什么是相控陣雷達？

機械掃描雷達慣性大、目標容量有限，已無法滿足對高速飛機和人造地球衛星的探測，無法適應更大的覆蓋空域、更高的數據率以及多目標的環境。

機械雷達的掃描方式

相控陣雷達（Phased ArrayRadar，PAR）即相位控制電子掃描陣列雷達，利用大量個別控制的小型天線元件排列成天線陣面，有源相控陣的(Transmit/Receive，T/R) 組件既能獨立發射雷達波，也能接收回波信號。通過干涉作用，疊加起特定方向的指向性電磁波波束，就能實現方向掃描。

機械雷達 VS 相控陣雷達

來源：《相控陣雷達中的關鍵元器件技術探析》，《相控陣雷達研究現狀與發展趨勢》

無源相控陣和有源相控陣

無源相控陣天線所有的陣元共用一個T/R單元，結構和功能簡單。無源相控陣天線表面的陣元只有改變信號相位的能力而沒有發射信號的能力，信號的產生需要依靠天線后方的信號產生器，然后利用波導管將產生的信號送到放大器上，再傳送到陣列單元上面，接收時則反向而行。

無源相控陣雷達的優點是成本低，技術要求低，缺點就是發射和接收環節一旦出了問題，整個雷達都無法使用。

無源相控陣雷達的掃描方式

有源相控陣每個天線陣元都有獨立的T/R組件，且采用微波集成的方法，可實現設備小型化。有源相控陣的每個天線陣元都有一個獨立的T/R組件，每個T/R組件都包含一個移相器和放大器，通過調整從每個天線陣元發射信號的相位和幅度來形成波束，可以同時在多個頻率上以不同方向形成多個波束。

有源相控陣整個雷達擁有成千上萬個T/R組件，就算其中有些組件壞了，也不會影響其他組件的正常運行。優點是可以進行三坐標掃描（水平方向和垂直方向），缺點是造價高，技術要求高。

來源：《機載有源相控陣雷達的作戰優勢、性能對比及軍事應用》

有源相控陣雷達涵蓋P波段雷達、S/C波段雷達、X波段雷達、Ka波段雷達等諸多細分領域。

在民用領域，英飛睿推出的民用有源相控陣產品S5000，采用Ku波段（12-18GHz頻段）的脈沖多譜勒體制，用來識別、跟蹤、鎖定移動車輛、無人機、船只或行人等目標。

大疆T50也標配了兩面有源相控陣雷達陣列（型號為：前相控陣數字雷達：RD241608RF；后相控陣數字雷達：RD241608RB）可以高效助力無人機進行地形識別、避障。

在氣象領域，X波段雙偏振相控陣天氣雷達，可以探測天氣過程的宏觀演變，還能獲取降水粒子的形狀、大小、相態分布、空間取向、降水類型等，有助于提高龍卷、下擊暴流等強對流天氣的精準氣象預報預警服務。

有源相控陣的核心 - T/R 模塊

相控陣天線是相控陣雷達的核心組件，T/R模塊是有源相控陣雷達的核心。

大型相控陣雷達天線陣面包含上萬個天線單元，每個陣面基本模塊集成了天饋、收發、校正、監控、供電和環控等系統，設備量多，邏輯關系復雜，安裝要求高。

整個有源相控陣雷達系統由成百上千個輻射器按照一定的排布構成，每個輻射器后端均連接一個單獨有源相控陣T/R模塊。

有源相控陣T/R模塊的性能參數直接決定相控陣雷達系統的作用距離、空間分辨率、接收靈敏度等關鍵參數。也定了有源相控陣雷達系統的體積、重量、成本和功耗。

T/R模塊3D構圖及實物

T/R模塊從“磚塊”發展到“瓦片”型，體積、重量、成本均大幅下降。

相控陣雷達天線的架構演變

相控陣系統一般占雷達系統總成本的近50％，T/R模塊占相控陣系統成本的45％左右， 其中，射頻芯片占比最大。

有源相控陣雷達天線成本構成

來源：《低成本有源相控陣天線研究》

相控陣核心供應商，致力于低成本芯片自主可控-華安證券

相控陣雷達迭代，國產化器件起航-民生證券