今天繼續來給大家介紹和雷達有關的知識，來聊一聊相控陣雷達，關于相控陣雷達，想必大家在平時也經常能聽到，像什么有源相控陣雷達、無緣相控陣雷達這些，那么，問題來了，什么是相控陣雷達呢？它與傳統的雷達之間存在著什么不同？有源和無源又有什么區別？下面就來給大家詳細介紹一下。

傳統雷達

首先，對于相控陣雷達和傳統雷達來說，它們的主要不同點就在于彼此的天線結構不一樣。傳統的雷達，我們可以把它的天線看成是一個“獨立的整體”，比如上圖所示，就是使用獨立天線結構的傳統雷達；而對于相控陣雷達來說，它所謂的天線其實是由一個個小小的電子天線單元共同組成的，這些小小的天線單元成陣列排放組合，所以我們平時說的相控陣雷達它的全稱其實也叫做“相位控制電子天線陣列雷達”，如下面兩圖所示，就是一個相控陣雷達，從圖中我們也可以看到在這個雷達的天線陣面上有著密密麻麻的小天線，圖二為那些天線的特寫：

相控陣雷達

雷達上面小天線單元的特寫

然后，既然相控陣雷達和傳統天線雷達主要是在天線的結構上不一樣，那么，它們的工作原理又有什么區別？區別就在于，處于工作狀態的相控陣雷達可以不通過自身天線的物理運動，就可以控制發射的雷達波來搜索探測四周空間內的目標，而對于傳統雷達來說，它們在工作時是需要通過天線的轉動來控制雷達波的收/發方向的，像我們平時見到的那種雷達天線會一圈一圈轉動的，就是傳統的旋轉天線雷達，每轉動一圈就是一個掃描周期，雷達的顯示屏上就會顯示一次掃描結果，比如下圖所示，就是傳統雷達的旋轉天線以及其掃描動圖：

傳統的雷達的選擇天線

旋轉天線雷達掃描動態示意圖

而關于相控陣雷達的工作原理，我們先來看一張圖，如下圖所示，就是一個(無源)相控陣雷達的結構以及工作原理的示意圖，先來介紹一下圖中各部件的名字，首先，圖中的“TX”表示的是一個“中央信號發生器”，區域“A”內的那一排“Φ”就是前面說到的那一個個的小天線單元(圖中的小天線正在發射雷達波)，至于結構“C”，則表示的是一個“相位控制器”，用來控制天線單元發射雷達波的角度。所以，簡單來講就是，相控陣雷達上的那一個個小天線陣列自身其實就是一個信號收發器，每一個小天線都能夠向外發射出雷達波，當這些雷達波經過疊加合并之后，就會在天線的正前方形成一片可以沿著某個特定方向傳播的平面波。然后，根據不同的雷達之間功率、功能的不同，它們上面那些小天線單元的排放陣列也是不一樣的。

(無源)相控陣雷達結構原理示意圖

知道了這些，我們就可以繼續來解釋，為什么相控陣雷達可以不通過自身天線的物理運動就能控制雷達波來搜索周圍立體空間內的環境了，前面已經有提到，每一個小天線發出的雷達波經過疊加合并之后就會在天線前方產生一個平面波，所以，然后只要通過相位控制器C來控制這個平面波與天線陣列平面的夾角“θ”，就可以控制它的傳播方向了(即相位控制)。那么，相位控制器C又是如何控制合成平面波與陣列平面的夾角的呢？就是通過控制每一個小天線單元發射雷達波的時間，使不同位置的小天線單元提前或者延遲發射雷達波。舉個例子，繼續來看上面那張圖，從圖中我們可以知道，此時的平面波傳播方向是往上方，這是因為下方的小天線單元發出雷達波的時間相對于上方天線的被提前了，如果想要平面波往下方掃描，那么就反過來，延遲下方小天線單元發出雷達波的時間就行，如果是想要往正前方掃描，那么則是不延遲也不提前，讓所有的小天線都同時發射雷達波就行。因此，這就是相控陣雷達的天線不需要自身的物理運動就能掃描四周的原因所示。下圖為相控陣雷達的雷達波掃描示意圖：

相控陣雷達工作狀態示意動圖

最后，有關相控陣雷達和傳統天線雷達之間的結構區別以及不同工作原理的相關知識說到這里基本上就介紹完了，不過還要提簡單一下的就是無源相控陣雷達(PESA)和有源相控陣雷達(AESA)，其實它們之間的區別主要就在于信號的收發裝置上，對于無源相控陣雷達來說，它只有一個中央信號收發器，外部的那些小天線單元都是接到這個中央信號收發器上面的，即小天線單元就相當于一個“中轉站”，轉發由中央信號收發器發出的雷達波或者是接收雷達反射信號再傳給中央信號收發器；而有源相控陣雷達則是沒有這個中央信號收發器，而是它上面的每一個小天線在計算機的控制下都會連接到小型固態發射/接收模塊(TRM)上，所以本身就擁有獨立的信號收發能力。因此，上面的那張相控陣雷達結構原理圖，其實嚴格來講是一個無源相控陣雷達的結構原理圖。

總結

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