相控阵雷达：“蜻蜓之眼”观八方

　  当地11月26日，根据伊朗塔斯尼姆通讯社公布的信息，伊朗海军最新型驱逐舰“迪尔曼”号即将正式入列。该驱逐舰最引人注目的技术特征是配备了4部有源相控阵雷达，使其成为伊朗媒体口中的海军首艘“盾舰”。

　　雷达作为人类在20世纪的一项重要发明，自问世以来其相关技术及装备发展迅速，并得到广泛应用，而相控阵雷达的出现，则是雷达演进史中的“大事件”。目前，世界上已经有多个国家在舰艇和战机上配备了相控阵雷达。配备相控阵雷达的数质量，成为衡量军队武器装备和防御网络先进与否的一项重要指标。

　　那么，到底什么是相控阵雷达？相比传统雷达，相控阵雷达有哪些进步与发展？未来又将有哪些应用前景？请看相关解读。

　　作为雷达“集合体”的相控阵雷达

　　影视作品中，我们经常见到雷达进行旋转扫描，这种雷达大多是传统的机械雷达。

　　雷达是英文Radar的音译，意为“无线电探测和测距”，即利用电磁波对目标（飞机、船舶、坦克等）进行探测、定位和识别的电子装备。就像探照灯一样，雷达发射一束电磁波，碰到物体以后反射回来，被接收机接收到，于是就能探测到物体。

　　机械雷达在工作过程中要一边转动天线一边发射电磁波，这需要一系列特殊的装备，导致雷达的结构复杂、体量庞大。

　　转动总有时间差，加上转动盲区大，所以传统的机械雷达侦察能力与它的体量并不匹配，与现代战争的需求差距越来越大。

　　这时，相控阵雷达应运而生。广义上来讲，相控阵雷达就是许多小型传统雷达的“集合体”，里面每一个小型传统雷达就是一个阵元。

　　我们可以将它比作“蜻蜓之眼”。众所周知，蜻蜓的眼睛是复眼，每只复眼由无数个单眼组成，每个单眼都能完整成像，这就使蜻蜓比人眼能看到的范围大了许多，从而为自身提供更广阔的眼界。

　　与之相似，相控阵雷达的天线阵面也是由无数个接收单元和辐射单元组成，很多个小雷达“绑”在一起，构成阵列天线。

　　同时，与传统机械雷达依靠天线物理上的机械转动进行扫描不同，相控阵雷达可以发射出很多的波束，边扫描边跟踪，故而具有了许多机械雷达无可比拟的优越性。

　　——目标容量大。相控阵雷达电扫描灵活性、快速性等特点可以让其眼观八方，同时捕捉到多批目标，敌方在其火眼金睛下很难遁形，可控制多枚导弹对多个目标进行打击。

　　——功能多、机动性强。相控阵雷达能同时形成多个独立控制的波束，分别完成搜索、探测和制导导弹等功能，一部雷达就能完成多部专用机械雷达的工作，大大提升了系统的机动能力。

　　——指向灵活、数据率高。相控阵雷达天线无需做指针式圆周转动，摆脱了传统意义的天线扫描方式。电扫描使其波束指向灵活，大大缩短了对目标信号检测、录取、信息传递等所需的时间，因此具有更高的数据率。

　　——抗干扰能力强。相控阵雷达辐射单元多，发射功率高，能够合理地管理能量，根据方向的不同分配不同的能量并进行发射，易于对抗各种干扰。

　　——可靠性高。雷达的阵列组较多，且并联使用，即使有少量组件失效，仍能正常工作。

　　当然，相控阵雷达也有一些缺点。一方面，相控阵雷达造价昂贵，典型的相控阵雷达造价是普通雷达的10倍左右；另一方面，相控阵雷达波束扫描范围有限。其最大的扫描角度为90~120度，如果要做到360度全范围扫描，需要几个相控阵雷达才能实现。

　　目前，多功能相控阵雷达已广泛应用于机载系统、舰载系统和地面远程预警系统，典型的如俄罗斯C-300防空武器系统的多功能相控阵雷达等。

　　从“无源相控阵”走向“有源相控阵”

　　就像从“功能手机”到“智能手机”的跨越，相控阵雷达也实现了从无源相控阵雷达到有源相控阵雷达的升级。

　　时间回溯到二战时期，德国在“爱神”雷达的基础上研制升级成最初的无源相控阵雷达，其产生的波束在垂直面可控，且全部采用一个电磁波发射机，在雷达阵面上不产生电磁波。

　　进入20世纪60年代以后，相控阵雷达的发展进入了高潮。美国和苏联相继研制和装备了多部地面相控阵雷达，多用于弹道导弹防御、外空目标监测及卫星观测。

　　20世纪70年代开始，随着人们对相控阵雷达的不断研发，相控阵雷达得到更广泛的应用。80年代以后，砷化镓等半导体器件的出现更是让相控阵雷达的发展如雨后春笋般突飞猛进，并渐渐地开始从无源相控阵雷达走向有源相控阵雷达。