第5章相控阵雷达概要讲解学习

正确认识相控阵雷达—一种永不消逝的雷达体制第一篇：正确认识相控阵雷达—一种永不消逝的雷达体制正确认识相控阵雷达—一种永远不会消逝的雷达(1)相控阵雷达是指采用相控阵天线的一种雷达体制。

由于相控阵天线的波束是用电子方法在空域变动或扫描，非常灵活，变动速度可达微秒级；这种雷达天线体制再与其他先进的，能精密定位的雷达体制（如脉冲多普勒等）结合，就使整个雷达具有多目标，多功能，大空域，大功率，抗干扰强等一系列突出优点；在当今被认为是一种最有发展前景的雷达体制。

它是当今世界很多先进武器，如防空导弹系统，对空情报系统、预警机、歼击机、反导系统等的主体设备。

国外新第三代甚至第四代防空反导武器系统都是以相控阵雷达为主体构建的，典型的有：美国的爱国者PAC-3、宙斯盾弹道导弹防御系统；俄罗斯的S－300、S-400、“里夫”、“道尔”等。

现代预警机、歼击机是否达到新一代水平，重要标志之一就是是否采用相控阵雷达体制的预警雷达和火控雷达。

美国雷达专家，相控阵雷达技术的老前辈D.J.Picard生前有句名言：“有一种老式雷达永远都不会消逝，那就是相控阵”。

这句话已成为国内外专家学者们的共识。

这门技术不仅吸引了大批工程技术人员终身投身于这项事业，在我国，还收到大批军事爱好者和发烧友的青睐。

不过作者也发现，在一些资料、教材和专著中，尤其是网上很多博文，对相控阵雷达的阐述，理解和讨论中有很多误区。

例如：相控阵雷达和三坐标雷达是不是一回事？有源相控阵是不是就比无源相控阵先进？相控阵雷达号称多功能，是不是功能越多越好？武器装备（如预警机）是不是采用了别人没有采用的相控阵体制就算世界第一？宙斯盾号称神盾，为什么后来的俄国、西欧没有走宙斯盾道路？为什么新一代的DDG-1000舰雷达要对宙斯盾更新换代？本博文就是想和有兴趣的网友和读者共同探讨这些问题。

在讨论前，先向网友和读者介绍一本专著：《相控阵雷达的测试维修技术》。

这是航天科工集团二院几位退休老同志根据自己实践经验合编的，由我担任主编。

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。

相控阵雷达简介第一部分：引言论坛上朋友们对相控阵雷达很感兴趣，而且对美军的有源相控阵雷达表示出近乎崇拜的热情，总是哀叹我们为什么没有这么神气的雷达。

但是在很多朋友的帖子中，都表现出我们对相控阵雷达的概念不是很清楚，甚至有的雷达专业的网友有时也有一些似是而非的说法。

其实要正确的了解雷达中的很多基本概念，并不是很容易的事情，要能给别人讲清楚，更需要实际的工作经验。

碰巧我参加过相控阵雷达研制，虽然做的工作是边边角角的，但是想结合自己的体会和一些专业书上的概念，尽可能把我认为正确的概念介绍给各位朋友。

第二部分：相控阵技术综述相控阵技术是一种通过控制阵列天线的各个单元的相位和幅度以便形成在空间满足一定分布特性的波束，并且能够改变其扫描角度（指向）的技术。

这种技术目前一般都是用计算机控制波束的形成和扫描，因此最大和好处是可以实现一些传统天线没有的优势，即：形状、指向和波束的个数无惯性的改变。

这里解释一下什么是波束，波束实际上是一个形象的说法，在天线和传播技术领域，我们经常讲某个天线发射的（或者接收的）波束是“笔型波束”、“扇行波束”等等之类的，并不是说在空间存在这样的一个笔形或者扇形的东西，而是说当这个天线发射信号时（或者接受信号时）它在不同的方向信号放大倍数是不同的（或者对接收在不同空间到达方向的信号放大倍数不同），有的方向倍数大（叫增益），有的方向小，就形成了一个增益和方向的关系曲线，形象的说，就是一个“笔形的波束”或者“扇形波束”。

需要说明的是，所有的天线都有波束的概念，而且接收的时候和发射的时候可以是不同的。

相控阵的天线通过电控的单元相位改变，使波束指向、形状、个数等可以很快的改变，这是它根本的优势。

还有一个顺便可以提到的问题，就是雷达干扰和抗干扰问题。

在雷达对抗领域，经常提到一个旁瓣干扰的概念，这个又是一个和波束概念有关系的。

一般在天线增益最大的方向附近是天线的主波瓣，在这个方向附近之外，天线增益下降很快，但是其他的方向上增益也不会是零，一般在很大的范围内，都会有信号进入，但是除了主瓣之外，其他方向进入的信号比最大的主瓣方向进入的信号要弱很多。

相控阵雷达微波组件-概述说明以及解释1.引言1.1 概述：相控阵雷达技术是一种通过控制多个发射接收单元之间的相位差来实现波束扫描的雷达技术。

微波组件作为相控阵雷达系统中的关键组成部分，起着至关重要的作用。

本文将重点探讨相控阵雷达中的微波组件，包括其在系统中的应用、性能要求以及未来发展趋势。

通过深入了解微波组件在相控阵雷达中的作用，我们可以更好地理解和应用这一先进的雷达技术。

"1.2 文章结构"部分内容如下：本文将首先介绍相控阵雷达的概念和原理，讨论其在军事和民用领域中的重要性。

然后将重点探讨微波组件在相控阵雷达中的作用和应用，分析其在系统性能、精度和灵活性方面的重要性。

最后，结合相关文献和案例研究，总结微波组件在相控阵雷达中的作用，并展望未来微波组件的发展趋势。

文章以系统性和逻辑性展开，旨在全面解析相控阵雷达微波组件的关键作用和发展前景。

1.3 目的本文的目的是探讨相控阵雷达中微波组件的重要性及其应用。

通过对相控阵雷达和微波组件的简介，以及微波组件在相控阵雷达系统中的实际作用进行分析和总结，希望能够帮助读者更深入地了解相控阵雷达技术和微波组件在其中的关键角色。

此外，还将展望未来微波组件的发展趋势，为相关领域的科研人员和工程师提供一些启示和思考。

通过本文的研究，旨在促进相控阵雷达技术的进步与发展，推动微波组件在雷达系统中的应用与创新。

2.正文2.1 相控阵雷达简介相控阵雷达是一种利用多个天线阵列组成的雷达系统，通过对每个天线的信号进行精确的相位控制和合成，实现对目标的定位和跟踪。

相控阵雷达具有方向性强、抗干扰能力强和较高的分辨率等优点，被广泛应用于军事、航空航天、气象探测等领域。

相控阵雷达的工作原理是利用天线阵列中的多个天线，通过分别改变每个天线的发射信号的相位和幅度，实现对目标的定位、跟踪和成像。

相控阵雷达系统可以根据需要调整天线的指向角度，实现对空间内不同区域目标的监测和探测。

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。

相控阵雷达的原理
嘿，朋友！今天咱来聊聊超酷的相控阵雷达的原理。

你知道吗，相控阵雷达就像是一个超级敏锐的“电子眼”！
想象一下，你在一个热闹的广场上，你的眼睛可以同时看向四面八方，快速地捕捉到每一个细微的变化，这差不多就是相控阵雷达的厉害之处啦。

比如说在军事领域，它就像一个警惕的卫士，时刻保卫着国家的安全。

相控阵雷达是咋做到这么厉害的呢？简单来讲，它是通过很多个小天线组成的天线阵来工作的哟！就好比一群小伙伴齐心协力干一件大事。

每个小天线都可以单独调节信号的相位和幅度，这可太神奇啦！这不就像是一个舞蹈团队，每个成员都有自己独特的动作和位置，一起跳出精彩的舞蹈一样嘛！
比如说飞机在天上飞，相控阵雷达就能迅速地锁定它的位置，然后准确地跟踪它的飞行轨迹。

哇塞，这可真是太牛了！再想想，如果没有相控阵雷达，那我们的安全岂不是少了一道强有力的保障？“哎呀，那可不行呀！”
而且相控阵雷达还超级灵活呢！它可以快速地改变波束的方向和形状，适应不同的情况。

这就好像你在玩游戏的时候，可以随时根据局面的变化调整自己的策略，是不是很厉害？
在现代社会，相控阵雷达的应用越来越广泛，从军事到民用，都离不开它的功劳。

它就是那个默默守护我们的“超级英雄”呀！
我的观点就是相控阵雷达真的是一项超级伟大的发明，给我们的生活带来了巨大的保障和便利！咱可得好好珍惜和利用它呀！。

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。