无源有源相控阵雷达原理、电扫阵列及典型雷达系统

相控阵原理相控阵是一种利用多个天线或传感器进行信号处理的技术，它可以实现波束的控制和定位。

在现代雷达系统、通信系统和无人机等领域得到了广泛的应用。

相控阵技术的原理和应用对于提高雷达探测性能、通信系统的容量和无人机的导航精度具有重要意义。

首先，我们来了解一下相控阵的基本原理。

相控阵系统由多个天线单元组成，这些天线单元可以独立发射和接收信号，并且它们之间可以通过控制电路进行协调工作。

当多个天线单元同时发射信号时，它们之间会产生干涉，从而形成一个特定方向的波束。

通过控制每个天线单元的相位和幅度，可以实现波束的指向和波束宽度的调节，从而实现对目标的定位和跟踪。

相控阵技术的优势在于它可以实现快速的波束扫描和灵活的波束控制。

传统的机械扫描雷达需要通过机械转动天线来实现波束的扫描，这种方式速度较慢且灵活性较差。

而相控阵雷达可以通过电子控制实现快速的波束扫描，因此具有更高的扫描速度和更好的目标探测性能。

此外，相控阵技术还可以实现对多个目标的同时跟踪，提高了雷达系统的多目标处理能力。

除了在雷达系统中的应用，相控阵技术在通信系统和无人机领域也有着重要的作用。

在通信系统中，相控阵天线可以实现波束的定向传输，提高了通信系统的覆盖范围和传输速率。

在无人机领域，相控阵雷达可以实现对地面目标的高精度定位，为无人机的导航和避障提供了重要的技术支持。

总的来说，相控阵技术是一种基于多天线协同工作的信号处理技术，它通过电子控制实现快速波束扫描和灵活波束控制，具有高精度定位、多目标处理和高速通信传输等优点。

随着信息化技术的不断发展，相控阵技术将在军事、民用和商业领域得到更广泛的应用，为人类的生活和工作带来更多的便利和安全保障。

无源相控阵雷达介绍普通雷达的波束扫描是靠雷达天线的转动而实现的，又称为机械扫描雷达。

而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。

相控阵雷达虽然不能像其他雷达那样依靠旋转天线来使雷达波束转动，但它自有自己的“绝招”，那就是使用“移相器”来实现雷达波束转动。

相控阵雷达天线是由大量的辐射器（小天线）组成的阵列（正方形、三角形等），辐射器少则几百，多则数千，甚至上万，每个辐射器的后面都接有一个可控移相器，每个移相器都由电子计算机控制。

当相控阵雷达搜索远距离目标时，虽然看不到天线转动，但上万个辐射器通过电子计算机控制集中向一个方向发射、偏转，即使是上万千米外的洲际导弹和几万千米远的卫星，也逃不过它的“眼睛”。

如果是对付较近的目标，这些辐射器又可以分工负责，产生多个波束，有的搜索、有的跟踪、有的引导。

正是由于这种雷达摒弃了一般雷达天线的工作原理，人们给它起了个与众不同的名字———相控阵雷达，表示“相位可以控制的天线阵”的含义。

相控阵雷达又分为有源（主动）和无源（被动）两类。

其实，有源和无源相控阵雷达的天线阵相同，二者的主要区别在于发射／接收元素的多少。

无源相控阵雷达仅有一个中央发射机和一个接收机，发射机产生的高频能量经计算机自动分配给天线阵的各个辐射器，目标反射信号经接收机统一放大（这一点与普通雷达区别不大）。

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。

有源相控阵雷达最大的难点在于发射／接收组件的制造上，相对来说，无源相控阵雷达的技术难度要小得多。

无源相控阵雷达在功率、效率、波束控制及可靠性等方面不如有源相控阵雷达，但是在功能上却明显优于普通机械扫描雷达，不失为一种较好的折中方案。

233学术论丛有源相控阵雷达浅谈张建强西安电子工程研究院摘要：相控阵雷达的原理，组成，关键技术及特点。

关键词：有源相控阵；优点；发展趋势引言：有源相控阵技术是近年来发展的雷达新技术。

它将是提高雷达在恶劣电磁环境下对付快速，机动及隐身目标的一项关键技术。

经过40余年的发展，该技术终于在各种雷达上取得了成功的应用。

有源相控阵技术可以极大的扩展雷达的功能和提高雷达的性能，提高和丰富作战的能力和作战模式。

一、有源相控阵雷达的原理及关键技术相控阵雷达是一种新型的有源电扫阵列多功能雷达。

它不但具有传统雷达的功能，而且具有其它射频功能。

一般的雷达波束扫描是靠雷达天线的转动实现的，被称为机械扫描。

而相控阵雷达是用电的方式控制雷达波束的指向变动来进行扫描发现目标的，这种方式被称为电扫描。

在相控阵雷达天线阵上，排列着上成千上万个能发射电磁波的辐射器，每个辐射器配有一个"移相器"，每个"移相器"都由电子计算机控制。

当雷达工作时，电子计算机就通过控制这些"移相器"，来改变每个辐射器向空中发射电磁波的"相位"，从而使电磁瓣能像转动的天线一样，一个相位一个相位地偏转，从而完成对空搜索使命。

不同的振子通过移相器可以被馈入不同的相位的电流，从而在空间辐射出不同方向性的波束。

天线的单元数目越多，则波束在空间可能的方位就越多。

当搜索远距离目标时，成千山万个T/R 模块通过计算机控制集中向一个方向发射电磁波，使天线的辐射总功率大大提高，从而可以探测更远距离的目标。

如果对付近距离目标，这些T/R 模块可以产生多个波束根据担负的任务不同有搜索、确认、跟踪、识别真假目标。

这种雷达的工作基础是相位可控的阵列天线，"相控阵"由此得名。

相位控制可采用相位法、实时法、频率法和电子馈电开关法。

同时天线阵列还可进行机械转动，这样不但克服了平面相控阵雷达天线观察空域有限的缺点，而且大幅提高了雷达数据率，改善了对目标的跟踪性能。

雷达基础知识雷达工作原理雷达即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。

那么你对雷达了解多少呢?以下是由店铺整理关于雷达知识的内容，希望大家喜欢!雷达的起源雷达的出现，是由于一战期间当时英国和德国交战时，英国急需一种能探测空中金属物体的雷达(技术)能在反空袭战中帮助搜寻德国飞机。

二战期间，雷达就已经出现了地对空、空对地(搜索)轰炸、空对空(截击)火控、敌我识别功能的雷达技术。

二战以后，雷达发展了单脉冲角度跟踪、脉冲多普勒信号处理、合成孔径和脉冲压缩的高分辨率、结合敌我识别的组合系统、结合计算机的自动火控系统、地形回避和地形跟随、无源或有源的相位阵列、频率捷变、多目标探测与跟踪等新的雷达体制。

后来随着微电子等各个领域科学进步，雷达技术的不断发展，其内涵和研究内容都在不断地拓展。

雷达的探测手段已经由从前的只有雷达一种探测器发展到了红外光、紫外光、激光以及其他光学探测手段融合协作。

当代雷达的同时多功能的能力使得战场指挥员在各种不同的搜索/跟踪模式下对目标进行扫描，并对干扰误差进行自动修正，而且大多数的控制功能是在系统内部完成的。

自动目标识别则可使武器系统最大限度地发挥作用，空中预警机和JSTARS这样的具有战场敌我识别能力的综合雷达系统实际上已经成为了未来战场上的信息指挥中心。

雷达的组成各种雷达的具体用途和结构不尽相同，但基本形式是一致的，包括:发射机、发射天线、接收机、接收天线，处理部分以及显示器。

还有电源设备、数据录取设备、抗干扰设备等辅助设备。

雷达的工作原理雷达所起的作用和眼睛和耳朵相似，当然，它不再是大自然的杰作，同时，它的信息载体是无线电波。

事实上，不论是可见光或是无线电波，在本质上是同一种东西，都是电磁波，在真空中传播的速度都是光速C，差别在于它们各自的频率和波长不同。

其原理是雷达设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向，处在此方向上的物体反射碰到的电磁波;雷达天线接收此反射波，送至接收设备进行处理，提取有关该物体的某些信息(目标物体至雷达的距离，距离变化率或径向速度、方位、高度等)。

・407・艺科论坛浅谈雷达装备分类及相控阵雷达冯知超　金渤然　赫荣越（沈阳理工大学，辽宁 沈阳　110159）摘　要：雷达是一项重要的技术，在军事部门具有广泛的用途，受到了 各国军事部门的关注。

雷达是一种利用无线电波的反射来测定物体位置的无线电设备。

电磁波同声波一样，遇到障碍物要发生反射，雷达就是依据此特性而应运而生的。

在军事防御中，雷达被称作是守卫祖国蓝天的“千里眼”，是国家预警体系中最主要的传感器。

为了维护我国国家安全，雷达设备的发展将为防御类型和早期预警监测预警探测变化，适应需要进攻和防御行动，从区域防空预警洲际警告，扩大检测面积和空间，提高远程预警监控的能力。

关键词：雷达；分类；相控阵雷达0　引言雷达的基本概念最早于20世纪初出现。

如果把整个武器装备体系比作一个人，那么雷达就是人的“眼睛”，主要用于“看”空中和天空目标，为各级作战指挥机构提供空、天预警探测情报信息；为空中进攻、防空反导作战和日常防空提供预警探测情报支援；为一体化联合作战提供战场联合预警监视情报支援。

雷达是随着飞机用于战争而问世的。

第一次世界大战期间，一些西方国家为了抵御空袭，建立了对空观察哨，仅仅靠目视和听音机等简易的方法发现敌机。

随着空袭兵器速度不断增快，这种原始的预警方式难以满足作战的需要。

但是直到第二次世界大战前后，雷达才得到迅速发展。

激光雷达是传统雷达技术与现代激光技术相结合的产物。

激光问世后的第二年，即1961年，科学家就提出了激光雷达的设想，并开展了研究工作。

在过去40年中，从最简单技术激光测距、技术、逐步发展了这些激光测速和成像、激光成像等技术开发等各种用途、激光雷达系统具有多种功能。

雷达种类很多1　雷达分类可按多种方法分类：第一，按定位方法可分为：有源雷达、半有源雷达和无源雷达。

第二，按装设地点可分为；地面雷达、舰载雷达、航空雷达、卫星雷达等。

第三，按辐射种类可分为：脉冲雷达和连续波雷达。

第四，按工作被长波段可分：米波雷达、分米波雷达、厘米波雷达和其他波段雷达。

雷达系统工作原理详解雷达（Radar）是一种利用电磁波进行目标探测和测距的技术。

雷达系统由发射器、接收器、天线系统以及信号处理器组成，它能够探测、跟踪和识别远距离目标，广泛应用于军事、航空、气象等领域。

本文将详细介绍雷达系统的工作原理。

一、雷达系统的基本原理雷达的工作原理基于电磁波的特性和相对论的时差测量原理。

雷达系统通过发射一束脉冲电磁波，并接收反射回来的波束，通过计算往返时间和电磁波的速度，就可以计算出目标距离。

1. 发射器雷达系统的发射器负责产生高频率的电磁波，并将其转化为脉冲信号。

发射器通常采用放大器和脉冲发生器的组合，通过调节脉冲宽度和重复频率，可以控制雷达系统的探测范围和分辨率。

2. 天线系统雷达系统的天线系统用于发射和接收电磁波。

发射时，天线将电磁波以指定的方向发送出去；接收时，天线会捕捉目标反射回来的信号，并将其传输到接收器。

天线的设计和构造很重要，它决定了雷达系统的发射功率、辐射方向以及接收信号的灵敏度。

3. 接收器雷达系统的接收器负责接收和放大由目标反射回来的信号。

接收器通常包括前置放大器、带通滤波器和检波器等组件，用于提取和放大目标信号，并将其转化为与目标距离成正比的电压或距离相关的数字信号。

4. 信号处理器雷达系统的信号处理器负责对接收到的信号进行处理和分析。

它会对信号进行滤波、降噪、时域和频域分析等操作，以提取目标的特征信息。

信号处理器还可以将目标信号与之前的雷达图像进行比对，从而实现目标的识别和跟踪。

二、雷达系统的探测原理雷达系统利用电磁波与目标的相互作用实现目标的探测和测距。

雷达发送的电磁波遇到目标时，会被目标反射、散射或折射。

根据反射的特点，可以得到以下几种雷达探测原理。

1. 相干雷达相干雷达利用目标对电磁波的散射和反射特性进行探测。

当电磁波与目标相互作用时，会引起电磁波的散射，目标散射回来的波束会被接收器接收到。

通过分析接收到的波束，可以确定目标的位置、速度以及形状等信息。

雷达的工作原理第一篇：雷达的工作原理雷达的工作原理蜻蜓的复眼我们知道，蜻蜓的每只眼睛由许许多多个小眼组成，每个小眼都能成完整的像，这样就使得蜻蜓所看到的范围要比人眼大得多。

与此类似，相控阵雷达的天线阵面也由许多个辐射单元和接收单元（称为阵元）组成，单元数目和雷达的功能有关，可以从几百个到几万个。

这些单元有规则地排列在平面上，构成阵列天线。

利用电磁波相干原理，通过计算机控制馈往各辐射单元电流的相位，就可以改变波束的方向进行扫描，故称为电扫描。

辐射单元把接收到的回波信号送入主机，完成雷达对目标的搜索、跟踪和测量。

每个天线单元除了有天线振子之外，还有移相器等必须的器件。

不同的振子通过移相器可以被馈入不同的相位的电流，从而在空间辐射出不同方向性的波束。

天线的单元数目越多，则波束在空间可能的方位就越多。

这种雷达的工作基础是相位可控的阵列天线，“相控阵”由此得名。

有源相阵控雷达和无源相阵控雷达的区别是就是无源是只有单个或者几个发射机子阵原只能接收，而有源是每个阵原都有完整的发射和接收单元！相控阵雷达的优点：（1）波束指向灵活，能实现无惯性快速扫描，数据率高；（2）一个雷达可同时形成多个独立波束，分别实现搜索、识别、跟踪、制导、无源探测等多种功能；（3）目标容量大，可在空域内同时监视、跟踪数百个目标；（4）对复杂目标环境的适应能力强；（5）抗干扰性能好。

全固态相控阵雷达的可*性高，即使少量组件失效仍能正常工作。

但相控阵雷达设备复杂、造价昂贵，且波束扫描范围有限，最大扫描角为90°～120°。

当需要进行全方位监视时，需配置3～4个天线相控阵雷达与机械扫描雷达相比，扫描更灵活、性能更可*、抗干扰能力更强，能快速适应战场条件的变化。

多功能相控阵雷达已广泛用于地面远程预警系统、机载和舰载防空系统、机载和舰载系统、炮位测量、靶场测量等。

美国“爱国者”防空系统的AN／MPQ-53雷达、舰载“宙斯盾”指挥控制系统中的雷达、B-1B轰炸机上的APQ-164雷达、俄罗斯C-300防空武器系统的多功能雷达等都是典型的相控阵雷达。

相控阵雷达系统的设计与实现近年来，相控阵雷达技术在国防、航空、航天等领域得到了广泛应用。

这种基于数字信号处理的雷达系统，可以通过控制阵元的相位和振幅，实现信号的形成和空间选择性的波束的旋转和电子扫描。

相对于传统的机械扫描雷达系统，相控阵雷达系统具有更高的目标探测、跟踪、分类和识别的能力、更快的响应速度、更广阔的探测范围等优势。

本文将介绍相控阵雷达系统的设计原理、技术指标和实现方法。

一、相控阵雷达系统的原理相控阵雷达系统由发射端和接收端两部分组成。

发射端通过相位和振幅控制阵元，将电磁波按照特定的相位和振幅发射，形成一个前沿斜面的波束。

接收端阵元接收回波信号，经过放大、滤波、混频、数字化等处理后，送入信号处理单元进行处理。

信号处理单元对接收到的多个波达进行相位和振幅的控制，形成反向波束，与前向波束合成，实现目标的方位角驻留和距离测量，从而确定目标的空间位置和运动状态。

二、相控阵雷达系统的技术指标相控阵雷达系统的性能指标主要包括探测距离、探测角度、探测精度、重复频率、带宽、增益、方向图等。

探测距离取决于雷达发射功率、天线高度和目标反射截面积等因素，一般为几百公里到千公里。

探测角度为雷达波束的宽度，一般为几度到十几度，与天线孔径和波长相关。

探测精度由雷达发射波形、接收滤波器带宽、信号处理算法等因素共同决定，一般在米级别。

重复频率为雷达发射脉冲频率，一般为几百赫兹到几千赫兹。

带宽为雷达脉冲的频带宽度，一般为几百兆赫兹到几千兆赫兹。

增益为雷达系统接收信号的增益，与天线增益、前置放大器增益等因素有关。

方向图为雷达天线在空间中的响应特性，与天线孔径的大小以及阵元排列方式相关。

三、相控阵雷达系统的实现方法相控阵雷达系统的实现方法主要包括阵元设计、天线阵列布局、发射电路、接收电路、信号处理算法等方面。

阵元设计是确定天线阵列参数的前提，它包括天线元的尺寸、频率响应、阻抗匹配等因素。

天线阵列布局是确定阵元排列方式的关键，不同的布局方式对雷达系统性能有很大的影响。

相参技术相参雷达是指雷达系统的发射信号、本振电压、相参震荡电压和定时器的触发脉冲均由同一基准信号提供，使得这些信号之间可以保持确定的相位关系，同时接收的回波信号也可以提取信号的相位信息。

相参技术对主振源信号具有极高的频率稳定度要求和频谱纯度，对天线性能，信号处理器等都具有很高的要求。

相同频率，不同相位的信号叠加效果移相器移相器的作用是将信号的相位移动一个角度，相位和频率保持稳定的对应关系是移相器的一个重要特性。

铁氧体移相器铁氧体移相器的基本原理是利用外加直流磁场改变波导内铁氧体的导磁系数，从而改变电磁波的相速，得到不同的相移量。

铁氧体移相器的主要优点是承受功率较高，插入损耗较小，带宽较宽。

其缺点是所需激励功率比PIN管移相器大，开关时间在微秒(us)量级。

半导体PIN二极管PIN二极管开关从“开”到“关”或者相反动作的起始状态达到稳定状态的时间称为开关时间。

以半导体PIN二极管作为开关器件的数字式移相器相位转换时间可以达到纳秒(ns)量级。

GaAs FETGaAs FET开关是数控移相器的主要构成元素，它作为一个三端器件，可以通过对栅偏置电压的控制来改变源漏间电阻，从而实现开关动作，转换时间也在纳秒(ns)量级。

相控阵雷达原理有了信号叠加的原理和移相器，相控阵雷达原理就好理解了，其基本思想：通过移相器改变每个辐射元件发射信号的相位，以提供相长/相消干涉，从而实现波束的电子扫描，在期望的方向上形成窄波束，雷达天线不需要机械转动。

电子扫描阵列很好的解决了机械雷达的机械惯性和扫描需要时间长等问题，实现了波束指向的无惯性快速扫描，为任务的灵活敏捷性创造了很好的条件。

相控阵天线是相控阵雷达组成的核心之一，相控阵天线既有有源、无源之分，也有一维、二维之分。

无源电子扫描阵列Passive Electronically Scanned Array, PESA无源电子扫描阵列天线表面的阵元只有改变信号相位的能力而没有发射信号的能力，信号的产生还是依靠天线后方的信号产生器，然后利用波导管将产生的信号号送到信号放大器上，再传送到阵列单元上面，接收时则反向而行。

相控阵雷达原理
相控阵雷达是一种利用多个天线单元共同实现波束指向和形成的雷达系统。

它
通过控制每个天线单元的相位和幅度，使得合成的波束在特定方向聚焦，从而实现目标探测和跟踪。

相控阵雷达具有快速跟踪、高分辨率和抗干扰能力强等特点，在军事和民用领域得到广泛应用。

基本原理
相控阵雷达由若干个天线单元组成，这些天线单元通常被排列成矩阵状结构。

每个天线单元都能独立地产生并发射雷达波束，并且可以通过控制单元实现波束指向。

当所有单元协同工作时，它们可以形成一个高度定向的波束，实现对目标的精确定位和跟踪。

工作原理
相控阵雷达的工作原理基于波束形成和波束指向控制。

波束形成是指利用天线
单元的相位和振幅调节，使得各个单元发射的波束在一定方向相互叠加形成合成波束。

波束指向控制则是通过改变每个单元的相位差，使得波束的主瓣指向目标，同时抑制旁瓣和杂波。

优势与应用
相控阵雷达具有以下优势：- 高分辨率：能够实现对目标的高精度探测和跟踪。

- 快速跟踪：能够快速改变波束指向，在复杂动态环境下具有良好的跟踪性能。

-
抗干扰能力强：通过波束形成和指向控制，能够抑制来自旁瓣和杂波的干扰。

相控阵雷达广泛应用于军事领域，包括目标探测、跟踪、导弹防御等；同时也
逐渐在民用领域得到应用，如天气预报、航空管制等领域。

总结
相控阵雷达利用天线单元的相位和振幅控制实现波束形成和指向，具有高分辨率、快速跟踪和抗干扰能力强等优势。

在军事和民用领域具有广泛的应用前景，是雷达技术发展的重要方向之一。

看懂相控阵雷达工作原理及类型简介SUBSCRIBE to US我们知道，蜻蜓的每只眼睛由许许多多个小眼组成，每个小眼都能成完整的像，这样就使得蜻蜓所看到的范围要比人眼大得多。

与此类似，相控阵雷达的天线阵面也由许多个辐射单元和接收单元（称为阵元）组成，单元数目和雷达的功能有关，可以从几百个到几万个。

这些单元有规则地排列在平面上，构成阵列天线。

利用电磁波相干原理，通过计算机控制馈往各辐射单元电流的相位，就可以改变波束的方向进行扫描，故称为电扫描。

辐射单元把接收到的回波信号送入主机，完成雷达对目标的搜索、跟踪和测量。

每个天线单元除了有天线振子之外，还有移相器等必须的器件。

不同的振子通过移相器可以被馈入不同的相位的电流，从而在空间辐射出不同方向性的波束。

天线的单元数目越多，则波束在空间可能的方位就越多。

这种雷达的工作基础是相位可控的阵列天线，“相控阵”由此得名。

有源相阵控雷达和无源相阵控雷达的区别是就是无源是只有单个或者几个发射机子阵原只能接收，而有源是每个阵原都有完整的发射和接收单元！相控阵雷达的优点：（1）波束指向灵活，能实现无惯性快速扫描，数据率高；（2）一个雷达可同时形成多个独立波束，分别实现搜索、识别、跟踪、制导、无源探测等多种功能；（3）目标容量大，可在空域内同时监视、跟踪数百个目标；（4）对复杂目标环境的适应能力强；（5）抗干扰性能好。

全固态相控阵雷达的可靠性高，即使少量组件失效仍能正常工作。

但相控阵雷达设备复杂、造价昂贵，且波束扫描范围有限，最大扫描角为90°～120°。

当需要进行全方位监视时，需配置3～4个天线阵面。

相控阵雷达与机械扫描雷达相比，扫描更灵活、性能更可*、抗干扰能力更强，能快速适应战场条件的变化。

多功能相控阵雷达已广泛用于地面远程预警系统、机载和舰载防空系统、机载和舰载系统、炮位测量、靶场测量等。

美国“爱国者”防空系统的AN／MPQ-53雷达、舰载“宙斯盾”指挥控制系统中的雷达、B-1B轰炸机上的APQ-164雷达、俄罗斯C-300防空武器系统的多功能雷达等都是典型的相控阵雷达。

相控阵雷达基本原理（ZZ）（相控阵雷达基本原理(ZZ)功能、优点相控阵雷达又称作相位阵列雷达，是一种以改变雷达波相位来改变波束方向的雷达，因为是以电子方式控制波束而非传统的机械转动天线面方式，故又称电子扫描雷达。

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。

由於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於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。

因而它更适於对付高机动目标。

此外由於可发射窄波束，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。

相控阵雷达对於飞机的匿踪性能也相当重要，传统的机械雷达之机械结构会造成相当大的回波，使用无机械结构的相控阵雷达就能使这一影响更小。

而侦查时发射的窄波束也减低了被发现的机会，并使得敌方的电战系统难以发挥功能。

原理相控阵雷达何以有此功效呢？在做进一步认识之前，笔者先简单介绍雷达原理及其演进。

雷达是高科技产物，但其基本原理是很简单的。

雷达是一种发射电磁波，藉由解算回波之种种数据来达到探测目的的一种装置。

随著年代的演进而增加新的功能，但都不脱离两个基本步骤：发射雷达波以及解算回波。

电磁波的发射，是利用正负电荷之往返震汤而发出的，在雷达上是在天线上产生正负电荷并使之震汤。

发出电磁波之强度分布，为一＂横躺＂在x轴上的＂8＂字绕y轴转动後所产生的立体形状，类似红血球一般，天线指向y轴而以横躺的8字中心为中心。

设由原点向任一方向画直线与此＂红血球形＂交於p点，则原点到p点的长度代表该方向电磁波强度。

雷达的工作原理雷达(radar)原是“无线电探测与定位”的英文缩写。

雷达的基本任务是探测感兴趣的目标，测定有关目标的距离、方问、速度等状态参数。

雷达主要由天线、发射机、接收机（包括信号处理机）和显示器等部分组成。

雷达发射机产生足够的电磁能量，经过收发转换开关传送给天线。

天线将这些电磁能量辐射至大气中，集中在某一个很窄的方向上形成波束，向前传播。

电磁波遇到波束内的目标后，将沿着各个方向产生反射，其中的一部分电磁能量反射回雷达的方向，被雷达天线获取。

天线获取的能量经过收发转换开关送到接收机，形成雷达的回波信号。

由于在传播过程中电磁波会随着传播距离而衰减，雷达回波信号非常微弱，几乎被噪声所淹没。

接收机放大微弱的回波信号，经过信号处理机处理，提取出包含在回波中的信息，送到显示器，显示出目标的距离、方向、速度等。

为了测定目标的距离，雷达准确测量从电磁波发射时刻到接收到回波时刻的延迟时间，这个延迟时间是电磁波从发射机到目标，再由目标返回雷达接收机的传播时间。

根据电磁波的传播速度，可以确定目标的距离公式为：S=CT/2 其中S为目标距离，T为电磁波从雷达发射出去到接收到目标回波的时间，C为光速雷达测定目标的方向是利用天线的方向性来实现的。

通过机械和电气上的组合作用，雷达把天线的小事指向雷达要探测的方向，一旦发现目标，雷达读出些时天线小事的指向角，就是目标的方向角。

两坐标雷达只能测定目标的方位角，三坐标雷达可以测定方位角和俯仰角。

测定目标的运动速度是雷达的一个重要功能，雷达测速利用了物理学中的多普勒原理：当目标和雷达之间存在着相对位置运动时，目标回波的频率就会发生改变，频率的改变量称为多普勒频移，用于确定目标的相对径向速度，通常，具有测速能力的雷达，例如脉冲多普勒雷达，要比一般雷达复杂得多。

雷达的战术指标主要包括作用距离、威力范围、测距分辨力与精度、测角分辨力与精度、测速分辨力与精度、系统机动性等。

其中，作用距离是指雷达刚好能够可靠发现目标的距离。

雷达基础知识雷达⼯作原理 雷达即⽤⽆线电的发现⽬标并测定它们的空间位置。

那么你对雷达了解多少呢?以下是由店铺整理关于雷达知识的内容，希望⼤家喜欢! 雷达的起源 雷达的出现，是由于⼀战期间当时英国和德国交战时，英国急需⼀种能探测空中⾦属物体的雷达(技术)能在反空袭战中帮助搜寻德国飞机。

⼆战期间，雷达就已经出现了地对空、空对地(搜索)轰炸、空对空(截击)⽕控、敌我识别功能的雷达技术。

⼆战以后，雷达发展了单脉冲⾓度跟踪、脉冲多普勒信号处理、合成孔径和脉冲压缩的⾼分辨率、结合敌我识别的组合系统、结合计算机的⾃动⽕控系统、地形回避和地形跟随、⽆源或有源的相位阵列、频率捷变、多⽬标探测与跟踪等新的雷达体制。

后来随着微电⼦等各个领域科学进步，雷达技术的不断发展，其内涵和研究内容都在不断地拓展。

雷达的探测⼿段已经由从前的只有雷达⼀种探测器发展到了红外光、紫外光、激光以及其他光学探测⼿段融合协作。

当代雷达的同时多功能的能⼒使得战场指挥员在各种不同的搜索/跟踪模式下对⽬标进⾏扫描，并对⼲扰误差进⾏⾃动修正，⽽且⼤多数的控制功能是在系统内部完成的。

⾃动⽬标识别则可使武器系统最⼤限度地发挥作⽤，空中预警机和JSTARS这样的具有战场敌我识别能⼒的综合雷达系统实际上已经成为了未来战场上的信息指挥中⼼。

雷达的组成 各种雷达的具体⽤途和结构不尽相同，但基本形式是⼀致的，包括:发射机、发射天线、接收机、接收天线，处理部分以及。

还有电源设备、数据录取设备、抗⼲扰设备等辅助设备。

雷达的⼯作原理 雷达所起的作⽤和眼睛和⽿朵相似，当然，它不再是⼤⾃然的杰作，同时，它的信息载体是⽆线电波。

事实上，不论是可见光或是⽆线电波，在本质上是同⼀种东西，都是电磁波，在真空中传播的速度都是光速C，差别在于它们各⾃的频率和波长不同。

其原理是雷达设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某⼀⽅向，处在此⽅向上的物体反射碰到的电磁波;雷达天线接收此反射波，送⾄接收设备进⾏处理，提取有关该物体的某些信息(⽬标物体⾄雷达的距离，距离变化率或径向速度、⽅位、⾼度等)。

雷达的组成及其原理课程名称：现代阵列并行信号处理技术姓名：杜凯洋教师：王文钦教授一．简介雷达（Radar，即 radio detecting and ranging），意为无线电搜索和测距。

它是运用各种无线电定位方法，探测、识别各种目标，测定目标坐标和其它情报的装置。

在现代军事和生产中，雷达的作用越来越显示其重要性，特别是第二次世界大战，英国空军和纳粹德国空军的“不列颠”空战，使雷达的重要性显露的非常清楚。

雷达由天线系统、发射装置、接收装置、防干扰设备、显示器、信号处理器、电源等组成。

其中，天线是雷达实现大空域、多功能、多目标的技术关键之一；信号处理器是雷达具有多功能能力的核心组件之雷达种类很多，可按多种方法分类：（1）按定位方法可分为：有源雷达、半有源雷达和无源雷达。

（2）按装设地点可分为；地面雷达、舰载雷达、航空雷达、卫星雷达等。

（3）按辐射种类可分为：脉冲雷达和连续波雷达。

（4）按工作被长波段可分：米波雷达、分米波雷达、厘米波雷达和其它波段雷达。

（5）按用途可分为：目标探测雷达、侦察雷达、武器控制雷达、飞行保障雷达、气象雷达、导航雷达等。

二. 雷达的组成（一）概述1、天线：辐射能量和接收回波（单基地脉冲雷达），（天线形状，波束形状，扫描方式）。

2、收发开关：收发隔离。

3、发射机：直接振荡式（如磁控管振荡器），功率放大式（如主振放大式），（稳定，产生复杂波形，可相参处理）。

4、接收机：超外差，高频放大，混频，中频放大，检波，视频放大等。

（接收机部分也进行一些信号处理，如匹配滤波等），接收机中的检波器通常是包络检波，对于多普勒处理则采用相位检波器。

5、信号处理：消除不需要的信号及干扰而通过或加强由目标产生的回波信号，通常在检测判决之前完成（MTI，多普勒滤波器组，脉冲压缩），许多现代雷达也在检测判决之后完成。

6、显示器（终端）：原始视频，或经过处理的信息。

7、同步设备（视频综合器）：是雷达机的频率和时间标准（只有功率放大式（主振放大式）才有）。

相控阵雷达天线的工作原理及其发展摘要：本文从相控阵雷达天线的工作原理入手，简要说明了相控阵雷达天线的优点和应用。

关键词：相控阵；天线；雷达；应用自20世纪30年代雷达问世以来，雷达作为一种军事装备开始服务于人类，始终保持着方兴未艾、蓬勃发展的态势。

雷达技术获得了高速的发展，在国防、军事和民用的各个领域，雷达都发挥着举足轻重的作用。

它是精确打击武器系统的重要组成部分，是武器系统发挥作战效能的有力保证。

相控阵雷达是20世纪60 年代问世的一种新体制电扫描雷达。

相控阵雷达能在设定的空域，根据战术需要，灵活地改变波束形状及指向，对多达数百批目标实施无惯性搜索、跟踪、编码，识别和分类的多任务功能。

在雷达发展史中，相控阵雷达完成了从早期雷达仅能对单个目标的距离，角域等标量参数进行粗略测量而感知目标，到瞬间同时对众多目标的距离、角域、速度，加速度和极化等标量和矢量参数精确实时测定而认知目标的飞跃。

一、相控阵雷达的工作原理?相控阵雷达即相位控制电子扫描阵列雷达，利用大量个别控制的小型天线元件排列成天线阵面，每个天线单元都由独立的开关控制，通过控制各天线元件发射的时间差，就能合成不同相位（指向）的主波束，而且在两个轴向上均可进行相位变化；相控阵各移相器发射的电磁波以建设性干涉原理强化并合成一个接近笔直的雷达主瓣，而副瓣则由于干涉相消而大幅减低。

我们知道，蜻蜓的每只眼睛由许许多多个小眼组成，每个小眼都能成完整的像，这样就使得蜻蜓所看到的范围要比人眼大得多。

与此类似相控阵雷达的天线阵面也由许多个辐射单元和接收单元（称为阵元）组成，单元数目和雷达的功能有关，可以从几百个到几万个。

这些单元有规则地排列在平面上，构成阵列天线。

典型的相控阵是利用电磁波相干原理，通过电子计算机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，简称电扫。

辐射单元把接收到的回波信号送入主机，完成雷达对目标的搜索、跟踪和测量。

每个天线单元除了有天线振子之外，还有移相器等必须的器件。