有源相控陣雷達的天線陣列為什麼要裝成板狀？有缺點嗎？

有源相控陣雷達的天線陣列為什麼要裝成板狀？有缺點嗎？

首先，什麼叫有源相控陣雷達，為什麼要做成板狀的？

很多人都看到過傳統的機械式雷達，就是下圖中這個正在轉動的物體，因為雷達往往只能夠探測一條直線上的物體，所以為了探尋到更廣闊的區域，就只能夠讓雷達本身動起來。

而下圖就是傳統的機械式掃描雷達的觀測螢幕，其中有一條不斷掃描的線，這就是正在旋轉的雷達，雷達照射到哪裡，這個方向上的物體才能夠顯示出來。

而這樣的機械式掃描雷達有幾個缺點：

1，轉速跟不上。一旦一個物體飛的比雷達轉的快，那麼在雷達探測顯示屏上就看不到這個物體。

2，小雷達轉起來還行，幾層樓那麼大的雷達怎麼讓他轉起來？

3，既然轉起來了，就要留有很大的空間才行，在飛機上可以說是寸土寸金，不可能有這麼大的空間。

所以工程師們就發明出來了“相控陣”雷達系統，學名叫做“電子掃描陣列雷達”。這個系統說起來原理就複雜了，但是最通俗的說，這個系統不需要一個旋轉的機械結構來實現廣範圍的探測。但是沒有機械結構旋轉，怎麼能夠探測不同方向的物體呢？

我們知道，雷達是透過電磁波的反射來獲得物體的位置資訊的，電磁波實際上是一種在空間中強弱交替前進的波【如下圖所示】，為了方便理解，我們可以把它想象成一道在水面上不斷盪漾的漣漪。

而如果不同的漣漪碰到一起，就有可能產生不一樣的現象。而有源相控陣雷達就是運用了這個原理。透過很多個“小雷達”發出來“相位”不同的電磁波，而讓最後總的雷達波顯示出來有一定方向的總體效果。

如下圖所示，就是相控陣雷達的原理圖，可以整個系統是從最下面那個小雷達開始，依次發射電磁波的，最後形成的效果就是整體的電磁波形成了一個“平面”，這個平面式朝著一定的方向前進的。

透過電路控制小雷達依次發射的時間間隔，可以改變這個平面前進的角度，從而快速變換電磁波的發射方向。

這就是所謂的有源相控陣雷達。因為避免了機械旋轉式的缺點，有源相控陣可以做得非常大，而且掃描速度很快。

如下圖所示，就是著名的鋪路爪雷達，看到雷達下面的汽車了嗎？這個雷達真的可以有好幾層樓那麼高。

但是為什麼有源相控陣雷達大部分情況是把這些小雷達安裝在一個平板上的呢？

首先是精度的原因。根據剛剛的原理我們可以知道，相控陣雷達上的很多個小雷達必須要有非常精密的配合才可以起到良好的探測效果，所以如果是安裝在一個曲面上，很難控制這些小雷達之間的位置關係——就是一不小心就裝歪了，那麼肯定會影響雷達的效果。

另外一個是控制的問題，如果這些小雷達是安裝在一個平面上，那麼很容易就發射出來一條平面上的“波面”，只要保證小雷達發射的時間間隔一定就行了。但是如果在一個曲面上，就沒有那麼容易了，中間的控制非常複雜，更難設計。

但是，這不代表現在就沒有曲面的相控陣雷達，比如說下圖就是我軍研製的圓柱形的“圓柱陣相控陣雷達”，非常不容易。

這種不安全按照一個平面放置小雷達的相控陣雷達叫做“共形陣相控陣雷達”，這樣的雷達是雷達發展的趨勢，因為這種雷達探測範圍更廣、空間利用效率更高。（文章來源SilentTurbine）