还傻傻分不清？简述无源相控阵雷达、有源相控阵雷达、数字阵列雷达。

本文摘要：（由ai生成）

相控阵雷达通过电子计算机控制波束扫描，无需物理转动天线，具有快速扫描、波束灵活可控等优点，广泛应用于军事领域。分为无源和有源相控阵雷达，后者性能更优但成本高。数字阵列雷达通过数字技术提高性能，但造价和功耗高。多种相控阵雷达系统如AN/FPQ-16、AN/SPY-1和中国的KLJ-7A等，在现代军事和民用领域发挥重要作用。

相控阵，即“相位控制阵列”的简称，由许多辐射单元排成阵列形式构成的天线。相控阵雷达的工作原理是通过电子计算机控制移相器，改变天线孔径上各辐射单元的电流间的相位关系，来实现波束在空间扫描，即电子扫描。这种技术使得波束的扫描（包括功率辐射的幅度与相位）可以由T/R组件控制，从而实现波束的快速、精确指向。  

相同频率，不同相位的信号叠加后的效果

改变相位，改变波束指向示意图

相控阵波束空间合成原理

相控阵雷达的原理主要基于相位控制和电子扫描，其关键组成部分和工作原理可以用以下几点来概述：

天线阵列：相控阵雷达的天线由大量相同的辐射单元（即“阵元”）组成，这些辐射单元通常排列成一个面阵。每一个辐射单元都能独立地受波控和移相器的控制，以得到精确可预测的辐射方向图和波束指向。  

相位控制：通过控制每个阵元发射电磁波的相位和幅度，相控阵雷达能够强化电磁波在指定方向上的强度，并压抑其他方向的强度。这样，雷达波束的方向就可以被精确地控制和调整，而无需像传统雷达那样通过天线的物理转动来扫描目标。  

波束形成：当所有阵元以相同的相位和幅度发射电磁波时，它们会在空间中形成一个合成的波束。通过改变不同阵元的相位，这个合成波束的方向可以被改变，从而实现对不同方向的扫描。  

快速扫描：由于相控阵雷达无需转动天线，因此它具有非常快的扫描速度。它可以在极短的时间内完成对整个空域的扫描，大大提高了雷达的反应速度和数据更新率。  

多种应用：相控阵雷达广泛应用于军事领域，包括舰载雷达、机载雷达以及地面防空系统等。它们能够提供高精度的目标检测和跟踪能力，是现代防空和反导系统的重要组成部分。

可见，相控阵雷达的工作原理是将多个微波接收元件平行排列，形成2D或3D的阵列，并使用RF信号源将微波信号发射出去。这些信号在受到物体反射后，通过相位控制，每个接收元件都能接收到不同时间上的反射信号，从而获得时间差和距离差。经过多路分配和合成，相控阵雷达可以准确地检测到物体的信息，包括位置、大小、形状等。  

相控阵雷达具有许多优点，如扫描速度快、波束灵活可控、抗干扰能力强、可靠性高等。它的应用领域非常广泛，包括通信、雷达和测距、医疗以及激光雷达等领域。然而，相控阵雷达也存在一些缺点，如扫描角度有限、旁瓣问题、加工难度高以及接收面大、信噪比差等。

相控阵雷达扫描过程中波束展宽与栅瓣形成原理示意

• AN/MPQ-53雷达系统

• AN/MPQ-65雷达系统

• 主要优点：

• 主要缺点：

• KLJ-7A雷达不仅用于探测空中目标，还可用于地面或海面目标探测，显示了其多用途性能。
• 在中巴合作研发的枭龙Block3战斗机上，KLJ-7A雷达的“三面阵”设计大大扩展了雷达视野，甚至具备向后探测的能力，显著提升了战机在多目标追踪和空中格斗等方面的性能。
• 与法国阵风战机的RBE-2-AA有源相控阵雷达相比，KLJ-7A雷达在追踪目标数量、探测距离和精度方面都表现出更高的性能。

• 主要技术特点

1. 氮化镓技术：AN/SPY-6雷达采用了先进的氮化镓技术，相比传统的砷化镓技术，氮化镓技术提供了更高的功率、效率和可靠性。
2. 模块化设计：该雷达系统采用模块化设计，使得不同的型号可以共享相同的硬件和软件。这种设计不仅提供了优秀的可扩展性、灵活性和互操作性，还使得雷达能够适应各种舰船的任务需求。
3. 多任务能力：AN/SPY-6雷达能够同时防御多种威胁，包括弹道导弹、巡航导弹、敌对飞机和水面舰船。此外，它的软件基线是可重新编程的，因此能够适应新任务和新出现的威胁。

• 应用与优势

1. 广泛应用：AN/SPY-6雷达系列在七种级别的舰船上执行空中和导弹防御任务，包括DDG 51 Flight III型驱逐舰、两栖舰、福特级航母、FFG型护卫舰和LCS型护卫舰等。
2. 高灵敏度：与传统雷达相比，AN/SPY-6雷达提供了更大的探测范围、更高的灵敏度和更准确的鉴别能力。例如，SPY-6(V)1的灵敏度比SPY-1雷达提高了15分贝。
3. 可扩展性：由于采用模块化设计，每个雷达模块组件（RMA）都是一个自包含的雷达天线，可以堆叠在一起以适应任何船只的任务需求。这种设计使得SPY-6成为海军首个真正可扩展的雷达。

• 系列型号

• SPY-6(V)1：用于DDG 51 Flight III型驱逐舰，提供360度的态势感知。
• SPY-6(V)2：适用于两栖舰，具有旋转式设计。
• SPY-6(V)3：用于福特级航母、FFG型护卫舰和LCS型护卫舰。
• SPY-6(V)4：用于DDG 51 Flight IIA型驱逐舰。

1. 开发背景与合作：
• CAPTOR-E雷达是由德国、意大利、西班牙和英国联合开发的，其中主导研发的是莱昂纳多集团下属的Selex ES公司。
• 它是“台风”战斗机的重要配套项目，旨在为战机提供强大的战场探测与识别能力。
2. 技术特点与功能：
• CAPTOR-E雷达采用了有源相控阵技术，这使得它具有很强的战场探测和识别能力，以及多模式多目标作战能力。
• 该雷达具备灵活的波束控制能力，这使得“台风”能够使用更多武器，例如“流星”超视距先进空空导弹。
• 它还提供了低概率拦截雷达和更好的抗干扰能力，增强了战机的生存性和作战效能。
3. 升级与改进：
• CAPTOR-E雷达经历了多次升级，包括R2P、R2Q/T2Q等计划，这些升级增强了雷达的空空能力，并有望作为AESA雷达升级的一部分，使“台风”具备全天候对地攻击能力。
• 合成孔径雷达技术预计将集成到AESA雷达升级中，进一步提升雷达的对地探测能力。
4. 部署与应用：
• CAPTOR-E雷达已被广泛部署在多个国家的“台风”战机上，包括德国、意大利、西班牙等。
• 科威特是首个装备使用CAPTOR-E雷达的“台风”战机客户，显示了该雷达系统的国际认可度。
5. 性能参数：
• 虽然具体性能参数可能因不同型号和配置而异，但CAPTOR-E雷达以其高可靠性和长平均无故障时间（MTBF值超过600小时）而著称。
• 该雷达能够探测到远距离的目标，如据称能够探测到约59km外的F-35战斗机。

1. 发射方式：

• 无源相控阵雷达：只有一个发射机，多个天线单元。发射信号由中央发射机提供，天线单元通过移相器控制波束指向。

• 有源相控阵雷达：每个天线单元后都集成了功率放大单元、双工器、低噪声放大器前端移相器等组件，即收发（T/R）组件，波束的扫描和辐射的幅度与相位均由T/R组件控制。

• 数字阵列雷达：使用多个接收/发射单元，每个单元可以独立控制，从而实现波束形成和定向发射。数字阵列雷达通过数字信号处理技术，可以在数字领域进行复杂的信号处理，包括波束形成、脉冲压缩、目标参数估计等。

2. 性能特点：

• 无源相控阵雷达：成本低，实现简单，只需要一个集中发射机。

• 有源相控阵雷达：扫描速度快，波束灵活可控，能对付多目标；可靠性高，由于采用了集成电路，损耗更小；抗干扰能力强，能够识别和削弱各种噪声干扰。

• 数字阵列雷达：具有更大的灵活性，可以根据需要随时改变波束的指向和形状；抗干扰能力强，通过数字方式处理信号；高精度，可以提供比传统阵列雷达更高的测量精度；具有强大的多目标处理能力，可以同时处理多个目标；信息处理能力强，可以实现对目标的识别、分类和跟踪等。

无源相控阵雷达、有源相控阵雷达和数字阵列雷达在发射方式、性能特点等方面存在显著差异。这些差异使得它们在不同的应用场景中具有各自的优势和适用性。

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