當(dāng)?shù)?1月26日，根據(jù)伊朗塔斯尼姆通訊社公布的信息，伊朗海軍最新型驅(qū)逐艦“迪爾曼”號即將正式入列。該驅(qū)逐艦最引人注目的技術(shù)特征是配備了4部有源相控陣雷達，使其成為伊朗媒體口中的海軍首艘“盾艦”。

　　雷達作為人類在20世紀的一項重要發(fā)明，自問世以來其相關(guān)技術(shù)及裝備發(fā)展迅速，并得到廣泛應(yīng)用，而相控陣雷達的出現(xiàn)，則是雷達演進史中的“大事件”。目前，世界上已經(jīng)有多個國家在艦艇和戰(zhàn)機上配備了相控陣雷達。配備相控陣雷達的數(shù)質(zhì)量，成為衡量軍隊武器裝備和防御網(wǎng)絡(luò)先進與否的一項重要指標。

　　那么，到底什么是相控陣雷達？相比傳統(tǒng)雷達，相控陣雷達有哪些進步與發(fā)展？未來又將有哪些應(yīng)用前景？請看相關(guān)解讀。

　　作為雷達“集合體”的相控陣雷達

　　影視作品中，我們經(jīng)常見到雷達進行旋轉(zhuǎn)掃描，這種雷達大多是傳統(tǒng)的機械雷達。

　　雷達是英文Radar的音譯，意為“無線電探測和測距”，即利用電磁波對目標(飛機、船舶、坦克等)進行探測、定位和識別的電子裝備。就像探照燈一樣，雷達發(fā)射一束電磁波，碰到物體以后反射回來，被接收機接收到，于是就能探測到物體。

　　機械雷達在工作過程中要一邊轉(zhuǎn)動天線一邊發(fā)射電磁波，這需要一系列特殊的裝備，導(dǎo)致雷達的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體量龐大。

　　轉(zhuǎn)動總有時間差，加上轉(zhuǎn)動盲區(qū)大，所以傳統(tǒng)的機械雷達偵察能力與它的體量并不匹配，與現(xiàn)代戰(zhàn)爭的需求差距越來越大。

　　這時，相控陣雷達應(yīng)運而生。廣義上來講，相控陣雷達就是許多小型傳統(tǒng)雷達的“集合體”，里面每一個小型傳統(tǒng)雷達就是一個陣元。

　　我們可以將它比作“蜻蜓之眼”。眾所周知，蜻蜓的眼睛是復(fù)眼，每只復(fù)眼由無數(shù)個單眼組成，每個單眼都能完整成像，這就使蜻蜓比人眼能看到的范圍大了許多，從而為自身提供更廣闊的眼界。

　　與之相似，相控陣雷達的天線陣面也是由無數(shù)個接收單元和輻射單元組成，很多個小雷達“綁”在一起，構(gòu)成陣列天線。

　　同時，與傳統(tǒng)機械雷達依靠天線物理上的機械轉(zhuǎn)動進行掃描不同，相控陣雷達可以發(fā)射出很多的波束，邊掃描邊跟蹤，故而具有了許多機械雷達無可比擬的優(yōu)越性。

　　——目標容量大。相控陣雷達電掃描靈活性、快速性等特點可以讓其眼觀八方，同時捕捉到多批目標，敵方在其火眼金睛下很難遁形，可控制多枚導(dǎo)彈對多個目標進行打擊。

　　——功能多、機動性強。相控陣雷達能同時形成多個獨立控制的波束，分別完成搜索、探測和制導(dǎo)導(dǎo)彈等功能，一部雷達就能完成多部專用機械雷達的工作，大大提升了系統(tǒng)的機動能力。

　　——指向靈活、數(shù)據(jù)率高。相控陣雷達天線無需做指針式圓周轉(zhuǎn)動，擺脫了傳統(tǒng)意義的天線掃描方式。電掃描使其波束指向靈活，大大縮短了對目標信號檢測、錄取、信息傳遞等所需的時間，因此具有更高的數(shù)據(jù)率。

　　——抗干擾能力強。相控陣雷達輻射單元多，發(fā)射功率高，能夠合理地管理能量，根據(jù)方向的不同分配不同的能量并進行發(fā)射，易于對抗各種干擾。

　　——可靠性高。雷達的陣列組較多，且并聯(lián)使用，即使有少量組件失效，仍能正常工作。

　　當(dāng)然，相控陣雷達也有一些缺點。一方面，相控陣雷達造價昂貴，典型的相控陣雷達造價是普通雷達的10倍左右；另一方面，相控陣雷達波束掃描范圍有限。其最大的掃描角度為90~120度，如果要做到360度全范圍掃描，需要幾個相控陣雷達才能實現(xiàn)。

　　目前，多功能相控陣雷達已廣泛應(yīng)用于機載系統(tǒng)、艦載系統(tǒng)和地面遠程預(yù)警系統(tǒng)，典型的如俄羅斯C-300防空武器系統(tǒng)的多功能相控陣雷達等。

　　從“無源相控陣”走向“有源相控陣”

　　就像從“功能手機”到“智能手機”的跨越，相控陣雷達也實現(xiàn)了從無源相控陣雷達到有源相控陣雷達的升級。

　　時間回溯到二戰(zhàn)時期，德國在“愛神”雷達的基礎(chǔ)上研制升級成最初的無源相控陣雷達，其產(chǎn)生的波束在垂直面可控，且全部采用一個電磁波發(fā)射機，在雷達陣面上不產(chǎn)生電磁波。

　　進入20世紀60年代以后，相控陣雷達的發(fā)展進入了高潮。美國和蘇聯(lián)相繼研制和裝備了多部地面相控陣雷達，多用于彈道導(dǎo)彈防御、外空目標監(jiān)測及衛(wèi)星觀測。

　　20世紀70年代開始，隨著人們對相控陣雷達的不斷研發(fā)，相控陣雷達得到更廣泛的應(yīng)用。80年代以后，砷化鎵等半導(dǎo)體器件的出現(xiàn)更是讓相控陣雷達的發(fā)展如雨后春筍般突飛猛進，并漸漸地開始從無源相控陣雷達走向有源相控陣雷達。

　　從外表上看，有源相控陣雷達和無源相控陣雷達并沒有太大的區(qū)別，都是由很多小單元組成，每一個小單元的天線都能發(fā)射和接收信號，也都能通過電磁干涉來控制電磁波束的方向，高速掃描目標空域。

　　但從“無源”到“有源”，有源相控陣雷達的優(yōu)勢顯而易見。

　　性能的進化——

　　無源相控陣雷達只有一個發(fā)射機和接收機，一次只能產(chǎn)生一個波束，只能通過迅速轉(zhuǎn)移波束掃描多個目標，而且精度較差。如果發(fā)射和接收環(huán)節(jié)出了問題，整個雷達都不能使用。

　　而有源相控陣雷達則是每個輻射器都安裝了發(fā)射和接收的組件，整個雷達可以擁有成千上萬個這樣的輻射器，就算其中有些輻射器壞了，也不會影響其他輻射器的正常運行；同時，有源相控陣雷達的每個天線元件接收和發(fā)射信號都有單獨的控制開關(guān)，當(dāng)工作任務(wù)量不大的時候，可以只啟動部分天線元件工作，從而降低雷達功耗。

　　戰(zhàn)略威懾性強——

　　無源相控陣雷達工作時必須要啟動所有的天線元件，系統(tǒng)功耗相對較高。信息處理能力也相對較弱，一般只能在同一時間執(zhí)行單一任務(wù)。

　　有源相控陣雷達的組件既能獨立發(fā)射雷達波，也能接收回波信號，大幅提高了掃描速度。除了傳統(tǒng)的搜索跟蹤功能外，有源相控陣雷達還具有更加強大的跟蹤目標能力，可以同時跟蹤多個方向的幾百個目標，進行電子對抗干擾和遠程通信等。

　　第一代有源相控陣雷達系統(tǒng)接近定型的有美國裝備F-22和日本裝備FS-X的雷達，英、法和德國共同研制的AMSAR項目也確定使用先進的有源相控陣雷達技術(shù)，為其后續(xù)的歐洲戰(zhàn)斗機雷達的升級改裝做準備。

　　此時“有源”勝“無源”。有源相控陣雷達的出現(xiàn)，在技術(shù)層面上要比無源相控陣雷達更加先進，在提高掃描精度和壓縮雷達體積等方面，都具有無可比擬的優(yōu)勢。

　　未來可期的數(shù)字相控陣雷達

　　對戰(zhàn)機和軍艦來講，雷達就是眼睛?，F(xiàn)代戰(zhàn)場環(huán)境復(fù)雜多變，給戰(zhàn)機、軍艦執(zhí)行多項作戰(zhàn)任務(wù)帶來了巨大挑戰(zhàn)，性能優(yōu)越、更易攜行的相控陣雷達也由此成為舉足輕重的存在。比如，由荷蘭泰利斯-NL公司、德國EADS公司和加拿大北電公司共同研制的APAR艦載多功能有源相控陣雷達，由4個固定的有源陣面組成，可覆蓋360度的方位面，同時完成連續(xù)水平搜索、多目標跟蹤、導(dǎo)彈制導(dǎo)支援、海面火控支援、目標攔截等任務(wù)。

　　在2004年，俄羅斯宣稱部署55Zh6ME Nebo-M數(shù)字相控陣雷達，在遠距離也可獲得分辨率極高的波束，有效地解決了雷達搜索距離和精確度的矛盾。

　　此后，數(shù)字相控陣雷達漸漸進入人們的視野。

　　數(shù)字相控陣雷達利用數(shù)字信號處理技術(shù)，可以實現(xiàn)低功耗、高穩(wěn)定、高精度，具有快速的廣域掃描速率、高靈敏度、易于軟件化、更易實現(xiàn)共形技術(shù)等優(yōu)勢。

　　在應(yīng)用的過程中，數(shù)字相控陣雷達以其獨特的優(yōu)勢廣受歡迎。它可以快速測量多目標的距離和速度，應(yīng)用于導(dǎo)彈、戰(zhàn)機，可大幅提高預(yù)警系統(tǒng)與反導(dǎo)系統(tǒng)的靈敏度，擴大預(yù)警范圍，提高攔截能力；或可與地面裝備的火控、光電系統(tǒng)相結(jié)合，增強對目標的探測識別能力，提升火力打擊精確度。

　　但與此同時，有些暴露出來的問題也亟待解決。一方面，數(shù)字相控陣雷達采用“寬發(fā)窄收”的工作模式，通過發(fā)送一個寬波束，接收多個窄波束，雖然保證了匹配率，但也限制了發(fā)射陣面口徑的利用率。另一方面，發(fā)射多個波束也會側(cè)面導(dǎo)致能量較為分散，利用率低下。

　　不可否認的是，未來的戰(zhàn)場上，數(shù)字相控陣雷達可能會更加頻繁地出現(xiàn)在人們的視野之中。未來戰(zhàn)場對于雷達的需求，也逐漸向功能數(shù)字化、目標多樣化、環(huán)境復(fù)雜化的方向轉(zhuǎn)變。

　　從“看得見”到“看得清”再到“辨得明”，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，相控陣雷達仍將大放異彩，廣泛地應(yīng)用于陸基、艦(船)載、機載等幾乎所有民用和軍用領(lǐng)域，“雷達之王”的地位目前不可撼動，其發(fā)展也將進入一個全新階段。(解放軍報)