什么是相控阵雷达？

机械扫描雷达惯性大、目标容量有限，已无法满足对高速飞机和人造地球卫星的探测，无法适应更大的覆盖空域、更高的数据率以及多目标的环境。

机械雷达的扫描方式

相控阵雷达（Phased ArrayRadar，PAR）即相位控制电子扫描阵列雷达，利用大量个别控制的小型天线元件排列成天线阵面，有源相控阵的(Transmit/Receive，T/R) 组件既能独立发射雷达波，也能接收回波信号。通过干涉作用，叠加起特定方向的指向性电磁波波束，就能实现方向扫描。

机械雷达 VS 相控阵雷达

来源：《相控阵雷达中的关键元器件技术探析》，《相控阵雷达研究现状与发展趋势》

无源相控阵和有源相控阵

无源相控阵天线所有的阵元共用一个T/R单元，结构和功能简单。无源相控阵天线表面的阵元只有改变信号相位的能力而没有发射信号的能力，信号的产生需要依靠天线后方的信号产生器，然后利用波导管将产生的信号送到放大器上，再传送到阵列单元上面，接收时则反向而行。

无源相控阵雷达的优点是成本低，技术要求低，缺点就是发射和接收环节一旦出了问题，整个雷达都无法使用。

无源相控阵雷达的扫描方式

有源相控阵每个天线阵元都有独立的T/R组件，且采用微波集成的方法，可实现设备小型化。有源相控阵的每个天线阵元都有一个独立的T/R组件，每个T/R组件都包含一个移相器和放大器，通过调整从每个天线阵元发射信号的相位和幅度来形成波束，可以同时在多个频率上以不同方向形成多个波束。

有源相控阵整个雷达拥有成千上万个T/R组件，就算其中有些组件坏了，也不会影响其他组件的正常运行。优点是可以进行三坐标扫描（水平方向和垂直方向），缺点是造价高，技术要求高。

来源：《机载有源相控阵雷达的作战优势、性能对比及军事应用》

有源相控阵雷达涵盖P波段雷达、S/C波段雷达、X波段雷达、Ka波段雷达等诸多细分领域。

在民用领域，英飞睿推出的民用有源相控阵产品S5000，采用Ku波段（12-18GHz频段）的脉冲多谱勒体制，用来识别、跟踪、锁定移动车辆、无人机、船只或行人等目标。

大疆T50也标配了两面有源相控阵雷达阵列（型号为：前相控阵数字雷达：RD241608RF；后相控阵数字雷达：RD241608RB）可以高效助力无人机进行地形识别、避障。

在气象领域，X波段双偏振相控阵天气雷达，可以探测天气过程的宏观演变，还能获取降水粒子的形状、大小、相态分布、空间取向、降水类型等，有助于提高龙卷、下击暴流等强对流天气的精准气象预报预警服务。

有源相控阵的核心 - T/R 模块

相控阵天线是相控阵雷达的核心组件，T/R模块是有源相控阵雷达的核心。

大型相控阵雷达天线阵面包含上万个天线单元，每个阵面基本模块集成了天馈、收发、校正、监控、供电和环控等系统，设备量多，逻辑关系复杂，安装要求高。

整个有源相控阵雷达系统由成百上千个辐射器按照一定的排布构成，每个辐射器后端均连接一个单独有源相控阵T/R模块。

有源相控阵T/R模块的性能参数直接决定相控阵雷达系统的作用距离、空间分辨率、接收灵敏度等关键参数。也定了有源相控阵雷达系统的体积、重量、成本和功耗。

T/R模块3D构图及实物

T/R模块从“砖块”发展到“瓦片”型，体积、重量、成本均大幅下降。

相控阵雷达天线的架构演变

相控阵系统一般占雷达系统总成本的近50％，T/R模块占相控阵系统成本的45％左右， 其中，射频芯片占比最大。

有源相控阵雷达天线成本构成

来源：《低成本有源相控阵天线研究》

相控阵核心供应商，致力于低成本芯片自主可控-华安证券

相控阵雷达迭代，国产化器件起航-民生证券