Question

有源相控阵雷达的原理与作用是什么？

Answer 1

相控阵雷达是用电的方式控制雷达波束的指向变化进行扫描的，这种方式被称为电扫描。相控阵雷达使用“移相器”来实现雷达波束转动。相控阵雷达又分为有源（主动）和无源（被动）两类。有源相控阵雷达的每个辐射器都配装有一个发射/接收组件，每一个组件都能自己产生、接收电磁波，因此在频宽、信号处理和冗度设计上都比无源相控阵雷达具有较大的优势。正因为如此，也使得有源相控阵雷达的造价昂贵，工程化难度加大。但有源相控阵雷达在功能上有独特优点，大有取代无源相控阵雷达的趋势。

Answer 2

相控阵，就是由许多辐射单元排成阵列形式构成的走向天线，各单元之间的辐射能量和相位关是可以控制的。典型的相控阵是利用电子计算机控制移相器改变天线孔径上的相位分布来实现波束在空间扫描，即电子扫描，简称电扫。相位控制可采用相位法、实时法、频率法和电子馈电开关法。在一维上排列若干辐射单元即为线阵，在两维上排列若干辐射单元称为平面阵。辐射单元也可以排列在曲线上或曲面上．这种天线称为共形阵天线。共形阵天线可以克服线阵和平面阵扫描角小的缺点，能以一部天线实现全空域电扫。通常的共形阵天线有环形阵、圆面阵、圆锥面阵、圆柱面阵、半球面阵等。综上所述，相控阵雷达因其天线为相控阵型而得名。
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目前可安装一千多到两千多个相控阵天线 (F-22约有2000个)，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。因而它更适于对付高机动目标。此外由于可发射窄波束，因而也可充当电战天线使用，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。

Answer 3

　　相控阵雷达是指用电的方式控制雷达波束的指向变化进行扫描的一种雷达，这种工作方式被称为电扫描。相控阵雷达使用“移相器”来实现雷达波束转动。通常又分为有源（AESA）和无源（PESA）两类。
　　有源相控阵雷达指采用数量众多的发射/接收模块，每一个辐射器都是一个发射/接收模块，每一个辐射器都自己产生和接收电波（这是有源与无源的区别，无源相控阵雷达只有一个中央发射机和接收机，发射的能量由计算机分配到天线上的每一个辐射器。），而且采用电扫描方式工作的一种相控阵雷达。根据电扫方式，有源相控阵雷达大体可分为全电扫相控阵和有限电扫相控阵两大类，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、有限扫等多种体制。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。
　　有源相控阵雷达的优点很多：
　　1．雷达波束指向非常灵活、迅速；由于有源相控阵雷达是固定式的，不需要向传统机械扫描雷达那样不停的转动扫描，因此决定了他的雷达波束指向非常灵活、迅速，能稳定而持续的跟踪目标。
　　2．一个雷达可同时形成多个独立波束，能实现多个雷达的功能，同时实施搜索、识别、跟踪、制导、无源探测等多种功能；由于AESA是由多个子阵组成，而每个子阵又是由多个T/R模块组成，它可以用一部分T/R模块完成一种功能，用另外的T/R模块完成其它功能；也可用时间分隔的方法交替用同一阵面完成多种功能，因此极大的扩展了雷达的功能和性能。
　　3．多目标接战能力强，能同时监视、跟踪多个目标；
　　4．抗干扰性能好；有源相控阵雷达通过数字波束形成（DBF）技术，可以使主波束分离成两个波束，使其零值对准敌方干扰源；若干扰源位于雷达旁瓣方向，则在该方向也可以形成零值，使敌方收不到雷达信号，从而无法实行有效干扰。
　　5．可靠性高；有源相控阵雷达即使少量发射/接收模块失效仍能正常工作，而传统机械扫描雷达则无法做到这一点。
　　6．作用距离长；目前有源相控阵雷作用距离已经是传统机械扫描雷达的一倍。由于AESA雷达T/R模块中的射频功率放大器(HPA）同天线辐射器紧密相连，而接收信号几乎直接耦合到各T/R模块内的射频低噪声放大器(LNA），这就有效地避免了干扰和噪声叠加到有用信号上去，使得加到处理器的信号更为"纯净"，因此，AESA雷达微波能量的馈电损耗较传统机械扫描雷达大为减少，使得他的作用距离大大超过现有传统机械扫描雷达。
　　不过，有源相控阵雷达的缺点就是设备复杂、造价昂贵，且波束扫描范围有限，最大扫描角为90°到120°。
　　有源相控阵技术极大地扩展雷达的功能，提高雷达的性能，进而提高和丰富了雷达执行任务的能力和作战模式，代表了当今世界雷达技术的最高水平，是今后雷达技术最主要的发展方向，业内一种普遍的观点认为：从现在起再过十年，不掌握AESA雷达制造能力的雷达厂商将没有立足之地。