雷達作為人類在20世紀的一項主要創(chuàng)造，自問世以來其相干技術及設備發(fā)展敏捷，并得到普遍使用，而相控陣雷達的呈現(xiàn)，則是雷達演進史中的“大事件”。目前，世界上已經(jīng)有多個國度在艦艇和戰(zhàn)機上配備了相控陣雷達。配備相控陣雷達的數(shù)質(zhì)量，成為權衡部隊兵器設備和防御網(wǎng)絡先進與否的一項主要指標。

　　那么，到底什么是相控陣雷達？相比傳統(tǒng)雷達，相控陣雷達有哪些提高與發(fā)展？未來又將有哪些使用遠景？請看相干解讀。

　　作為雷達“聚攏體”的相控陣雷達

　　影視作品中，我們經(jīng)常見到雷達進行旋轉掃描，這種雷達大多是傳統(tǒng)的機械雷達。

　　雷達是英文Radar的音譯，意為“無線電探測和測距”，即運用電磁波對目標(飛機、船舶、坦克等)進行探測、定位和辨認的電子設備。就像探照燈一樣，雷達發(fā)射一束電磁波，碰到物體以后反射回來，被接受機接受到，于是就能探測到物體。

　　機械雷達在工作進程中要一邊轉動天線一邊發(fā)射電磁波，這須要一系列特別的設備，導致雷達的構造龐雜、體量龐大。

　　轉動總有時光差，加上轉動盲區(qū)大，所以傳統(tǒng)的機械雷達偵查才能與它的體量并不匹配，與現(xiàn)代戰(zhàn)爭的需求差距越來越大。

　　這時，相控陣雷達應運而生。廣義上來講，相控陣雷達就是許多小型傳統(tǒng)雷達的“聚攏體”，里面每一個小型傳統(tǒng)雷達就是一個陣元。

　　我們可以將它比作“蜻蜓之眼”。眾所周知，蜻蜓的眼睛是復眼，每只復眼由無數(shù)個單眼組成，每個單眼都能完全成像，這就使蜻蜓比人眼能看到的范疇大了許多，從而為自身提供更遼闊的眼界。

　　與之類似，相控陣雷達的天線陣面也是由無數(shù)個接受單元和輻射單元組成，很多個小雷達“綁”在一起，構成陣列天線。

　　同時，與傳統(tǒng)機械雷達依附天線物理上的機械轉動進行掃描不同，相控陣雷達可以發(fā)射出很多的波束，邊掃描邊跟蹤，故而具有了許多機械雷達無可比較的優(yōu)勝性。

　　——目標容量大。相控陣雷達電掃描機動性、快速性等特色可以讓其眼觀八方，同時捕捉到多批目標，敵方在其火眼金睛下很難遁形，可節(jié)制多枚導彈對多個目標進行打擊。

　　——功效多、靈活性強。相控陣雷達能同時形成多個獨立節(jié)制的波束，分離完成搜索、探測和制導導彈等功效，一部雷達就能完成多部專用機械雷達的工作，大大晉升了體系的靈活才能。

　　——指向機動、數(shù)據(jù)率高。相控陣雷達天線無需做指針式圓周轉動，解脫了傳統(tǒng)意義的天線掃描方法。電掃描使其波束指向機動，大大縮短了對目標信號檢測、錄取、信息傳遞等所需的時光，因此具有更高的數(shù)據(jù)率。

　　——抗干擾才能強。相控陣雷達輻射單元多，發(fā)射功率高，能夠合理地管理能量，依據(jù)方向的不同分配不同的能量并進行發(fā)射，易于抗衡各種干擾。

　　——可靠性高。雷達的陣列組較多，且并聯(lián)應用，即使有少量組件失效，仍能正常工作。

　　當然，相控陣雷達也有一些毛病。一方面，相控陣雷達造價昂貴，典型的相控陣雷達造價是普通雷達的10倍左右；另一方面，相控陣雷達波束掃描范疇有限。其最大的掃描角度為90~120度，如果要做到360度全范疇掃描，須要幾個相控陣雷達能力實現(xiàn)。

　　目前，多功效相控陣雷達已普遍使用于機載體系、艦載體系和地面遠程預警體系，典型的如俄羅斯C-300防空兵器體系的多功效相控陣雷達等。

　　從“無源相控陣”走向“有源相控陣”

　　就像從“功效手機”到“智能手機”的跨越，相控陣雷達也實現(xiàn)了從無源相控陣雷到達有源相控陣雷達的升級。

　　時光回溯到二戰(zhàn)時代，德國在“愛神”雷達的基本上研制升級成最初的無源相控陣雷達，其發(fā)生的波束在垂直面可控，且所有采取一個電磁波發(fā)射機，在雷達陣面上不發(fā)生電磁波。

　　進入20世紀60年代以后，相控陣雷達的發(fā)展進入了高潮。美國和蘇聯(lián)相繼研制和設備了多部地面相控陣雷達，多用于彈道導彈防御、外空目標監(jiān)測及衛(wèi)星觀測。

　　20世紀70年代開端，隨著人們對相控陣雷達的不斷研發(fā)，相控陣雷達得到更普遍的使用。80年代以后，砷化鎵等半導體器件的呈現(xiàn)更是讓相控陣雷達的發(fā)展如雨后春筍般突飛猛進，并漸漸地開端從無源相控陣雷達走向有源相控陣雷達。

　　從外表上看，有源相控陣雷達和無源相控陣雷達并沒有太大的區(qū)別，都是由很多小單元組成，每一個小單元的天線都能發(fā)射和接受信號，也都能通過電磁干預來節(jié)制電磁波束的方向，高速掃描目標空域。

　　但從“無源”到“有源”，有源相控陣雷達的優(yōu)勢顯而易見。

　　性能的進化——

　　無源相控陣雷達只有一個發(fā)射機和接受機，一次只能發(fā)生一個波束，只能通過敏捷轉移波束掃描多個目標，而且精度較差。如果發(fā)射和接受環(huán)節(jié)出了問題，整個雷達都不能應用。

　　而有源相控陣雷達則是每個輻射器都安裝了發(fā)射和接受的組件，整個雷達可以擁有成千上萬個這樣的輻射器，就算其中有些輻射器壞了，也不會影響其他輻射器的正常運行；同時，有源相控陣雷達的每個天線元件接受和發(fā)射信號都有單獨的節(jié)制開關，當工作任務量不大的時候，可以只啟動部分天線元件工作，從而降低雷達功耗。

　　戰(zhàn)略威懾性強——

　　無源相控陣雷達工作時必需要啟動全部的天線元件，體系功耗相對較高。信息處置才能也相對較弱，一般只能在同一時光執(zhí)行單一任務。

　　有源相控陣雷達的組件既能獨立發(fā)射雷達波，也能接受回波信號，大幅進步了掃描速度。除了傳統(tǒng)的搜索跟蹤功效外，有源相控陣雷達還具有更增強大的跟蹤目標才能，可以同時跟蹤多個方向的幾百個目標，進行電子抗衡干擾和遠程通訊等。

　　第一代有源相控陣雷達體系接近定型的有美國設備F-22和日本設備FS-X的雷達，英、法和德國共同研制的AMSAR項目也肯定應用先進的有源相控陣雷達技術，為其后續(xù)的歐洲戰(zhàn)役機雷達的升級改裝做籌備。

　　此時“有源”勝“無源”。有源相控陣雷達的呈現(xiàn)，在技術層面上要比無源相控陣雷達更加先進，在進步掃描精度和緊縮雷達體積等方面，都具有無可比較的優(yōu)勢。

　　未來可期的數(shù)字相控陣雷達

　　對戰(zhàn)機和軍艦來講，雷達就是眼睛?，F(xiàn)代戰(zhàn)場環(huán)境龐雜多變，給戰(zhàn)機、軍艦執(zhí)行多項作戰(zhàn)任務帶來了宏大挑釁，性能優(yōu)勝、更易攜行的相控陣雷達也由此成為舉足輕重的存在。比如，由荷蘭泰利斯-NL公司、德國EADS公司和加拿大北電公司共同研制的APAR艦載多功效有源相控陣雷達，由4個固定的有源陣面組成，可籠罩360度的方位面，同時完成持續(xù)程度搜索、多目標跟蹤、導彈制導增援、海面火控增援、目標攔阻等任務。

　　在2004年，俄羅斯宣稱安排55Zh6ME Nebo-M數(shù)字相控陣雷達，在遠距離也可獲得辨別率極高的波束，有效地解決了雷達搜索距離和精確度的矛盾。

　　此后，數(shù)字相控陣雷達漸漸進入人們的視野。

　　數(shù)字相控陣雷達運用數(shù)字信號處置技術，可以實現(xiàn)低功耗、高穩(wěn)固、高精度，具有快速的廣域掃描速率、高敏銳度、易于軟件化、更易實現(xiàn)共形技術等優(yōu)勢。

　　在使用的進程中，數(shù)字相控陣雷達以其奇特的優(yōu)勢廣受歡迎。它可以快速測量多目標的距離和速度，使用于導彈、戰(zhàn)機，可大幅進步預警體系與反導體系的敏銳度，擴展預警范疇，進步攔阻才能；或可與地面設備的火控、光電體系相聯(lián)合，加強對目標的探測辨認才能，晉升火力打擊精確度。

　　但與此同時，有些暴露出來的問題也亟待解決。一方面，數(shù)字相控陣雷達采取“寬發(fā)窄收”的工作模式，通過發(fā)送一個寬波束，接受多個窄波束，雖然保證了匹配率，但也限制了發(fā)射陣面口徑的運用率。另一方面，發(fā)射多個波束也會側面導致能量較為疏散，運用率低下。

　　不可否定的是，未來的戰(zhàn)場上，數(shù)字相控陣雷達可能會更加頻繁地呈現(xiàn)在人們的視野之中。未來戰(zhàn)場對于雷達的需求，也逐漸向功效數(shù)字化、目標多樣化、環(huán)境龐雜化的方向改變。

　　從“看得見”到“看得清”再到“辨得明”，隨著科學技術的不斷提高，相控陣雷達仍將大放異彩，普遍地使用于陸基、艦(船)載、機載等幾乎全部民用和軍用領域，“雷達之王”的身份目前不可撼動，其發(fā)展也將進入一個全新階段。