當天空陰云密布、小雨紛紛揚揚時，你是否好奇雨什么時候會停？相控陣雷達則是一種先進的氣象探測工具，它采用先進的技術(shù)，實現(xiàn)了多波束同時掃描探測，極大縮短了掃描時間。相比傳統(tǒng)雷達，相控陣雷達具有更高的時空分辨率，可以實現(xiàn)中小尺度天氣系統(tǒng)的精細探測。它的全稱叫做相位控制電子掃描陣列雷達。
(資料圖片僅供參考)
說到雷達，我們一般的印象都是一個碩大的天線，不斷轉(zhuǎn)動掃描搜索目標。就像是一個手電筒，由于照亮的光束（也就是雷達波瓣）寬度有限，所以想看哪個方位就得對準哪個方位，要想探測高低或其他方位，就需要天線不停地轉(zhuǎn)動了。而相控陣雷達，就有點類似蒼蠅的復眼，把很多小雷達綁在一起，構(gòu)成陣列天線。那這些小雷達都被綁一起，還怎么轉(zhuǎn)動搜索呢？
根據(jù)我們高中物理學過的波的干涉原理，我們知道，當這些小天線同時發(fā)出同頻率的電磁波時，在干涉作用下就會疊加起特定方向的指向性波束。如果單個天線在發(fā)射時，有相位差，這些同頻率，方向相同的雷達波，就會在干涉作用下造成疊加波方向的偏轉(zhuǎn)。這樣就可在不轉(zhuǎn)動雷達本身的情況下，改變波束方向掃描，所以叫相位控制陣列雷達，簡稱相控陣雷達。
相控陣雷達又分為有源相控陣和無源相控陣。它倆的區(qū)別在于有源相控陣就是每個天線單元都自帶發(fā)射器，無源相控陣則是只有一個主發(fā)射模塊，其他都是被動接收。無源相控陣雷達的優(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)要是出了問題，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，因為每個單元都是獨立的。優(yōu)點是可以進行三坐標掃描（水平方向和垂直方向），缺點是造價高，技術(shù)要求高。
無源相控陣雷達示意圖
早期的相控陣雷達全部采用一個電磁波發(fā)射機，雷達陣面上不產(chǎn)生電磁波，所以都是無源相控陣。最著名的就是美國提康德羅加導彈巡洋艦上面的SPY1雷達。后來技術(shù)進步了以后，把下面這個大的發(fā)射機和輸送電磁波的管道全部取消，在雷達陣面上貼上一個一個小的發(fā)射單元，這就是所謂的有源相控陣雷達。有源相控陣的T/R組件既能獨立發(fā)射雷達波，也能接收回波信號，除了傳統(tǒng)的探索跟蹤之外，還能進行電子干擾和遠程通訊，功能比無源相控陣豐富多了。基于這種工作體制，目前的相控陣雷達，同時跟蹤多個方向的幾百個目標都沒有問題，這么強大的跟蹤多目標的能力是機械掃描雷達不能比擬的。
相控陣雷達的應用領域非常廣泛，包括天氣預報、航空和軍事等。在天氣預報中，它可以幫助氣象學家更準確地監(jiān)測和預測天氣變化，提供及時的天氣信息，確保人們的安全。在航空和軍事領域，相控陣雷達可用于飛行導航和目標探測，提高飛行的安全性和精確性。
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