什么是有源相控阵雷达和无源相控阵雷达

什么是有源相控阵雷达和无源相控阵雷达

相控阵雷达( PAR)采用有源相控阵天线( APAA) 的雷达称为有源相控阵雷达( A PAR) 。有源相控阵天线的重要组成部分是安置在每一天线单元上的发射/ 接收组件( T / R 组件) 。图1 是一个典型的T / R 组件的组成框图。实际上, 一个T/ R 组件就是一部雷达的发射/ 接收前端。有的T / R 组件还包括本振信号输入和中频、输出。基于直接频率综合( DDS) 的T / R 组件, 可称为数字T /R 组件。先进工艺支撑的T/ R 组件的批量生产能力和成本的不断降低,给有源相控阵雷达的发展提供了有力的技术推动。图1　典型T/ R 组件的组成框图国内外先进的相控阵雷达均采用了有源相控阵天线, 如美国AN/ FPS- 115( PAV PAWS) 相控阵预警雷达, 以色列“箭式”(ARROW) 战区导弹防御系统( TBM) 中的EL/ M- 2080 相控阵雷达,美国用于T MD 高层防御的GBR 相控阵雷达, 美海军AN/ SPY- 2 远程多功能相控阵雷达, 美、欧、日等在研制的多种机载有源相控阵雷达及各国已研制成功的多种有源相控阵战术雷达等, 我国南京电子技术研究所研制的YLC - 6, YLC - 2等也是采用有源相控阵天线的三坐标雷达。可以说, 有源相控阵雷达已成了当今相控阵雷达发展的一个重要方向。采用集中的大功率发射机( 多为电真空发射机) 或若干部大功率发射机和无源相控阵线的雷达称为无源相控阵雷达。在很多情况下, 特别是在波长较短, 如在C、X、Ku、mmw 波段, 又要求高发射功率的情况下, 无源相控阵雷达与采用众多T / R 组件的有源相控阵雷达相比, 仍有其优点。有源相阵控雷达跟无源相阵控雷达的区别在于射频信号的发射方式，相阵控雷达最核心的部分就是相位可控阵列，它的作用就在于形成相位可控的射频信号，通过相位的控制达到形成可控“扫描”的波束，相对于这个相控阵，就有有源和无源之分，阵列自身能够发射射频信号就称之为有源；阵列不能自身发射射频信号，就称之为无源。无源相阵控雷达，它的射频信号来源于阵列之外的发射源，这个阵列就相当于一个“透镜”，将射频信号变成所需要的扫描要求。有源相阵控雷达，阵列本身就能发射信号，它的每一个单元就是一个小发射机，它就相当于一个可以发光的“透镜”。这两种雷达各有优缺点，无源相控阵雷达，相位可控阵列是无源的，它的结构和制造工艺就简单得多，并且发热就小很多，这样，阵列的耐久性和可靠性就大大增加，同时信号源远离阵列，可以采用的波长就丰富得多，并且，由于采用外部射频发射源，就容易配置超大功率的射频电子管，构成超大功率的相控阵雷达，这样一来，无源相控阵雷达就能实现多种探测功能。有源相控阵雷达，由于采用了固体发射模块与相位控制阵列相结合的有源单元，它的体积就大大缩小了，容易实现小型化，同时由于每一个单元都是可以自身发射射频信号的，所以，少量某几个单元失效也不至于对整个雷达造成很大的影响，因此它的表观可靠性也有所提升，但是由于发射模块固有的特征，它的波长就不能有多种的变化，它的用途就相对单一，另外，每一单元模块都承担发射，它的发热就很容易积累，这就需要很好的散热系统维持它的工作，它的结构相对就复杂得多，同时采用的半导体固体发射元件，相对就很脆弱，因此它的制造难度相对要困难一些，但是它的优点也是很明显的，就是能够小型化，并且每一个单元的可控性强，容易实现多种波束的形成有源相控阵雷达与无源相控阵雷达相比，存在以下明显的优点：　　（1）由于有源相控阵雷达的发射机直接分布在阵面上，因此发射馈线损耗小，与无源相控阵雷达相比，减少4倍以上，则使雷达的探测距离明显增大;　　（2）由于有源相控阵雷达的天线阵面上的每一个单元相当于一部小发射机，只有当20%以上的收发组件失效后才会严重影响雷达性能。当仅有10%组件失效时，雷达的作用距离仅减少3%左右，影响甚小。相反，无源相控阵雷达是采用一部集中式发射机，当发射机出现故障时，会导致整部雷达不能工作。由此可见，有源比无源相控阵雷达的任务可靠性有较大提高;　　（3）有源相控阵雷达可发射灵活易变的大占空比发射波形，使其发射的脉冲功率大大降低，不易被敌方侦察机截获，具有良好的低截获概率性能。而无源相控阵雷达因受大功率发射管的制约，雷达工作占空比受到限制，使其发射的脉冲功率较大，易被敌方侦察和截获并受到干扰;　　（4）采用大量砷化镓微波集成电路的有源相控阵雷达，可明显减小雷达的体积、重量以及降低成本和提高可行性，更适于装舰/机;　　（5）有源相控阵雷达更有利于采用先进的数字波束形成技术，实现天线波束自适应控制，使其零点对准干扰方向，大大提高了抗干扰能力。望采纳！！