相控陣雷達，近幾年都是各大軍工研究院所的主要攻堅方向。為蝦米？坊間有個傳聞：殲-16原來採用的有源相控陣雷達技術較老導致一直大規模返廠被戲稱為“菊花殘”，最近傳出殲-16將全面更新成中電科某所研製的全新型雷達。訊息稱，研製單位已經為換雷達做好了準備，殲-16換裝新型雷達能夠較快完成。作為中國未來重要的雙發雙座重型多用途戰鬥機，殲-16的未來依然光明。從殲16的“菊花殘”到“飛火推”，相控陣雷達在新一代軍用裝置中的重要性可見一斑。 那麼如此神祕的相控陣雷達主要原理又是什麼呢？

Ⅰ. 相控陣雷達原理

相控陣雷達實際上是說的一種採用特殊天線體制的雷達（當然現在其實已經很普及了）。相控陣天線一般為平面陣列，陣列中有很多個陣元，每一個陣元都可以控制其電流相位，通過控制陣元之間相位差來實現電子掃描。所以相控陣雷達是電掃描雷達的一種。

Ⅱ. 相控陣雷達的技術特點

與其他雷達相比,相控陣雷達的主要不同源於相控陣天線。相控陣天線是由多個天線單元組成的，通過改變每個天線單元通道傳輸的幅度和相位來改變相控陣陣列天線口徑照射函式，最終實現天線波束的變化和快速掃描。因為相控陣天線的以下技術特點:

1)天線波束的快速掃描能力

2)天線波束形狀的捷變能力

3)空間功率合成能力

4)天線與雷達平臺的共形能力

5)多波束形成的能力

6)相控陣雷達的分散佈置能力

7)空間濾波與空間定向能力

那麼也使得相對於傳統的採用機械掃描方式的雷達，相控陣雷達具有明顯的工作優勢：

1)多目標搜尋、跟蹤與多種雷達功能

2)高資料率搜素和跟蹤工作

3)自適應空間濾波能力與自適應空一時處理能力

4)功率可變孔徑乘積以及大功率孔徑乘積的實現使用

5)共形相控陣天線

6)脈衝多普勒工作方式和測速工作方式

7)降低雷達天線的有效反射面積

再說相控陣雷達自己本身，隨著技術的更迭，相控陣雷達分無源、有源、數字三種基本型別。

1、無源相控陣雷達：無源相控陣雷達有一個統一的中央發射機和一個統一的中央接受機，這一點與機械雷達本質上是一樣的，機械雷達都有統一的中央發射機和統一的中央接受機。它雖然也有固定陣列，但是，它的固定整列中的每一個單元都沒有發射源，也沒有接受源，這就是無源一詞的來歷。其發射源來自中央接受機，其接受源來自中央接受機。可見，無源相控陣雷達是相控陣雷達中最落後的技術；

2、有源相控陣雷達：有源相控陣雷達沒有統一的中央發射機和統一的中央接受機。這一點與機械雷達相比，有源相控陣雷達是真正的雷達革命。它的固定陣列中幾百或幾千個單元，都自帶發射源，自帶接收源（也就是傳說中的TR元件）。可見，有源相控陣雷達比無源相控陣先進得多。不過，在相控陣雷達的發展歷史上，普通的有源相控陣雷達本質上還是傳統相控陣雷達。相控陣雷達的典型組成框圖如圖1所示。

3、 數字相控陣雷達：有源相控陣雷達採用數字波束形成（Digital Beam Forming，DBF）技術就叫數字相控陣雷達。不同於傳統陣列雷達採用移相器、延遲線、功率合成與分配器等器件在射頻或中頻進行波束成形。數字相控陣是利用數字訊號處理技術在基帶進行處理，具有低功耗、高穩定、高精度等特點。

為表示與有源相控陣的區別，有些人也把數字相控陣雷達稱為數字陣列雷達。其具體優勢表現在：

（1）降低對數字接收機動態範圍的要求。對於採用模擬波束形成的雷達系統，波束形成網路會對干擾訊號產生很大的增益，為了與之匹配，需要連線在模擬波束形成網路端的數字接收機具有很大的動態範圍。而對於數字相控雷達，每臺數字接收機只是接在單元或者子陣的輸出端，因此可大大降低對其動態範圍的要求。

（2）可實現超低副瓣。由於能夠對陣列誤差、各單元幅相不一致和互耦效應等進行精確校正，因此能夠實現超低副瓣。

（3）易於軟體化。由於數字化程度不斷提高，雷達的功能都可以通過軟體實現。

（4）提高強雜波背景中弱小目標檢測能力。由於同時多波束增加了波束駐留時間，因此可以通過長時間相參積累來改善多普勒濾波器，從而實現運動目標與雜波的有效分離。

（5）低截獲頻率。雷達發射訊號可以在時域、空域和頻域等多維空間擴充套件，增加了截獲訊號的難度。

（6）抗干擾能力強。可利用自適應陣列訊號處理技術自適應調整陣列引數，達到抑制干擾並保持目標資訊的效果，從而有效改善信噪比。

Ⅲ. 相控陣雷達天線的發展現狀及應用

相控陣雷達天線的理論出現於20世紀30年代,其後由於受微波器件的制約發展較為緩慢，直到二次世界大戰初期美國海軍研製成功了首部相控陣雷達線，但由於移相器件控制速度慢，與機械掃描雷達天線相比沒有優勢。直到20世紀50年代後期，由於對彈道導彈等髙速進攻性武器的防禦和空間各種軍事衛星的探測、監視和跟蹤的要求，以及計算機技術、鐵氧體技術以及半導體微波技術的發展推動了相控陣雷達天線的發展。比如林肯實驗室就曾經對相控陣雷達進行全面深入研究；中期研製成功艦載相控陣雷達，安裝在企業號航空母艦上；末期研製成功FPS-46相控陣雷達，60年代研製成功FPS-85相控陣雷達，開啟了相控陣雷達新時代。

今年美國在相控陣雷達天線的研究方面最為成熟，在地面雷達、機載雷達、艦載雷達等方面均研製成功了相應的相控陣雷達天線。

中國近年來相控陣雷達技術發展迅猛，在最先進的數字相控陣雷達上我們和美國也有一拼：目前，只有世界上只有中國、美國能製造數字相控陣雷達，其他國家差的很遠。而且僅有極個別飛機有這種雷達，例如：F22和F35的雷達就是數字相控陣雷達，不過這是小型的。中國最新預警上有中大型數字相控陣雷達，這是官方公開報道過的。

Ⅳ. 相控陣雷達天線的發展趨勢

當今世界，科技迅猛發展，現代化戰爭方式對雷達提出了新的更具挑戰性的要求，MEMS技術、GaN等寬禁帶半導體技術將會將會對相控陣雷達的發展產生深遠的影響。為了滿足當前相控陣雷達的要求，目前相控陣雷達天線的發展呈現出有源化、數字化、寬頻、毫米波、多功能、低成本的幾大趨勢。相控陣雷達的技術追趕，依然是目前中美軍工角力場上的重頭戲。