什么是相控陣?yán)走_？

機械掃描雷達慣性大、目標(biāo)容量有限，已無法滿足對高速飛機和人造地球衛(wèi)星的探測，無法適應(yīng)更大的覆蓋空域、更高的數(shù)據(jù)率以及多目標(biāo)的環(huán)境。

機械雷達的掃描方式

相控陣?yán)走_（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(fā)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(xiàn)方向掃描。

機械雷達 VS 相控陣?yán)走_

來源：《相控陣?yán)走_中的關(guān)鍵元器件技術(shù)探析》，《相控陣?yán)走_研究現(xiàn)狀與發(fā)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(jié)構(gòu)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(fā)射信號的能力，信號的產(chǎn)生需要依靠天線后方的信號產(chǎn)生器，然后利用波導(dǎo)管將產(chǎn)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?yán)走_的優(yōu)點是成本低，技術(shù)要求低，缺點就是發(fā)射和接收環(huán)節(jié)一旦出了問題，整個雷達都無法使用。

無源相控陣?yán)走_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(xiàn)設(shè)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(diào)整從每個天線陣元發(fā)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(yōu)點是可以進行三坐標(biāo)掃描（水平方向和垂直方向），缺點是造價高，技術(shù)要求高。

來源：《機載有源相控陣?yán)走_的作戰(zhàn)優(yōu)勢、性能對比及軍事應(yīng)用》

有源相控陣?yán)走_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(xì)分領(lǐng)域。

在民用領(lǐng)域，英飛睿推出的民用有源相控陣產(chǎn)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(biāo)。

大疆T50也標(biāo)配了兩面有源相控陣?yán)走_陣列（型號為：前相控陣數(shù)字雷達：RD241608RF；后相控陣數(shù)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(lǐng)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(tài)分布、空間取向、降水類型等，有助于提高龍卷、下?lián)舯┝鞯葟妼α魈鞖獾木珳?zhǔn)氣象預(yù)報預(yù)警服務(wù)。

有源相控陣的核心 - T/R 模塊

相控陣天線是相控陣?yán)走_的核心組件，T/R模塊是有源相控陣?yán)走_的核心。

大型相控陣?yán)走_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(fā)、校正、監(jiān)控、供電和環(huán)控等系統(tǒng)，設(shè)備量多，邏輯關(guān)系復(fù)雜，安裝要求高。

整個有源相控陣?yán)走_系統(tǒng)由成百上千個輻射器按照一定的排布構(gòu)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(shù)直接決定相控陣?yán)走_系統(tǒng)的作用距離、空間分辨率、接收靈敏度等關(guān)鍵參數(shù)。也定了有源相控陣?yán)走_系統(tǒng)的體積、重量、成本和功耗。

T/R模塊3D構(gòu)圖及實物

T/R模塊從“磚塊”發(fā)展到“瓦片”型，體積、重量、成本均大幅下降。

相控陣?yán)走_天線的架構(gòu)演變

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

有源相控陣?yán)走_天線成本構(gòu)成

來源：《低成本有源相控陣天線研究》

相控陣核心供應(yīng)商，致力于低成本芯片自主可控-華安證券

相控陣?yán)走_迭代，國產(chǎn)化器件起航-民生證券