波是从下面的一个总的发射机产生的，通过一系列的管道馈送到发射面上。在这个发射面上有一个一个小的开孔，电磁波就从这个小的开孔里面发射出去。

早期的相控阵雷达全部采用一个电磁波发射机，雷达阵面上不产生电磁波，所以都是无源相控阵。最著名的就是美国提康德罗加导弹巡洋舰上面的 SPY1雷达。

后来技术进步了以后，把下面这个大的发射机和输送电磁波的管道全部取消，在雷达阵面上贴上一个一个小的发射单元，这就是所谓的有源相控阵雷达。

所以，无源相控阵雷达和有源相控阵雷达的核心区别，就在于雷达阵面上会不会制造电磁波。

▍有源相控阵雷达的优势。

无源相控阵雷达是因为有一个发射机，然后用行波管传送雷达波，所以要受到这一系列设备的限制，体积庞大。尤其是在军舰上，体积受限的情况下，功率就不能做得太大。

所以，相控阵雷达体质最开始是用于导弹预警雷达，因为固定在地面上，可以不受体积和重量的限制，造的任意大。通常都有几层楼那么高。

有源相控阵雷达没有传送雷达波的管道，理论上可以无限制叠加雷达波发射单元，理论上可以做到功率无限大。

这就是有源相控阵雷达最大的优势，因为我们知道，功率越大雷达波看得就越远。

除此以外，有源相控阵的发射单元可以贴在曲面上，与设备的外形保持一致，做到保形。

军舰上能够用到的无源相控阵雷达，雷达面能够做到3.5米×3.5米就是极限，这就是SPY1大概的尺寸。

我国第一代舰载固定四面阵相控阵雷达，就采用有源相控阵，装备在2003年下水的052c导弹驱逐舰首舰兰州号上。052d首舰昆明舰2012年下水，装备第2代有源相控阵雷达。到055舰下水，我国舰载固定4面阵相控阵雷达，在14年时间中一共发展了3代。

最新的055驱逐舰上的有源相控阵雷达的阵面大概是7米×7米，用无源相控阵很难做到这么大。

正因为055驱逐舰上有一个超大的雷达，拥有超强发射功率，F22刚从地平线上一露头就被发现。

我们知道，光和电磁波实际上是同一种东西，只是波长不一样。

二极管可以发光，叫做LED。实际上有源相控阵上面的发射单元就是一种二极管。我国大量使用的雷达波发射单元被称为氮化镓TR组件。

这种元件的特点就是耐高温性比较好，是目前世界上最好的雷达波发射单元，而且因为我国的产量特别大，质量特别好，各种民用雷达，甚至门禁上都在用相控阵体制。

目前我国最先进的相控阵雷达是数字阵列雷达，而且已经进入实用。

▍什么是数字阵列雷达？

数字阵列雷达，和有源相控阵雷达一样，都是在雷达阵面上有很多个小的电磁波发射单元，区别在于移相体质和有源相控阵不一样。

上文说过了，相控阵雷达和普通雷达最主要的区别就在于，是否用移相器来改变雷达波束的指向。不管是无源相控阵，还是有源相控阵，这个移向器都是一个固定的设备。

电磁波的波形是在时间轴上展开的，数字阵列雷达取消了移向器，用计算机控制电磁波的发射时间来制造相位差，所以叫做数字阵列。

与数字阵列雷达相比较，原来的有源相控制和无源相控阵，都是模拟体制的雷达。区别就相当于第1代模拟大哥大，和第2代GSM手机的区别。这是一种质的飞跃。

目前，我国的数字阵列雷达世界领先，已经装备在空警500预警机上，可以在较远的距离发现像F35这样的隐身飞机。

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