今天来学习一下相控阵雷达的相关知识，虽然很早之前就已经接触到相控阵雷达这个概念，但一直没有静下来好好学习一下基础知识。凑着晚上这个时间，稍微学习一下。由于文中知识大部分是参考书籍《现代雷达系统分析与设计》，如有侵权，请联系删除。关于相控阵雷达应该会有三篇相关文章，第一篇就是一些基本的概念，第二篇会学习一下里面的T/R组件和特点，第三篇会主要学习一下相控阵雷达作用距离是如何计算的。如果大家感兴趣的话，不妨点个关注，方便后面的学习。

一、相控阵雷达系统的基本组成

    相控阵雷达的基本组成可分为：天线阵列、移相器及其波控计算机、发射机组件、接收机组件、激励器、信号与数据处理、显示器和中心计算机等主要功能块，再加上雷达与计算机之间、计算机与外围设备之间的接口，计算机输入输出的控制台，计算机外围设备以及整机电源等部分。组成如图1所示：

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图1 相控阵雷达系统组成方框图

    大多数相控阵雷达的天线是收发共用的，也可以所示收发分置的。在整个雷达天线阵中，发射机组件可以仅用一部发射机（称为“无源阵列”），通过馈线强制性将发射功率分配到每个天线单元；也可以用多部发射机，将每一部发射机的输出信号功率馈给每个子阵上的所有天线单元，整个天线阵面辐射的信号功率为所有子阵上发射功率之和，即在空间上实现发射信号功率的合成。与整个雷达采用单部发射机相比，多部发射机除了增加了总的发射功率外，还减少了发射馈线网络的传输损耗。此外，还可以在每一个天线单元上安放一个功率放大器，并采用一个功率较小的发射机（称为“有源阵列”），这样发射反馈损耗将会做的更小，并且移相器等馈线元件可处于低功率工作状态，从而为雷达系统的设计带来方便。

    在图1中移相器为天线阵列中的各个单元提供合适的相移，以形成指定方向的波束，并且通过快速改变这些相移来实现波束扫描。在激励器中产生合适频段、一定调制的雷达工作波形，以便经变频或者倍频处理之后提升到发射所需的载频。然后在发射机（组件）内放大到一定的功率，通过收/发开关，经相位控制的天线阵列辐射到空间中。再由天线阵列接收的回波信号也经过接收机（组件），与激励器提供的相干本振混频至合适的中频，再经过信号处理后送到雷达中心计算机。

二、相控阵雷达的分类

    相控阵雷达的组成方案很多，目前典型的相控阵雷达用移相器控制波束的发射和接收，主要由两种组成形式：无源相控阵列和有源相控阵列。相应的雷达分别为无源相控阵雷达和有源相控阵雷达。无源相控阵雷达仅有一个中央发射机和一个接收机，发射机产生的高频能量经计算机自动分配给天线阵的各个辐射器，目标反射信号经接收机统一放大。如图2所示：

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图2 无源相控阵雷达框图

    有源相控阵雷达的每个辐射器都配装一个T/R组件，每个组件都能自己产生、接收电磁波，如图3所示：

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图3 有源相控阵雷达框图

    与无源相控阵相比除了虚线部分发射和天线功能不一样之外，其他都是相同的。图4是有源相控阵T/R组件组成框图。因此在频宽、信号处理和冗余度设计等方面，有源相控阵雷达都比无源雷达具有较大的优势（大晚上实在不想画图了

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图4 有源相控阵T/R组件组成

    有源相控阵雷达最大的难点在于T/R组件的制造，相对来说，无源相控阵雷达难度要小很多。无源相控阵雷达在功率、效率、波束控制上不如有源相控阵雷达，但在功能上优于普通机扫雷达，因此无源相控阵雷达仍然具有较好的实用价值。关于有源和无源的区别大家可以参看之前的文章。关于有源相控阵和无源相控阵的区别。

三、总结

    以上就是本系列第一篇的所有内容，内容比较简单，主要大致说明一下相控阵雷达的组成以及其中有源和无源的分类，并引出了T/R组件。后面的一篇会进一步学习T/R组件的内容，如果感兴趣的话，还请点个关注，不迷路。

四、参考内容

    现代雷达系统分析与设计.陈伯孝

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