HAM之另類科普活動

VR2GY

1

VR2GY

1

VR2GY

1

VR2GY

1

VR2GY

1

VR2GY

1

VR2GY

1

VR2GY

一、引言

   一般而言，相控阵雷达分无源和有源两种基本类型。实际上，无源和有源相控阵雷达的天线阵基本相同，二者的主要区别在于发射/接收元素的多少。

二、有源相控阵

    有源相控阵每一阵元都装有一个发射/接收组件(即T/R组件)，每一组件都能自己产生、接收电磁波，因此在频宽、信号处理和冗余度设计上都比无源相控阵雷达具有较大的优势。
    与无源相控阵雷达相比，有源相控阵将移相、放大、收发转换以及接收/放大功能集成到单独的有源收发模块，并将这些模块放置在尽可能靠近辐射单元的地方，因此使整个系统的损耗大大降低。此外，有源相控阵常常使用固态集成电路(能实现比铁氧体移相器更快的移相)来替代波导，不仅有效地减小了整个系统的尺寸和体积。同时，由于单个收发模块功率需求很低，所提供的平均故障间隔时间(MTBF)远远高于无源相控。

三 、无源相控阵

    无源相控阵采用集中功率发射，利用无源网络(如波导)来分配发射功率或利用透镜系统通过自由空间将功率分发至相位可控的辐射单元(与机械扫描雷达的区别仅在于阵列的每一个辐射单元上接入一个移相器)。
  无源相控阵能够提供电子波束控制等好处，但这种方法可能造成严重的能量损失，最终导致灵敏度下降。在无源相控阵中，射频能量消耗在功分网络、移相器、环形器和发射/接收转换器中，当雷达处于接收状态时，信号在到达低噪声放大器(LNA)输入部分之前，信号强度已经下降。从而使雷达整体灵敏度下降10dB～15dB。

四、二者的区别

    区别就是无源是只有单个或者几个发射机子阵原只能接收，而有源是每个阵原都有完整的发射和接收单元

    无源相控阵雷达通常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，这一点与传统机扫雷达十分相似，但是在性能上明显优于传统机扫雷达。

    而有源相控阵雷达每个辐射器都配装有一个发射/接收组件，每一个组件都能自己产生、接收电磁波，数个组件组成一个阵面，每个阵面可独立搜索目标，这使得有源相控阵雷达在多目标搜索和可靠性上存在绝对优势。

VR2GY

 通俗的讲，无源相控阵雷达就像一个老师傅带着一群徒弟干工程，每一个任务都要经过老师傅派发和验收，一旦老师傅罢工，徒弟就只能放假；而有源相控阵雷达就像一群老师傅干工程，一个老师傅罢工并不会很大程度上影响整个工程的进展。

五、总结

    有源相控阵雷达最大的难点在于发射/接收组件的制造上，相对来说，无源相控阵雷达的技术难度要小得多。无源相控阵雷达在功率、效率、波束控制及可靠性等方面不如有源相控阵雷达，但是在功能上却明显优于普通机械扫描雷达，不失为一种较好的折中方案。因此在研制出实用的有源相控阵雷达之前，完全可以采用无源相控阵雷达作为过渡产品。而且，即使有源相控阵雷达研制成功以后，无源相控阵雷达作为相控阵雷达家族的一种低端产品，仍具有很大的实用价值

VR2GY

1