相控阵雷达论文研究方向

相控阵雷达按工作方式分为有源和无源两种，其实就是主动和被动

雷达体制从无源到有源

作为有源相控阵雷达的前身，无源相控阵雷达的发射机与天线分离配置，射频能量从发射机通过复杂昂贵的波导管馈送至天线。但是，波导管穿过甲板、隔舱等舰体结构，自然会影响舰体的强度；而且这种配置的可靠性也较低，一旦发射机组或波导管出现故障或战损，就会导致整个雷达系统的失效。同时，无源相控阵雷达由行波管之类的发射机来提供功率，要增大雷达发射功率不那样容易。人们认识到了无源相控阵雷达的上述缺点，设法寻找新的雷达模式。

微波集成电路的快速发展带来了机遇－－人们可以在砷化镓晶片上做出几厘米大小、能发射/接收电磁波的小单元，用来取代庞大的行波管和天线。将一个个这种小单元（移相器）排成阵列，就成为发射机与天线合一的有源相控阵雷达。与无源相控阵雷达不同，有源相控阵雷达抛弃了集中式发射机，而是每一个天线单元都配备一个独立的雷达发射机，只要增加天线的发射/接收单元数，就可以增加发射功率。

有源相控阵雷达不使用穿过舰体的波导管，降低了系统的复杂性和体积，也相应减少了馈电系统造成的能量损耗；每个天线单元均具备独立发射与接收电磁波的功能，少数天线单元的故障或受损不会导致整个系统的失效，故可靠性与抗战损能力有了大幅度的提升；高峰值功率是通过诸多天线单元合成的方式来实现的，因此降低了对微波元件的峰值功率要求，有助于降低成本。同时，有源相控阵雷达在雷达波束的分配、管理与运用上也更加灵活，有利于提高雷达系统的反应速度与效率。

相控阵技术，早在30年代后期就已经出现。1937年，美国首先开始这项研究工作。但一直到50年代中期才研制出2部实用型舰载相控阵雷达。60年代，美国和前苏联相继研制和装备了多部相控阵雷达，多用于弹道导弹防御系统，如美国的AN/FPS-46、AN/FPS-85、MAR、MSR，前苏联的“鸡笼”和“狗窝”等。这些都属于固定式大型相控阵雷达，其共同点：采用固定式平面阵天线，天线体积大、辐射功率高、作用距离远。其中美国的AN/FPS-85和前苏联的“狗窝”最为典型，70年代，相控阵雷达得到了迅速发展，除美苏两国外，又有很多国家研制和装备了相控阵雷达，如英、法、日、意、德、瑞典等。其中最为典型的有：美国的AN/TPN-25 、AN/TPQ-37和GE-592、英国的AR-3D、法国的AN/TPN-25、日本的NPM-510和J/NPQ-P7、意大利的RAT-31S、德国的KR-75等。这一时期的相控阵雷达具有机动性高、天线小型化、天线扫描体制多样化、应用范围广等特点。80年代，相控阵雷达由于具有很多独特的优点，得到了更进一步的应用。在已装备和正在研制的新一代中、远程防空导弹武器系统中多采用多功能相控阵雷达，它已成为第三代中、远程防空导弹武器系统的一个重要标志。从而，大大提高了防空导弹武器系统的作战性能。在21世纪，相控阵雷达随着科技的不断发展和现代战争兵器的特点，其制造和研究将会更上一层楼。

雷达是通过目标对无线电信号的发射达到探测的目的，为了达到探测的要求，就需要对无线电波进行控制，形成信号波束，并且通过这个波束在空中的扫描，得到对空间探测的回波信号来确定目标的位置参数，传统的雷达是通过天线的作用形成相对狭窄的波束，通过天线的运动达到扫描的目的。 相控阵雷达是雷达中的一种。它是一种新型的雷达，它跟传统的雷达相比，就是在形成波束和扫描上有原理上根本的差异，也就是在天线部分的根本差异。在形成波束的机制上，它采用了多信号源干涉的原理形成波束，在扫描机制上，采用了多信号源相位控制模式实现波束的扫描，用我们在日常生活中有类似结构的部件来比喻，那就是像汽车前照灯，过去是采用的反射聚焦灯，现在可以采用透镜投射聚焦灯，这个透镜投射聚焦就是跟相控阵天线具有相似的结构。在相控阵天线上，这个相控阵列就类似一个透镜，并且这个透镜的曲率还可以根据需要变化，以达到会聚点可以移动的目的，这就是达到了扫描的目的。相控阵列就是通过电控的方式达到对信号相位的控制，实现干涉最强点的变化实现扫描。在相控阵雷达之中，有两种模式，就是无源相控阵天线和有源相控阵，两种模式。 无源相控阵雷达就是它的天线是相控阵模式，这个天线就类似一个玻璃透镜，在这个阵列的后面就是发射信号的馈源，这个馈源就像汽车大灯的灯泡，有这个灯泡发射“信号”，在这个阵列上由可以控制相位的单元组合而成，对每个单元按照一定的规律实现相位的变化，就实现对信号的聚焦和扫面的目的。 有源相控阵雷达，它的这个阵列既是相位可控制的单元组成的天线，又是发射信号的源，在有源相控阵上面是由可以发射信号的模块和可以进行相位控制的部分组合而成，有源的概念指的是单元能自主发射信号的意思，有源和无源各自具有各自的优势，也各自具有各自的劣势。有源相控阵雷达，采用了独立的发射模块和移相模块组合，每个发射模块的功率就可以很小了，这就容易实现全固态化、小型化，通过功率合成也能得到较大的功率，实现较为远程的探测，同时少量单元的失效也不至于影响整体的性能，这就得到了较高的可靠性，但是这也带来了其它的缺点，因为采用的是全固态器件，在热量的耗散上增加了制造的难度和稳定性，同时由于功率较小，就很难得到大功率的信号，探测的距离就不会是太远，同时由于采用的半导体的器件，它抵抗电磁冲击的耐受性就不是很高。 无源相控阵雷达由于它采用的是传统的射频发生器件，它的发射功率就可以做得很大，能实现远程的探测，同时由于它的相控阵列只有可控移相单元构成，它的发热相对要小了很多，而且移相器的温度稳定性要大大强于半导体发射器件，因为，它的温度稳定性要高很多，同时，采用了传统的射频发射器件，它的波长范围要比有源的器件来得更为广泛，容易适应不同的探测要求。再有，采用了传统的真空管射频器件，它的电磁冲击耐受性要大大强于半导体固态器件，它的缺点就是很难实现小型化。 根据这两种相控阵雷达的特点，在使用领域上就有所不同，有源相控阵雷达易于小型化，它就能在飞机上，小型舰艇上，或者地面上小型探测装置上使用。无源相控阵就可以用在地面上或者是大型舰艇上，作为远程或者超远程探测使用。