有源相控阵雷达的发展
有源相控阵雷达发展概况及应用
达性 能 ．二 维 相 位 扫 描 的 三 坐标 雷达 采 用 了 固 态有 源相 控 阵
１ 有源相控 阵雷达发展概 况
．
有 源相 控 阵 雷达 天 线 阵 面 的每 个 天线 单 元 中均 舍 有 源 电 路， 发 射／ 接 收组 件 （ Ｔ ／ Ｒ组件 ） 是 有源相控阵雷达的关键部件 ，
有 源 相控 阵雷达发展 概 况及 应 用
高 燕 （ 西安职业技术学院， 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ７ ７ ）
【 摘 要】 雷达是集 中现代 电子 科技的 ｓ ｇ Ｔ － － 系统 ， 相控阵雷达作为一种高性 能雷达 ， 用于各种战略、 战术 雷达 的制造与使 用。本文介绍 了基于
行、 列 方式馈 电的有源平面相 控阵天线原理设计 的电子扫描雷达 ， 并对其 应用做 了相 关介绍。
元 可 以是 固 态 ｒ ／ Ｒ 组 件 ．使 相 控 阵 雷达 天 线 变 为有 源相 控 阵
天 线 。有 源相 控 阵 雷达 作 为 相 控 阵 雷达 的一 个 核 心 领 域 被 广
泛使 用 。
（ 水平 方向） 机械扫描 、 仰 角（ 垂直方 向） 电 扫 描 的一 维 相 位 扫 描 雷达 ． 以 此 获取 目标 的距 离 、 方 向和 高度 信 息 。 为 了提 高 雷
达 一 个 重 要研 究 方 向 ． 被 用 于各 种 战 略 、 战术雷达 ， 如制导 、 战
均功率约 ８ ０ Ｗ。 采 用 有 源相 控 阵天 线 模 式 ， 利 用 空 间功 率 合 成 场炮位侦查等。 随 着 计 算机 技 术 、 数模 混合 集成 电路 技 术 及 微 方 式 ． 实现 发 射机 总 输 出峰 值 功 率 ３ ２ ＭＷ 、 平均功率 ４ ０ ０ ｋ Ｗ 波移 相 技 术 的 快 速 发 展 ，有 源 相 控 阵 技 术 具 有 多 目标 、 远 距
有源相控阵雷达在预警机上的应用及发展趋势
有源相控阵雷达在预警机上的应用及发展趋势3072007035 余鹏作为预警机的主要探测手段，预警机载雷达在单脉冲、数字式信号和数据处理、脉冲压缩、合成孔径以及脉冲多普勒等技术上已经取得较大的发展，然而随着未来战场环境的日益复杂化对抗和反对抗、干扰和反干扰技术的不断升级，预警机雷达面临的挑战也日渐严峻。
只有在技术上不断发展才能够适应未来战争需求。
有源相控阵技术建立在天线阵列技术、信号和数据处理技术以及微电子技术等多学科综合成果的基础上，是近年来正在发展的雷达新技术，将对预警机载雷达的发展带来深刻又广泛的影响。
1 有源相控阵雷达有源相控阵雷达采用分布式发射机，即天线是由许多辐射单元排成阵列形式构成的，且在天线阵面上的每个或数个辐射单元后面均接有固态收发组件。
由于天线阵面上存在着数千个直接向空间辐射能量的功率源器件，所以称为有源相控阵雷达。
1. 1 有源相控阵雷达的特点有源相控阵是按一定规律控制各个辐射单元的相位差，利用电磁波的干涉现象控制波束的方向。
由于相控阵雷达波束的方向是通过对每个辐射单元上信号的相对相位的改变进行电子控制而实现的，因而天线不用机械转动，只通过改变天线各辐射单元的相位差，就能实现波束在空间的扫描。
相对于一般机械扫描雷达和无源相控阵雷达，有源相控阵雷达具有以下特点：(1)能对付多目标。
相控阵雷达利用电子扫描的灵活性、快速性和按时分割或多波束原理，可实现边搜索边跟踪工作方式。
通过电信号控制波束，可以实现瞬间捷变，在探测的同时进行目标识别、电子侦察甚至电子干扰等，适用于多目标、多方向、多层次空袭的作战环境。
(2)系统功率效率高。
机械扫描的雷达，发射机产生的射频功率由馈线网络送到天线阵面辐射出去，这个过程中的损耗较大，而有源相控阵雷达直接由天线阵元发射和接收射频信号，经过的路程短，功率损耗低，可以增大雷达的发射功率。
(3)功能多，机动性强。
有源相控阵雷达能够同时形成多个独立控制的波束，分别用以执行搜索、探测、识别、跟踪、照射目标和跟踪、制导导弹等多种功能。
有源相控阵雷达浅谈
233学术论丛有源相控阵雷达浅谈张建强西安电子工程研究院摘要：相控阵雷达的原理，组成，关键技术及特点。
关键词：有源相控阵；优点；发展趋势引言：有源相控阵技术是近年来发展的雷达新技术。
它将是提高雷达在恶劣电磁环境下对付快速，机动及隐身目标的一项关键技术。
经过40余年的发展，该技术终于在各种雷达上取得了成功的应用。
有源相控阵技术可以极大的扩展雷达的功能和提高雷达的性能，提高和丰富作战的能力和作战模式。
一、有源相控阵雷达的原理及关键技术相控阵雷达是一种新型的有源电扫阵列多功能雷达。
它不但具有传统雷达的功能，而且具有其它射频功能。
一般的雷达波束扫描是靠雷达天线的转动实现的，被称为机械扫描。
而相控阵雷达是用电的方式控制雷达波束的指向变动来进行扫描发现目标的，这种方式被称为电扫描。
在相控阵雷达天线阵上，排列着上成千上万个能发射电磁波的辐射器，每个辐射器配有一个"移相器"，每个"移相器"都由电子计算机控制。
当雷达工作时，电子计算机就通过控制这些"移相器"，来改变每个辐射器向空中发射电磁波的"相位"，从而使电磁瓣能像转动的天线一样，一个相位一个相位地偏转，从而完成对空搜索使命。
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。
当搜索远距离目标时，成千山万个T/R 模块通过计算机控制集中向一个方向发射电磁波，使天线的辐射总功率大大提高，从而可以探测更远距离的目标。
如果对付近距离目标，这些T/R 模块可以产生多个波束根据担负的任务不同有搜索、确认、跟踪、识别真假目标。
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。
相位控制可采用相位法、实时法、频率法和电子馈电开关法。
同时天线阵列还可进行机械转动，这样不但克服了平面相控阵雷达天线观察空域有限的缺点，而且大幅提高了雷达数据率，改善了对目标的跟踪性能。
机载有源相控阵火控雷达技术发展
机载有源相控阵火控雷达技术发展
贲德
【期刊名称】《现代雷达》
【年(卷),期】2024(46)2
【摘要】机载火控雷达是战斗机平台获取信息的主要传感器,经历了测距机、脉冲雷达、脉冲多普勒雷达、相控阵雷达的发展历程。
文中通过对现有战斗机火控雷达现状分析,结合未来战斗机平台作战需求分析等多个角度分析对机载火控雷达的需求和技术牵引,结合射频一体化、分布式探测、智能蒙皮、隐身探测和芯片化等新兴技术,展望未来机载火控雷达发展趋势,为后续机载火控雷达设计与研究提供参考借鉴。
【总页数】15页(P1-15)
【作者】贲德
【作者单位】南京电子技术研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN958
【相关文献】
1.机载相控阵火控雷达的技术特征及干扰研究
2.机载有源相控阵火控雷达发展现状及趋势
3.先进战斗机多功能有源相控阵火控雷达
4.相控阵技术在机载火控雷达中的应用
5.机载有源相控阵火控雷达的新进展及发展趋势
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
雷达技术发展综述及多功能相控阵雷达未来趋势
２ 相 控 阵雷 达 主要 特 点
传 统 雷达 的工 作原 理是 首先 向空 中发 射 一束 电 磁波束 ， 机械 的方式 转动 雷达 天线 ， 用 以使波束 扫 过
一
定 的 区域 （ 空 、 面或 海 面 ） 当 电磁波 束 与 目 天 地 。
段。
在复杂和恶劣的电磁、 地理、 气象条件下 ， 对各种常
规、 隐身 、 弱 、 动 、 高 速 、 止 目标 的 实 时 、 微 机 超 静 连
续、 无缝 探 测和识 别 。
雷 达 的任 务 是探 测 目标 ， 这要 求 在 复杂 的 环境
下， 以一定的数据率 ， 在一定 的范围内及时发现 、 稳 定 跟踪 并 有 效 识 别 目标 】 。雷 达 作 为 一 种 军 民两 用的电子传感器应用广 泛。随着 目标多样化 、 环境 复杂化 和任 务多元 化 ， 测 目标 变得越 来越 困难 ， 探 对
李均 阁
（ 长风电子科技有限责任公司 ， 甘肃 兰州 ７０ ７ ） ３ ００ 摘 要： 雷达 的发展 大致 经历了 ４个 阶段 ， 目标多样化 、 环境复杂化和任务多元化 ， 促进了雷达体制 、 理论和技术的不
断发展 。多功能相控阵雷达经无源相控阵 、 有源相控阵 向数字相控阵雷达发展 ， 并成为 ２ 世纪雷达技术领域 的重要 １ 创新之一 。其射频模块技术 、 子阵列集成技术 、 多波束形成技术 、 双极化 技术 、 多输 入多输 出技术 等关键技术 大多完 成 了基础研究 ， 进入 了应 用研 究和先期开发 。未来多功能相控阵雷达在技术 性能 、 战术性能 和服务保障等方面将 呈
差 。对 于 ＭＰ Ｒ来说 ， 二维 相扫 的相 控 阵 天线 含 Ａ 因 有 众 多的天 线单元 ， 实现 双极 化 或 多 极 化 发 射 与 要
相控阵雷达发展综述(二)
＃ 发 射功 率 ：６ ０ Ｗ （ ０ｋ 峰值 ） ５ ｋ （ 均 ） ，１０ Ｗ 平 ； ＃ 阵列形 式 ：共馈 ，密度 加权平 面阵 ；
＃ 阵列 尺寸 ：２ ｍ （ ２ 有效 利用 面直径 ） ；
＃ 阵列单 元数 ：１９ （ 源单元 ） ８ （ 源单元 ） ６ （ 阵数 ） ７２ 有 ，８ ５ 无 ，５ 子 ；
Ｏ八 一 科 技
相控 阵雷 达发 展综 述 （ ） 二
相控阵雷达发展综述 （ ） 二
刘 华 林
胡 振 平
王 宗全
（ 中国兵器 装备 集 团火控 技术 中心 四川 成都 ６ １ ３ ） ｌ ７ １
摘 要 ：文 中系统 回顾 了相控 阵 雷达的 基本 原理 、技 术特 点及 发展 历程 ，介
＃ 作 Ｈ 距 离 ： ３ ０ ｋ （ 报 搜 集 ， Ｐ ＝ ９ ， Ｒ Ｓ ０３ ， ３ ０ ｋ （ 略 预 警 ） Ｊ ６０ ｍ 情 ｄ ９％ Ｃ ＝ ．ｍ ） ６ ０ ｉ 战 ｎ ， ３ ｋ ～ ６ ０ ｋ （ 问 距 离 ．Ｒ Ｓ ０１ｌ ｌ０ ｍ ） ５ｉ ４００ ｍ 空 ｎ Ｃ ＝ ．Ｔ～ Ｏ ０ ； Ｉ
Байду номын сангаас
跟 踪和 预警 雷达
Ａ ／Ｐ 一 ０ Ｎ Ｆ Ｓ １８是 一 部 宽带成 像雷 达 （ ・ 分辨率 为 ｌ ） Ｉ ，如 网 ４所示 。其 主要指 标 如下 ： ｎ
｝ 工作 频段 ：１ １Ｍｔ ～ ２ ０ ｆ ２ ５ ｔ １５ ＭＨｚ 】５ ｚ ｌ７ Ｍｔ ； ｚ ，ｌ７ ＭＨ － ３ ５ ｌ ｚ
图 ４ 美 ＡＮ／ Ｐ 一１ ８雷 达 ＦＳ ０
一
＃ 信号处 理 机 ：输 入数据 率 １ ｘ ０ ． １９位／，Ｆ 变换 １ ｌ ，执行 时 问 １０ ｓ ５ ｓ ６ｓ ￣ ０ １ ，集 成 电 ￣
毫米波有源相控阵现状及其发展趋势
毫米波有源相控阵现状及其发展趋势毫米波有源相控阵（Active phased array at millimeter wave）是一种将毫米波频段和相控阵技术相结合的无线通信技术。
毫米波有源相控阵利用大量发射天线单元和接收天线单元，通过相对位相控制和幅度控制实现对无线信号的发射和接收。
这种技术具备传输速率高、抗干扰性强、抗衰落性好等优点，因此在5G通信、雷达、无人机通信等领域中有着广泛的应用前景。
目前，毫米波有源相控阵在5G通信领域得到了广泛的关注和研究。
由于毫米波频段具备大带宽的特点，可以提供高数据传输速率，因此被认为是5G网络实现高速、低延迟通信的关键技术之一、而有源相控阵技术的运用可以实现对毫米波信号的精确指向性传输和接收，提高通信质量和覆盖范围，同时也能够降低功耗和成本。
然而，毫米波有源相控阵在实际应用中仍面临一些挑战。
首先是信号传输损耗问题，毫米波信号的传输衰减较大，需要更多的中继设备来提供覆盖，并且大量的天线单元的布局也会增加系统的复杂度。
其次是天气影响问题，毫米波信号对大气中的雨雾和其他雨滴会产生严重的信号衰减，因此在设计中需要考虑天气状况对信号传输的影响，以保证通信质量。
针对上述问题，目前的研究方向主要包括以下几个方面：首先是信号处理算法的研究，通过引入自适应波束形成和干扰抑制算法，提高信号传输效果和系统容量；其次是天线设计的优化，包括天线单元的布局、尺寸、天线阵列的形状等方面，以提高天线的性能和覆盖范围；另外，对于天气影响问题，研究人员也在探索如何通过改进天气预测算法和降低信号衰减的方法来提高信号传输质量。
虽然毫米波有源相控阵还面临一些技术挑战和应用限制，但随着5G 通信技术的快速发展和商用化进程的推进，相信在不久的将来，毫米波有源相控阵将在通信领域有更广泛的应用。
它将为无线通信提供更高的传输速率和更可靠的连接，从而推动智能化、物联网等应用的发展，并促进数字经济的蓬勃发展。
机载有源相控阵火控雷达发展现状及趋势
Ｋｅ ｒ ｓ ａｒ ｏ ｎ ａ ａ ；ａ ｔ ｅ ｐ ａ ｅ ｒａ ； ｒ ｙ ｗｏ ｄ ： ｉ ｒ ｅ ｒ ｄ ｒ ｃ ｖ ｈ ｓ ｄ ａ ｙ ｆ ｅ—ｃ ｎ ｏ ；ｄ ｖ ｌｐ ｎ ；ｔ ｎ ｂ ｉ ｉ ｏ ｔ ｌ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｒ ｄ ｒ ｅ
在欧洲 ， 英国、 法国和德国联合开展了机载多功 能固态阵列雷达 （ Ｍ Ａ ） Ａ Ｓ Ｒ 的研 制 ， 将用 于法 国的
Ｒ ｆｅ战斗机 和欧洲 联合 战斗机 的研制 计划 中。 ａｌ ａ
在瑞典国防部支持下实施 的机载有源火控相控
阵雷 达项 目中 ， 研究 人员 于 １９ ９ ４年开 始研制 一个 约
￥ 收稿 日期 ：０ ７— —１ ； 回 日期 ：０ ７— ７— ０ ２０ ０ ４ ４ 修 ２０ ０ ２
技
Ｚ ＨＵ ｉ Ｊａ—ｃ ａ ｇ，Ｚ Ｏ Ｙ ，ＢＥ Ｄｅ ｈｎ ＨＡ ｕ一 Ｎ
（ ａｊ ｇＲ ｓａｃ ｎｔｕｅｏ ｌ ｔ ｎｃ ｅｈ ｏ ｇ ， ａｊ ｇ２０ １ ， ｈｎ ） Ｎ ｎｉ ｅｅｒｈＩｓｔｔ ｆ ｅ ｒ ｉｓ ｃｎｌ ｙ Ｎ ｎｉ １０ ３ Ｃ ｉａ ｎ ｉ Ｅ ｃｏ Ｔ ｏ ｎ
有 １００个 Ｔ Ｒ组件 的 Ａ Ｓ 研 制成 功后极 有可能 ０ ／ Ｅ Ａ， 对本 国的主力 战斗 机 “ 狮 ”目前装 载 的雷 达 Ｐ 鹰 Ｓ一
的机载固态雷达 （ Ａ Ｓ ） Ｒ Ｓ Ｒ 计划， 研制 了具有 １ ８ ４ ０
个 Ｔ Ｒ组件 的 有 源 阵 列 ， 证 了有 源 阵 列 的 可 靠 ／ 验 性 ；０年 代 ， 化镓 （ ａ ｓ 半 导体 器 件 的 出现 促 进 ８ 砷 ＧＡ ）
美 国早在 １６ 就 开 始 了机 载 有 源相 控 阵雷 ９４年 达的研究 工作 ， 展 了微 电子 用 于 雷达 （ Ｒ 计 开 ＭＥ Ａ） 划 ， 制 了一个 ６ 个单元 的有 源阵列 ， 研 ４ ０ 验证 了机 载 有源相控 阵的可 行性 ；０世 纪 ７ ２ ０年代 ， 展 了可 靠 开
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
有源相控阵雷达的发展
机载有源相控阵雷达的发展水平以美国最为先进。
在20世纪60年代末即研制出有604个单元的X波段有源阵列天线。
在1988年到1991年完成了配装F22战斗机的AN/APG-77雷达的飞行试验，该雷达有2000个T/R组件，对雷达反射面积为1平方米的目标，探测距离设计要求为120—220KM。
综合了探测、敌我识别、电子侦察和电子干扰等多种功能于一体，具有低截获概率（也就是说不易被对方雷达告警器发现）。
可以说美国在机载有源相控阵火控雷达技术上已经比较成熟。
除了APG-77雷达以外，美国还在原有的PD雷达上进行改进，换装相控阵天线，例如计划给F18E战斗机换装APG79雷达和给F15换装的APG63（V）3雷达等除此之外，英、法、德三国联合研制机载固态多功能有源相控阵雷达，2001年已经完成具有1200个T/R组件的全尺寸样机的试验工作，但是离实用化还有一定的距离。
前苏联在八十年代初即研制出无源相控阵雷达，装备于米格31战斗机上，搜索距离200千米，对战斗机的跟踪距离达到90千米以上，可以同时跟踪10个目标并攻击其中的4个，这在当时已经是比较先进的了。
目前俄罗斯正在努力发展有源相控阵雷达，但离实用化也有很大的距离。
目前世界上另一种装机实用化的有源相控阵雷达为日本F-2战斗机所采用的火控雷达，这反映了日本在电子工业上的技术实力。
该雷达包含800个T/R 组件，公开的探测距离为80KM（中等战斗机目标）。
如果这个数据属实的话，则说明日本虽然在半导体生产技术上比较先进，但是在雷达系统设计上的能力仍嫌不足。
我国从六十年代开始即开展相控阵技术的研究，并于七十年代研制成功7010大型远程相控阵雷达，曾出色的完成了观测美国天空试验室和苏联核动力卫星殒落任务，引起世界重视(相关资料可查阅中国科学技术协会网站文章)。
在九十年代又研制出YLC-2全固态相控阵远程警戒雷达(第二届中国国际国防电子展览会上展出)。
这些成果都反映了我国在相控阵雷达研制上的进步。
不过，相对于一些陆基和舰载的大型雷达来说，机载相控阵雷达的技术难度要大得多，主要难度又集中在小体积T/R组件的研制上。
据介绍，607所和电子部14所在机载相控阵雷达的研制上处于国内领先地位，目前，相控阵雷达的数据处理部分已经比较成熟，但是在T/R组件的生产，尤其是成本控制上仍然有相当大的差距。
据顾诵芬院士在前不久的介绍，国内目前单个T/R组件的生产成本要达到数万人民币，这样，光雷达天线的造价就已经是天价了，而美国目前已经将T/R组件的生产成本控制在四五百美元以下，因此我们的差距还是相当大的。
对比美国的发展历程，我们要研制出AN/APG-77级别的雷达，可能要到2010年以后。
相对来说，无源相控阵雷达的技术难度要小得多，因此在研制出实用的有源相控阵雷达之前，完全有可能采用无源相控阵雷达作为过渡产品。
而且，即使有源相控阵雷达研制成功以后，无源相控阵雷达作为一种低端产品，仍然具有很大的使用价值。
我国在航空电子产品上起步晚，发展慢，一度和西方先进国家的差距拉得
非常大。
在20世纪90年代之后我们奋起直追，取得了很大的进步。
到目前为止，我国的机载火控系统经过四个阶段的发展：
1、70年代研制的系列瞄准具，装备在我国早期的战斗机上
2、80年代研制的平视显示器火控系统已经装备部队?
3、在国内七五、八五预研的基础上，研制了具有第三代战斗机水平的综合火控系统，被新研制的飞机普遍采用?
4、从九五开始的基于“宝石柱”系统构型的新一代综合武器火控系统的预先研究，主要为下一代战斗机火控系统进行技术储备。
在十五期间，我国将进行针对世界第四代战斗机火控技术开展重点研究，其中有源相控阵雷达将是第四代战斗机火控系统的技术基础。
对比近期中国国防工业各个领域的许多重大进步，完全有理由相信我们的科研人员，能在不久的将来研制出具有世界先进水平的战斗机雷达。