超级军网你对舰艇雷达技术的了解有多少？
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/28 21:45:38
定义 雷达是舰艇上普遍装备的一种探测设备。主要由天线、收发开关、发射机、接收机、终端设备（或显示器）、天线控制设备和定时器组成。雷达的工作原理是：发射机在定时器的控制下，产生高频大功率的脉冲串，通过收发开关到达定向天线，以电磁波的形式向外辐射。在天线控制设备的控制下，天线波束按照指定的方向在空间扫描。当电磁波照射到目标上时，二次散射电磁波的一部分到达雷达天线
定义
雷达是舰艇上普遍装备的一种探测设备。主要由天线、收发开关、发射机、接收机、终端设备（或显示器）、天线控制设备和定时器组成。雷达的工作原理是：发射机在定时器的控制下，产生高频大功率的脉冲串，通过收发开关到达定向天线，以电磁波的形式向外辐射。在天线控制设备的控制下，天线波束按照指定的方向在空间扫描。当电磁波照射到目标上时，二次散射电磁波的一部分到达雷达天线，经收发开关至接收机，进行放大、混频和检波等处理后，送到雷达终端设备。
雷达技术是指为实现和完善雷达的探测功能而开发的一系列技术的总和。
[相关技术]电子技术；光电技术；电子技术；探测技术；信息系统技术
[技术难点]
舰载雷达组网，实现天/地一体化雷达探测是舰艇雷达系统发展的趋势，这是一项复杂的系统工程，目前需要解决的技术难点有（1）星载雷达、预警机雷达、双- 多基地雷达和超视距雷达等领域的关键技术；（2）时间统一标准，通常各雷达天线的扫描是完全异步的，如无统一的时间标准，就很难进行信息综合；（3）研究自适应极化、频率综合控制和能量最佳分配技术；（4）多种误差（距离误差、方位误差、时间误差和定位误差等）的校准；（5）雷达网多频率的电磁兼容等。
[国外概况]
一、舰载雷达的种类
在现代海战中，参战双方的舰艇通常是以编队的形式在海上保持存在。海上的舰艇编队随时都有可能遭受来自空中、海上和水下的攻击，为对付这些威胁，舰艇编队普遍采用"分层防御"的战术。由航母舰载机、各种舰用导弹和火炮承担防御任务，而舰艇雷达系统的使命则是为舰艇编队提供预警和确保这些武器威力的正常发挥。
舰艇上装备的主要雷达有：
1、舰载多功能相控阵雷达
担任航母编队区域防空主力舰的典型代表是美国的"提康德洛加"级导弹巡洋舰。该舰上的"宙斯盾"武器系统是美海军先进的综合性区域防空系统。该系统采用了AN/SPY-1相控阵雷达与垂直发身的"标准-2"对空导弹相配合的体制。"标准-2"导弹发射后，先由SPY-1进行指令制导，使导弹按一条节能的轨道接近目标，直到导弹飞近目标的最后数秒时，SPY-1才转交给SPG-62照射雷达进行制导。这样，照射雷达就不必在导弹的整个飞行期间跟踪目标，从而使舰上的4部SPG-62可用来对付一次来袭的18个目标（以往的系统智能只能对付2-4个目标），而导弹的发射速率可达每秒1发。该系统的心脏就是SPY-1多功能相控阵雷达。
美国除了研制SPY-1舰载多功能相控阵雷达外，还研制了SPQ-11双孔径透镜相控阵雷达、FAST、FARS、AAR等型号众多的适合于装备不同舰艇的舰载相控阵雷达。其它国家也相继研制和装备了舰载相控阵雷达，如法国的ARABEL和TRISKEL，俄罗斯的"天空哨兵"、CCB-33和CCB- 501，英国的MESAR、TRISAR和TRIXSAR，意、英、法联合研制的EMPAR，荷兰的EXPAR和SMART，日本的OPS-24，瑞典的 ELSA等舰载相控阵雷达，共30余种型号。
2 远程对空警戒雷达
这种雷达用于探测中、高空远距离目标，测定空中目标的方位和距离坐标，为三坐标雷达或其它舰载武器系统雷达提供目标指示，要求相当远的作用距离（最好略大于三坐标雷达数十公里）。因此，天线尺寸较大，发射功率也高。这种雷达过去主要工作在米波波段，目前已趋向L波段.
美国的AN/SPS-49、AN/SPS-40和AN/SPS-43，英国的RN965和S1022，俄罗斯的"大网"、"顶网A"和"顶网B"，法国的 DRBV-23、DRBV-26和DRBV-27，意大利的RAN-3L，荷兰的LW08等均属这类雷达。
3 中程对空对海雷达
这种雷达主要用于探测海上及中低空中程目标，为舰载武器指挥系统提供目标指示信息。美国的AN/SPS-58/65系列和AN/SPS-67(V)，意大利的RAN-10S、RAN11L/X和RAN12L/X，俄罗斯的"细网"和"方形结"，英国的RN1030、RN1800、AWS-4和AWS-5，法国的"海虎"Ⅱ，荷兰的DA08，瑞典的"海上长颈鹿"和以色列的EL/M-2207等均属这类雷达。
4 导弹制导雷达和炮瞄雷达
导弹制导（攻击）雷达的任务是为舰空或舰舰导弹提供发射诸参数，在导弹飞行中提供波束制导或制导指令，以提高导弹命中目标的概率，并减少导弹受干扰的程度。如英国的RN909、RN910和ST805，美国的AN/SPG-51和AN/SPG-55，俄罗斯的"前灯"、"突现群"、"活门板"和"十字剑"，法国的DRBR-51，意大利的RAN-30X和瑞典的9LV-200MK2等均属这类雷达。
炮瞄雷达用于给火炮提供精确的坐标（舷角、距离、仰角），以使火炮迅速而准确地捕获目标，从而提高火炮命中率。为了满足战术技术上的要求，炮瞄雷达总是选用X频段工作。炮瞄雷达有圆锥扫描和单脉冲两种体制。圆锥扫描雷达结构较简单，但测量精度较低，且抗干扰能力差；单脉冲雷达虽然结构和技术上较复杂，且造价高，但可获得较高的系统精度、分辨率、数据率、信号带宽及良好的抗干扰性能。
美国的AN/SPG-34和AN/SPG-35，俄罗斯的"鹰叫"和"枭叫"，英国的RN912，法国的"波里克斯"，意大利的RTN-10X等属圆锥扫描体制；美国的AN/SPG-55和AN/SPG-56，俄罗斯的"鸢叫"和"歪椴树"，法国的"海狸"和"海狸"-II，荷兰的"西格纳尔"M20系列等属单脉冲体制。
另外，在航空母舰及其舰载机上还装备有预警机雷达、对空引导兼目标指示雷达、舰载机着舰引导雷达等。
二、舰载雷达的作用和关键技术
舰载雷达发展已相当成熟，其关键技术主要体现在雷达的新体制（或特殊体制）和新技术中。
1 舰载相控阵雷达的作用及其关键技术
舰载相控阵雷达在舰艇编队雷达网络中发挥了极大的作用：增强了网内雷达功能的综合性，不但可解决原先船上各种功能的众多雷达天线密集架设和信号相互干扰的矛盾，更重要的还在于有利于信息显示、数据处理与缩短反应时间，从而能有效地对付高密度的饱和攻击；能实现极灵活的波束扫描和能量的自适应管理，有利于抗干扰和抗反辐射导弹；可获得最大功率孔径积，有利于反隐身目标；是实现探测和武器控制一体化的重要途径，从而可大大提高舰艇对空防御的实时性和有效性；具有超带宽收/发组件的有源相控阵火控雷达，除具有雷达探测功能外，还可完成电子侦察和电子干扰等多种功能，这种雷达和电子战设备的一体化，大大提高了雷达的电子对抗能力，是雷达武器化的一个重要途径。舰载相控阵雷达的发展十分迅速，但尚存在下列关键问题需解决。
（1）研制廉价、高性能的固态收/发组件。舰载有源相控阵雷达代表了舰载相控阵雷达的发展方向，其性能和成本主要取决于收/发组件的性能和成本，因此，如何研制出性能优良而廉价的固态收/发组件，是迫切需要解决的关键问题。
（2）数字波束形成及实时自适应处理。数字波束形成（DBF）技术是采纳用数字技术实现瞬时多波束及实时自适应处理的一种新的雷达技术。一方面，舰载相控阵雷达采用有源体制后易于实现DBF，另一方面，DBF技术与有源阵列结合又给雷达领域带来一场新的革命，因而使得DBF技术成了舰载有源相控阵雷达的关键技术之一。但是，DBF本身又有许多关键问题有待解决。
（3）模块化设计。由于舰载相控阵雷达的固有特点，使其模块化设计的重要性和难度均大于一般的舰载雷达。
（4）低副瓣和极低副瓣阵列天线。通过补偿互耦对单元口径电流分布的影响、减少阵列天线的缓变误差、随机误差、系统误差和改进测试技术等来达到，目前的水平已能达到-40dB（在10%带宽内）。
（5）缩小体积、减轻重量。可通过使用固态收/发组件、微带线、在信号分配网络中应用光纤技术、采用技术和组装的系统研究法、采用新体制、广泛采用集成电路和微波集成电路等达到此目的。
（6）降低成本。通过利用最优化成本公式，以及阵列稀化技术、整体子阵组件方法、具有单片芯片插件的混合组件、自动化生产和组装技术、设计和组装相控阵的系统研究法等，达到降低成本的目的。
（7）提高可*性和可维修性。通过采用固态技术、设计和组装的系统研究法、实行标准化、确定元件额定值方法、选用已确认的可*性元件、确定验收试验和分类及验收要求、负载均分法、有选择的在线备份法、功能模块化、重新配置法等来提高可*性；通过采用模块化、自动故障诊断、智能维修设备、关键元器件的可接近设计、过载保护装置等来达到可维修性要求。
2 双－多基地雷达的作用及其关键技术
收、发分开，并且收发分置的距离和目标探测距离相当的雷达才能真正成为双－多基地雷达。它有多种配置方式，其中接收机装舰，而发射机置于同步卫星上是未来舰载双－多基地雷达的理想工作模式。
双－多基地雷达有如下优点：
（1）反隐身：目前的隐身飞行器主要是减小鼻锥方向DangerCode;45度范围之内的雷达散射截面积（RCS），而目标的RCS随着双基地角度增大而增大，当双基角在130～180度时，被探测目标的RCS值会显著增大。
（2）抗反辐射导弹（ARM）：接收站是无源的，可部署在前沿阵地，使导弹无寻的源；而发射站置于安全地带或卫星或飞行器上，使ARM难以接近。
（3）抗电子干扰：接收站是无源的，能被侦察和定位的只有发射站，因而大功率定向干扰及各种欺骗干扰只能针对发射站；现代干扰飞机在方位上采用了先进的干扰功率管理技术，这恰好能被双－多基地雷达利用而明显降低雷达接收站的干扰电平。
（4）抗低空突防：置于预警机或卫星上的发射机，可根据要求探测低空目标区域；尽可能将接收机放在前沿阵地，可有效地改善低空探测范围；对空/空配置的双基系统还可利用杂波调谐效应有效地探测低空目标。
双－多基地雷达必须重点突破的关键技术有：
（1）空间同步：使接收波束始终能覆盖发射波束的探测脉冲所照射的空域。解决空间同步的方法有步进扫描、泛光波束和脉冲追赶法等，其中脉冲追赶法是目前完成空间同步的优选方案。所谓脉冲追赶法，就是用窄的接收波束去追赶发射脉冲在不同时间的空间位置，把空间滤波和时间滤波结合起来，这样不仅避免了雷达能量的损失，而且降低了因采用多波束接收而引入的昂贵费用，同时具有针形波形波束扫描和多波束接收方案所具备的优点。
（2）时间同步：测量距离时，在发射站和接收站之间需要时间同步。同步系统直接将发射触发送至接收站并与接收站自己产生的相同形式的主触发进行时差判别，时差大于一定值（如0.2us）时由发射站发来的触发同步一次。
（3）相位同步：有两种手段，一是将发射站的原子钟的输出直接送至接收站作为接收站的频率源的基准实现相位同步：二是两站分别设置一台原子钟，由原子钟的高频率稳定度及系统的相参体制来保证相参，从而实现相位同步。
3 . 超视距雷达的作用及其关键技术
超视距雷达（OTHR）在舰艇编队雷达网中的作用，主要体现在为舰艇编队提供水面目标的超视距探测手段（当然还能增强反隐身和抗ARM能力），以便充分发挥反舰导弹的威力（常规舰艇雷达受视距的限制）。
OTHR有天波OTHR（利用电离层对短波的反射效应使电波传播到远方）、地波OTHR（利用长波、中波和短波在地球和海表面的绕射效应使电波沿曲线传播）和利用大气波导的微波OTHR。前一种天线尺寸太，只适用于架设在海岸，后两种适用于舰载。
舰载地波OTHR不仅能提供早期预警（低空性能好，能提供全时域覆盖，成本又比机载预警系统低一个数量级），而且对探测隐身目标具有潜在的效能（存在使隐身失效的频率），还能有效地抗ARM，且超视距探?br> 舰载雷达系统是确保舰艇及编队实现对空中、水面、水下和岸上威胁的分层防御的重要保证。随着技术的发展，舰载雷达系统将能够拥有更强的抗电子干扰、抗反辐射导弹、抗雷达探测、抗高速反舰导弹的低空和超低空打击的能力，实现所有舰艇之间的信息资源共享，从而更好地满足舰艇编队的防御要求。
四、舰载相控阵雷达发展趋势
1.固态有源阵是舰载相控阵雷达的发展方向
多功能相控阵雷达的技术体制有2种基本类型：一种是集中馈电的无源阵技术体制，即雷达的发射机是一个整体式分机，集中向天线阵面馈电；另一种是固态有源阵技术体制，其发射机是分布式，在天线阵面上的每个或数个辐射单元后面均接有固态收发组件，由于天线阵面上存在着数千个直接向空间辐射能量的功率源器件，所以称为有源相控阵雷达。
有源相控阵雷达与无源相控阵雷达相比，存在以下明显的优点：
（1）由于有源相控阵雷达的发射机直接分布在阵面上，因此发射馈线损耗小，与无源相控阵雷达相比，减少4倍以上，则使雷达的探测距离明显增大;
（2）由于有源相控阵雷达的天线阵面上的每一个单元相当于一部小发射机，只有当20%以上的收发组件失效后才会严重影响雷达性能。当仅有 10%组件失效时，雷达的作用距离仅减少3%左右，影响甚小。相反，无源相控阵雷达是采用一部集中式发射机，当发射机出现故障时，会导致整部雷达不能工作。由此可见，有源比无源相控阵雷达的任务可*性有较大提高;
（3）有源相控阵雷达可发射灵活易变的大占空比发射波形，使其发射的脉冲功率大大降低，不易被敌方侦察机截获，具有良好的低截获概率性能。而无源相控阵雷达因受大功率发射管的制约，雷达工作占空比受到限制，使其发射的脉冲功率较大，易被敌方侦察和截获并受到干扰;
（4）采用大量砷化镓微波集成电路的有源相控阵雷达，可明显减小雷达的体积、重量以及降低成本和提高可行性，更适于装舰;
（5）有源相控阵雷达更有利于采用先进的数字波束形成技术，实现天线波束自适应控制，使其零点对准干扰方向，大大提高了抗干扰能力。
总之，有源相控阵雷达是集现代阵列理论、超大规模集成电路、高速计算机、先进固态器件及光电技术为一体的新技术产物，充分体现了现代化科学的发展水平，它具有多功能、远距离、高精度、高灵活性、高可*性以及优良的抗干扰能力等鲜明特征，为舰载雷达的发展开辟了新的里程。
鉴于上述优点，世界上很多国家竞相研制固态有源相控阵雷达，并取得了可喜成果。英国普莱赛雷达公司和海军科学研究中心共同研制的 MESAR（多功能电扫自适应雷达）雷达是固态有源相控阵雷达的典型代表。它采用了砷化镓微波集成电路有源收发模块、数字波束形成、部分自适应阵列、数字脉压、可编程波形产生、可编程信号处理以及光纤传输等新技术。该雷达能同时跟踪多达50个目标，并能有效对付饱和攻击和严重的电子干扰，最大作用距离可达几百公里。该型雷达的研制，为舰载固态有源阵相控阵雷达的发展指明了方向。
2.广泛应用自适应技术
未来的复杂、多变海战环境要求舰载相控阵雷达能在各种条件下自适应工作，使雷达与使用环境始终处于最佳的匹配状态。目前舰载相控阵雷达开始研究和应用下列几种技术。
(1)自适应波束形成和调零
在波控计算机的控制下，自适应形成雷达主瓣波束。根据输入特性，按照一定的算法准则进行自适应加权控制，使方向图零位自动对准干扰方向，从而最大限度地提高信噪比，有效抑制干扰。
（2）自适应波束控制
其目的是完成雷达资源的自适应分配，它要求舰载相控阵雷达按一定的准则检测到目标后，用高的增益（窄波束）或长的驻留时间去确认并跟踪目标；对于受干扰的区域，根据干扰和杂波干扰的严重程度，分别采用相应的更高增益和更长的驻留时间去对抗干扰和抑制海杂波；跟踪状态（特别是低角跟踪状态）采用比搜索状态更高的数据率。
（3）自适应旁瓣对消
设置按一定规律排列的N个辅助天线，对辅助天线收到的干扰信号进行自适应加权处理，使之与主瓣收到的干扰信号相对消，达到抑制干扰的目的。要实现自适应旁瓣相消，需解决相消器权集的自适应处理。目前提出的权集自适应处理方法有：最陡下降法（迭代公式简单，易于数字电路实现）；共轭梯度法（运算量较小和收敛速度较快）；矩阵直接求逆法（可适用于变化极快的干扰环境）。
（4）自适应波形
对于不同的环境采用不同的波形（不同脉冲宽度和不同脉冲重复频率）以获得最佳的探测性能。如美国的FLEXAR舰载相控阵雷达，采用 14000种不同的信号波形，通过可编程信号处理机与多模发射机及三通道接收机有机结合，自适应地改变雷达波形，使其与雷达工作环境匹配。
（5）极化自适应
所谓极化自适应是适时地调整天线发射电磁波的极化，使它与干扰环境相适应（如抗雨杂波采用右旋极化，抗海杂波适用水平极化），从而达到有效抑制杂波干扰的目的，提高雷达发现目标和跟踪目标的能力。
此外，在舰载相控阵雷达中，还采用自适应频率捷变、自适应动目标显示、自适应工作方式选择、自适应恒虚警接收、自适应航迹相关等技术，提高了舰载相控阵雷达发现、跟踪、抗干扰、可*性等综合能力。
近几年来，数字波束形成的应用和实时自适处理的发展使舰载相控阵雷达的自适应能力提高到一个新水平。数字波束形成是采用数字技术实现瞬时多波束，并能对干扰源自适应瞄零，有很强的自适应处理能力，并可获得超分辨率和超低旁瓣性能。
3.光电技术广泛应用
光纤与波导、同轴电缆、微带线相比具有传输性能好，可实现多信号的多路传输，光功率分配网络可以很好避免电磁干扰及各路信号之间的串扰，光纤对温度变化的敏感较之同轴电缆与微带线低一个数量级，光纤的传输速率高、损耗低等优点，可使舰载相控阵雷达的性能得到较大改善。因此，光电技术在舰载相控阵雷达中的应用越来越广泛。
（1）在相控阵天线中的应用
为了保证相控阵雷达中各路发射信号在-40 dB旁瓣电平时的幅度与相位一致性，其性能分别要求达到0.1 dB（幅度）和1DangerCode;（相位），从而给微波功率分配网络的结构设计、安装和调整等带来一系列困难。如果用光分配网络来取代微波功率分配网络，就能解决上述问题。美国罗姆航空发展中心已成功研制利用光纤传输的光信号来控制高精度相控阵天线。如果使用集成的单片光电器件，就能使相控阵天线达到更高的精度（11位）。
（2）在波束形成网络中的应用
传统的波束形成网络是用馈线功率分配器、功率相加器和固定移相器等来实现的，如用光纤代替时，光纤既可作为传输信道，又可作为光信号分配器和实时信号延时所需的调节器，可获得很高的相加网络的相位精度且抗电磁干扰性能好，温度稳定性也高。
（3）在数字波束形成网络中的应用
舰载相控阵雷达有多达数千个收发组件，因此数字波束形成处理器与收发组件之间的接口以及射频、中频的控制信号的传输，若用一般的导线和电缆，不但会出现阵列空间无法容纳的困难，而且还会导致射频接口处引入的幅相误差更难解决。光纤有较大的带宽，一根光纤上能运载许多信号（全部信息与收/发组件的对接可用一根光纤来完成），而且重量轻、体积小，这无疑是解决数字波束形成的一种有效而实用的技术。
（4）采用光纤传输相控阵雷达的控制信号
为了实现相控阵天线波束的高速灵活扫描，需要向成千上万个数字式移相器提供大量的波束控制信号；为了完成变极化控制，也需对成千上万个天线单元提供极化控制信号；为了获得超低旁瓣天线，除用移相器进行相位补偿外，往往还需对各单元的信号幅度实施补偿和调整，同样也需要向各单元提供控制信号；将这些信号从计算机送至上述有关部分，也需要一个控制信号的分配系统。采用光纤传输这些控制信号，就可利用光纤的高传输速率来简化系统结构、节省设备量、缩小体积、减轻重量，提高抗电磁干扰能力。
（5）在信号处理和数据处理中的应用
采用光纤和光电集成电路处理雷达信号，比用电子线路、声表器件或电荷耦合器件的性能优越得多。用光纤可有效地构成宽带延迟线（能达1 ms的延迟时间，时间带宽积可达106,超过常规和其它发展中的延迟线的3个数量级）自适应横向滤波器和匹配滤波器。目前已研制出用铌铵锂化合材料作衬底的光集成电路元件，预计近期可研制出3 000 Hz采样速率的光电集成A/D变换电路，可用于雷达信号和数据处理。
（6）在相控阵校准系统中的应用
为了使相控阵雷达的性能达到最佳状态，必须对其监控和校准。由于幅相控制的要求更加严格，将有源阵单元全部置于开环控制状态是不现实的，需要实现一种通用的内置校准和监控，这就需要注入一个校准信号。校准信号注入精度的要求是很严格的，用光纤分支接头能满足其需求。这种分支接头具有很高的插入相位稳定度，并可把一路参考信号分配给多个带有小探针或其它射频注入耦合器的光电检测器。
4.进一步缩小体积、减轻重量、降低成本和提高可*性及维修性
（1）缩小体积、减轻重量、降低成本
由于舰艇的空间有限，要求舰载相控阵雷达应尽可能做到体积小和重量轻，降低造价。目前，可采取如下措施：在微波集成电路技术上力争有所突破，研制质优、价廉的收/发组件；采用微带线和光电技术；采用设计和组装的系统研究法；采用新体制，如螺旋移相单元和圆顶天线相结合的新体制等；利用最优成本公式及阵列稀化技术，减少舰载相控阵组成单元的数量，采用整体子阵组件方法；采用具有单片芯片插件的混合组件；采用组件的自动化生产和组装技术等。
（2）提高可*性和可维修性
舰载相控阵雷达所处的工作环境条件及舰船对雷达系统性能的特殊要求，使舰载相控阵雷达的可*性设计比陆用相控阵雷达更为重要，也更加困难。因此，在提高舰载相控阵雷达可*性方面需采用固态技术，特别是采用固态有源收/发组件；实行标准化，最大限度地减少元件品种；降低元件额定值，选用已确认的可*元件；采用负载分配法、有选择的在线备份法；采用功能模件化、重新组合法等。
为了提高舰载相控阵雷达的可维修性，可采取以下措施：尽量采用模块化技术；使用智能维修设备，提高故障定位精度；进行设备内部关键元器件的可接近性设计，使那些最容易出故障的部件最容易接近；尽量减少每个可更换单元对外连接线的数目；采用标准化部件、插入式单元；采用过载保护装置等。
五、结束语
总之，舰载相控阵雷达发展的总趋势是以固态有源阵和数字波束形成为核心，综合应用有关高新技术，使其潜力得到更充分的发挥。随着有源阵列、数字波束形成、超低旁瓣天线、大容量实时处理、光电技术和MMIC等高新技术的迅速发展，将把舰载相控阵雷达的发展推向一个崭新的阶段。
定义 雷达是舰艇上普遍装备的一种探测设备。主要由天线、收发开关、发射机、接收机、终端设备（或显示器）、天线控制设备和定时器组成。雷达的工作原理是：发射机在定时器的控制下，产生高频大功率的脉冲串，通过收发开关到达定向天线，以电磁波的形式向外辐射。在天线控制设备的控制下，天线波束按照指定的方向在空间扫描。当电磁波照射到目标上时，二次散射电磁波的一部分到达雷达天线
定义
雷达是舰艇上普遍装备的一种探测设备。主要由天线、收发开关、发射机、接收机、终端设备（或显示器）、天线控制设备和定时器组成。雷达的工作原理是：发射机在定时器的控制下，产生高频大功率的脉冲串，通过收发开关到达定向天线，以电磁波的形式向外辐射。在天线控制设备的控制下，天线波束按照指定的方向在空间扫描。当电磁波照射到目标上时，二次散射电磁波的一部分到达雷达天线，经收发开关至接收机，进行放大、混频和检波等处理后，送到雷达终端设备。
雷达技术是指为实现和完善雷达的探测功能而开发的一系列技术的总和。
[相关技术]电子技术；光电技术；电子技术；探测技术；信息系统技术
[技术难点]
舰载雷达组网，实现天/地一体化雷达探测是舰艇雷达系统发展的趋势，这是一项复杂的系统工程，目前需要解决的技术难点有（1）星载雷达、预警机雷达、双- 多基地雷达和超视距雷达等领域的关键技术；（2）时间统一标准，通常各雷达天线的扫描是完全异步的，如无统一的时间标准，就很难进行信息综合；（3）研究自适应极化、频率综合控制和能量最佳分配技术；（4）多种误差（距离误差、方位误差、时间误差和定位误差等）的校准；（5）雷达网多频率的电磁兼容等。
[国外概况]
一、舰载雷达的种类
在现代海战中，参战双方的舰艇通常是以编队的形式在海上保持存在。海上的舰艇编队随时都有可能遭受来自空中、海上和水下的攻击，为对付这些威胁，舰艇编队普遍采用"分层防御"的战术。由航母舰载机、各种舰用导弹和火炮承担防御任务，而舰艇雷达系统的使命则是为舰艇编队提供预警和确保这些武器威力的正常发挥。
舰艇上装备的主要雷达有：
1、舰载多功能相控阵雷达
担任航母编队区域防空主力舰的典型代表是美国的"提康德洛加"级导弹巡洋舰。该舰上的"宙斯盾"武器系统是美海军先进的综合性区域防空系统。该系统采用了AN/SPY-1相控阵雷达与垂直发身的"标准-2"对空导弹相配合的体制。"标准-2"导弹发射后，先由SPY-1进行指令制导，使导弹按一条节能的轨道接近目标，直到导弹飞近目标的最后数秒时，SPY-1才转交给SPG-62照射雷达进行制导。这样，照射雷达就不必在导弹的整个飞行期间跟踪目标，从而使舰上的4部SPG-62可用来对付一次来袭的18个目标（以往的系统智能只能对付2-4个目标），而导弹的发射速率可达每秒1发。该系统的心脏就是SPY-1多功能相控阵雷达。
美国除了研制SPY-1舰载多功能相控阵雷达外，还研制了SPQ-11双孔径透镜相控阵雷达、FAST、FARS、AAR等型号众多的适合于装备不同舰艇的舰载相控阵雷达。其它国家也相继研制和装备了舰载相控阵雷达，如法国的ARABEL和TRISKEL，俄罗斯的"天空哨兵"、CCB-33和CCB- 501，英国的MESAR、TRISAR和TRIXSAR，意、英、法联合研制的EMPAR，荷兰的EXPAR和SMART，日本的OPS-24，瑞典的 ELSA等舰载相控阵雷达，共30余种型号。
2 远程对空警戒雷达
这种雷达用于探测中、高空远距离目标，测定空中目标的方位和距离坐标，为三坐标雷达或其它舰载武器系统雷达提供目标指示，要求相当远的作用距离（最好略大于三坐标雷达数十公里）。因此，天线尺寸较大，发射功率也高。这种雷达过去主要工作在米波波段，目前已趋向L波段.
美国的AN/SPS-49、AN/SPS-40和AN/SPS-43，英国的RN965和S1022，俄罗斯的"大网"、"顶网A"和"顶网B"，法国的 DRBV-23、DRBV-26和DRBV-27，意大利的RAN-3L，荷兰的LW08等均属这类雷达。
3 中程对空对海雷达
这种雷达主要用于探测海上及中低空中程目标，为舰载武器指挥系统提供目标指示信息。美国的AN/SPS-58/65系列和AN/SPS-67(V)，意大利的RAN-10S、RAN11L/X和RAN12L/X，俄罗斯的"细网"和"方形结"，英国的RN1030、RN1800、AWS-4和AWS-5，法国的"海虎"Ⅱ，荷兰的DA08，瑞典的"海上长颈鹿"和以色列的EL/M-2207等均属这类雷达。
4 导弹制导雷达和炮瞄雷达
导弹制导（攻击）雷达的任务是为舰空或舰舰导弹提供发射诸参数，在导弹飞行中提供波束制导或制导指令，以提高导弹命中目标的概率，并减少导弹受干扰的程度。如英国的RN909、RN910和ST805，美国的AN/SPG-51和AN/SPG-55，俄罗斯的"前灯"、"突现群"、"活门板"和"十字剑"，法国的DRBR-51，意大利的RAN-30X和瑞典的9LV-200MK2等均属这类雷达。
炮瞄雷达用于给火炮提供精确的坐标（舷角、距离、仰角），以使火炮迅速而准确地捕获目标，从而提高火炮命中率。为了满足战术技术上的要求，炮瞄雷达总是选用X频段工作。炮瞄雷达有圆锥扫描和单脉冲两种体制。圆锥扫描雷达结构较简单，但测量精度较低，且抗干扰能力差；单脉冲雷达虽然结构和技术上较复杂，且造价高，但可获得较高的系统精度、分辨率、数据率、信号带宽及良好的抗干扰性能。
美国的AN/SPG-34和AN/SPG-35，俄罗斯的"鹰叫"和"枭叫"，英国的RN912，法国的"波里克斯"，意大利的RTN-10X等属圆锥扫描体制；美国的AN/SPG-55和AN/SPG-56，俄罗斯的"鸢叫"和"歪椴树"，法国的"海狸"和"海狸"-II，荷兰的"西格纳尔"M20系列等属单脉冲体制。
另外，在航空母舰及其舰载机上还装备有预警机雷达、对空引导兼目标指示雷达、舰载机着舰引导雷达等。
二、舰载雷达的作用和关键技术
舰载雷达发展已相当成熟，其关键技术主要体现在雷达的新体制（或特殊体制）和新技术中。
1 舰载相控阵雷达的作用及其关键技术
舰载相控阵雷达在舰艇编队雷达网络中发挥了极大的作用：增强了网内雷达功能的综合性，不但可解决原先船上各种功能的众多雷达天线密集架设和信号相互干扰的矛盾，更重要的还在于有利于信息显示、数据处理与缩短反应时间，从而能有效地对付高密度的饱和攻击；能实现极灵活的波束扫描和能量的自适应管理，有利于抗干扰和抗反辐射导弹；可获得最大功率孔径积，有利于反隐身目标；是实现探测和武器控制一体化的重要途径，从而可大大提高舰艇对空防御的实时性和有效性；具有超带宽收/发组件的有源相控阵火控雷达，除具有雷达探测功能外，还可完成电子侦察和电子干扰等多种功能，这种雷达和电子战设备的一体化，大大提高了雷达的电子对抗能力，是雷达武器化的一个重要途径。舰载相控阵雷达的发展十分迅速，但尚存在下列关键问题需解决。
（1）研制廉价、高性能的固态收/发组件。舰载有源相控阵雷达代表了舰载相控阵雷达的发展方向，其性能和成本主要取决于收/发组件的性能和成本，因此，如何研制出性能优良而廉价的固态收/发组件，是迫切需要解决的关键问题。
（2）数字波束形成及实时自适应处理。数字波束形成（DBF）技术是采纳用数字技术实现瞬时多波束及实时自适应处理的一种新的雷达技术。一方面，舰载相控阵雷达采用有源体制后易于实现DBF，另一方面，DBF技术与有源阵列结合又给雷达领域带来一场新的革命，因而使得DBF技术成了舰载有源相控阵雷达的关键技术之一。但是，DBF本身又有许多关键问题有待解决。
（3）模块化设计。由于舰载相控阵雷达的固有特点，使其模块化设计的重要性和难度均大于一般的舰载雷达。
（4）低副瓣和极低副瓣阵列天线。通过补偿互耦对单元口径电流分布的影响、减少阵列天线的缓变误差、随机误差、系统误差和改进测试技术等来达到，目前的水平已能达到-40dB（在10%带宽内）。
（5）缩小体积、减轻重量。可通过使用固态收/发组件、微带线、在信号分配网络中应用光纤技术、采用技术和组装的系统研究法、采用新体制、广泛采用集成电路和微波集成电路等达到此目的。
（6）降低成本。通过利用最优化成本公式，以及阵列稀化技术、整体子阵组件方法、具有单片芯片插件的混合组件、自动化生产和组装技术、设计和组装相控阵的系统研究法等，达到降低成本的目的。
（7）提高可*性和可维修性。通过采用固态技术、设计和组装的系统研究法、实行标准化、确定元件额定值方法、选用已确认的可*性元件、确定验收试验和分类及验收要求、负载均分法、有选择的在线备份法、功能模块化、重新配置法等来提高可*性；通过采用模块化、自动故障诊断、智能维修设备、关键元器件的可接近设计、过载保护装置等来达到可维修性要求。
2 双－多基地雷达的作用及其关键技术
收、发分开，并且收发分置的距离和目标探测距离相当的雷达才能真正成为双－多基地雷达。它有多种配置方式，其中接收机装舰，而发射机置于同步卫星上是未来舰载双－多基地雷达的理想工作模式。
双－多基地雷达有如下优点：
（1）反隐身：目前的隐身飞行器主要是减小鼻锥方向DangerCode;45度范围之内的雷达散射截面积（RCS），而目标的RCS随着双基地角度增大而增大，当双基角在130～180度时，被探测目标的RCS值会显著增大。
（2）抗反辐射导弹（ARM）：接收站是无源的，可部署在前沿阵地，使导弹无寻的源；而发射站置于安全地带或卫星或飞行器上，使ARM难以接近。
（3）抗电子干扰：接收站是无源的，能被侦察和定位的只有发射站，因而大功率定向干扰及各种欺骗干扰只能针对发射站；现代干扰飞机在方位上采用了先进的干扰功率管理技术，这恰好能被双－多基地雷达利用而明显降低雷达接收站的干扰电平。
（4）抗低空突防：置于预警机或卫星上的发射机，可根据要求探测低空目标区域；尽可能将接收机放在前沿阵地，可有效地改善低空探测范围；对空/空配置的双基系统还可利用杂波调谐效应有效地探测低空目标。
双－多基地雷达必须重点突破的关键技术有：
（1）空间同步：使接收波束始终能覆盖发射波束的探测脉冲所照射的空域。解决空间同步的方法有步进扫描、泛光波束和脉冲追赶法等，其中脉冲追赶法是目前完成空间同步的优选方案。所谓脉冲追赶法，就是用窄的接收波束去追赶发射脉冲在不同时间的空间位置，把空间滤波和时间滤波结合起来，这样不仅避免了雷达能量的损失，而且降低了因采用多波束接收而引入的昂贵费用，同时具有针形波形波束扫描和多波束接收方案所具备的优点。
（2）时间同步：测量距离时，在发射站和接收站之间需要时间同步。同步系统直接将发射触发送至接收站并与接收站自己产生的相同形式的主触发进行时差判别，时差大于一定值（如0.2us）时由发射站发来的触发同步一次。
（3）相位同步：有两种手段，一是将发射站的原子钟的输出直接送至接收站作为接收站的频率源的基准实现相位同步：二是两站分别设置一台原子钟，由原子钟的高频率稳定度及系统的相参体制来保证相参，从而实现相位同步。
3 . 超视距雷达的作用及其关键技术
超视距雷达（OTHR）在舰艇编队雷达网中的作用，主要体现在为舰艇编队提供水面目标的超视距探测手段（当然还能增强反隐身和抗ARM能力），以便充分发挥反舰导弹的威力（常规舰艇雷达受视距的限制）。
OTHR有天波OTHR（利用电离层对短波的反射效应使电波传播到远方）、地波OTHR（利用长波、中波和短波在地球和海表面的绕射效应使电波沿曲线传播）和利用大气波导的微波OTHR。前一种天线尺寸太，只适用于架设在海岸，后两种适用于舰载。
舰载地波OTHR不仅能提供早期预警（低空性能好，能提供全时域覆盖，成本又比机载预警系统低一个数量级），而且对探测隐身目标具有潜在的效能（存在使隐身失效的频率），还能有效地抗ARM，且超视距探?br> 舰载雷达系统是确保舰艇及编队实现对空中、水面、水下和岸上威胁的分层防御的重要保证。随着技术的发展，舰载雷达系统将能够拥有更强的抗电子干扰、抗反辐射导弹、抗雷达探测、抗高速反舰导弹的低空和超低空打击的能力，实现所有舰艇之间的信息资源共享，从而更好地满足舰艇编队的防御要求。
四、舰载相控阵雷达发展趋势
1.固态有源阵是舰载相控阵雷达的发展方向
多功能相控阵雷达的技术体制有2种基本类型：一种是集中馈电的无源阵技术体制，即雷达的发射机是一个整体式分机，集中向天线阵面馈电；另一种是固态有源阵技术体制，其发射机是分布式，在天线阵面上的每个或数个辐射单元后面均接有固态收发组件，由于天线阵面上存在着数千个直接向空间辐射能量的功率源器件，所以称为有源相控阵雷达。
有源相控阵雷达与无源相控阵雷达相比，存在以下明显的优点：
（1）由于有源相控阵雷达的发射机直接分布在阵面上，因此发射馈线损耗小，与无源相控阵雷达相比，减少4倍以上，则使雷达的探测距离明显增大;
（2）由于有源相控阵雷达的天线阵面上的每一个单元相当于一部小发射机，只有当20%以上的收发组件失效后才会严重影响雷达性能。当仅有 10%组件失效时，雷达的作用距离仅减少3%左右，影响甚小。相反，无源相控阵雷达是采用一部集中式发射机，当发射机出现故障时，会导致整部雷达不能工作。由此可见，有源比无源相控阵雷达的任务可*性有较大提高;
（3）有源相控阵雷达可发射灵活易变的大占空比发射波形，使其发射的脉冲功率大大降低，不易被敌方侦察机截获，具有良好的低截获概率性能。而无源相控阵雷达因受大功率发射管的制约，雷达工作占空比受到限制，使其发射的脉冲功率较大，易被敌方侦察和截获并受到干扰;
（4）采用大量砷化镓微波集成电路的有源相控阵雷达，可明显减小雷达的体积、重量以及降低成本和提高可行性，更适于装舰;
（5）有源相控阵雷达更有利于采用先进的数字波束形成技术，实现天线波束自适应控制，使其零点对准干扰方向，大大提高了抗干扰能力。
总之，有源相控阵雷达是集现代阵列理论、超大规模集成电路、高速计算机、先进固态器件及光电技术为一体的新技术产物，充分体现了现代化科学的发展水平，它具有多功能、远距离、高精度、高灵活性、高可*性以及优良的抗干扰能力等鲜明特征，为舰载雷达的发展开辟了新的里程。
鉴于上述优点，世界上很多国家竞相研制固态有源相控阵雷达，并取得了可喜成果。英国普莱赛雷达公司和海军科学研究中心共同研制的 MESAR（多功能电扫自适应雷达）雷达是固态有源相控阵雷达的典型代表。它采用了砷化镓微波集成电路有源收发模块、数字波束形成、部分自适应阵列、数字脉压、可编程波形产生、可编程信号处理以及光纤传输等新技术。该雷达能同时跟踪多达50个目标，并能有效对付饱和攻击和严重的电子干扰，最大作用距离可达几百公里。该型雷达的研制，为舰载固态有源阵相控阵雷达的发展指明了方向。
2.广泛应用自适应技术
未来的复杂、多变海战环境要求舰载相控阵雷达能在各种条件下自适应工作，使雷达与使用环境始终处于最佳的匹配状态。目前舰载相控阵雷达开始研究和应用下列几种技术。
(1)自适应波束形成和调零
在波控计算机的控制下，自适应形成雷达主瓣波束。根据输入特性，按照一定的算法准则进行自适应加权控制，使方向图零位自动对准干扰方向，从而最大限度地提高信噪比，有效抑制干扰。
（2）自适应波束控制
其目的是完成雷达资源的自适应分配，它要求舰载相控阵雷达按一定的准则检测到目标后，用高的增益（窄波束）或长的驻留时间去确认并跟踪目标；对于受干扰的区域，根据干扰和杂波干扰的严重程度，分别采用相应的更高增益和更长的驻留时间去对抗干扰和抑制海杂波；跟踪状态（特别是低角跟踪状态）采用比搜索状态更高的数据率。
（3）自适应旁瓣对消
设置按一定规律排列的N个辅助天线，对辅助天线收到的干扰信号进行自适应加权处理，使之与主瓣收到的干扰信号相对消，达到抑制干扰的目的。要实现自适应旁瓣相消，需解决相消器权集的自适应处理。目前提出的权集自适应处理方法有：最陡下降法（迭代公式简单，易于数字电路实现）；共轭梯度法（运算量较小和收敛速度较快）；矩阵直接求逆法（可适用于变化极快的干扰环境）。
（4）自适应波形
对于不同的环境采用不同的波形（不同脉冲宽度和不同脉冲重复频率）以获得最佳的探测性能。如美国的FLEXAR舰载相控阵雷达，采用 14000种不同的信号波形，通过可编程信号处理机与多模发射机及三通道接收机有机结合，自适应地改变雷达波形，使其与雷达工作环境匹配。
（5）极化自适应
所谓极化自适应是适时地调整天线发射电磁波的极化，使它与干扰环境相适应（如抗雨杂波采用右旋极化，抗海杂波适用水平极化），从而达到有效抑制杂波干扰的目的，提高雷达发现目标和跟踪目标的能力。
此外，在舰载相控阵雷达中，还采用自适应频率捷变、自适应动目标显示、自适应工作方式选择、自适应恒虚警接收、自适应航迹相关等技术，提高了舰载相控阵雷达发现、跟踪、抗干扰、可*性等综合能力。
近几年来，数字波束形成的应用和实时自适处理的发展使舰载相控阵雷达的自适应能力提高到一个新水平。数字波束形成是采用数字技术实现瞬时多波束，并能对干扰源自适应瞄零，有很强的自适应处理能力，并可获得超分辨率和超低旁瓣性能。
3.光电技术广泛应用
光纤与波导、同轴电缆、微带线相比具有传输性能好，可实现多信号的多路传输，光功率分配网络可以很好避免电磁干扰及各路信号之间的串扰，光纤对温度变化的敏感较之同轴电缆与微带线低一个数量级，光纤的传输速率高、损耗低等优点，可使舰载相控阵雷达的性能得到较大改善。因此，光电技术在舰载相控阵雷达中的应用越来越广泛。
（1）在相控阵天线中的应用
为了保证相控阵雷达中各路发射信号在-40 dB旁瓣电平时的幅度与相位一致性，其性能分别要求达到0.1 dB（幅度）和1DangerCode;（相位），从而给微波功率分配网络的结构设计、安装和调整等带来一系列困难。如果用光分配网络来取代微波功率分配网络，就能解决上述问题。美国罗姆航空发展中心已成功研制利用光纤传输的光信号来控制高精度相控阵天线。如果使用集成的单片光电器件，就能使相控阵天线达到更高的精度（11位）。
（2）在波束形成网络中的应用
传统的波束形成网络是用馈线功率分配器、功率相加器和固定移相器等来实现的，如用光纤代替时，光纤既可作为传输信道，又可作为光信号分配器和实时信号延时所需的调节器，可获得很高的相加网络的相位精度且抗电磁干扰性能好，温度稳定性也高。
（3）在数字波束形成网络中的应用
舰载相控阵雷达有多达数千个收发组件，因此数字波束形成处理器与收发组件之间的接口以及射频、中频的控制信号的传输，若用一般的导线和电缆，不但会出现阵列空间无法容纳的困难，而且还会导致射频接口处引入的幅相误差更难解决。光纤有较大的带宽，一根光纤上能运载许多信号（全部信息与收/发组件的对接可用一根光纤来完成），而且重量轻、体积小，这无疑是解决数字波束形成的一种有效而实用的技术。
（4）采用光纤传输相控阵雷达的控制信号
为了实现相控阵天线波束的高速灵活扫描，需要向成千上万个数字式移相器提供大量的波束控制信号；为了完成变极化控制，也需对成千上万个天线单元提供极化控制信号；为了获得超低旁瓣天线，除用移相器进行相位补偿外，往往还需对各单元的信号幅度实施补偿和调整，同样也需要向各单元提供控制信号；将这些信号从计算机送至上述有关部分，也需要一个控制信号的分配系统。采用光纤传输这些控制信号，就可利用光纤的高传输速率来简化系统结构、节省设备量、缩小体积、减轻重量，提高抗电磁干扰能力。
（5）在信号处理和数据处理中的应用
采用光纤和光电集成电路处理雷达信号，比用电子线路、声表器件或电荷耦合器件的性能优越得多。用光纤可有效地构成宽带延迟线（能达1 ms的延迟时间，时间带宽积可达106,超过常规和其它发展中的延迟线的3个数量级）自适应横向滤波器和匹配滤波器。目前已研制出用铌铵锂化合材料作衬底的光集成电路元件，预计近期可研制出3 000 Hz采样速率的光电集成A/D变换电路，可用于雷达信号和数据处理。
（6）在相控阵校准系统中的应用
为了使相控阵雷达的性能达到最佳状态，必须对其监控和校准。由于幅相控制的要求更加严格，将有源阵单元全部置于开环控制状态是不现实的，需要实现一种通用的内置校准和监控，这就需要注入一个校准信号。校准信号注入精度的要求是很严格的，用光纤分支接头能满足其需求。这种分支接头具有很高的插入相位稳定度，并可把一路参考信号分配给多个带有小探针或其它射频注入耦合器的光电检测器。
4.进一步缩小体积、减轻重量、降低成本和提高可*性及维修性
（1）缩小体积、减轻重量、降低成本
由于舰艇的空间有限，要求舰载相控阵雷达应尽可能做到体积小和重量轻，降低造价。目前，可采取如下措施：在微波集成电路技术上力争有所突破，研制质优、价廉的收/发组件；采用微带线和光电技术；采用设计和组装的系统研究法；采用新体制，如螺旋移相单元和圆顶天线相结合的新体制等；利用最优成本公式及阵列稀化技术，减少舰载相控阵组成单元的数量，采用整体子阵组件方法；采用具有单片芯片插件的混合组件；采用组件的自动化生产和组装技术等。
（2）提高可*性和可维修性
舰载相控阵雷达所处的工作环境条件及舰船对雷达系统性能的特殊要求，使舰载相控阵雷达的可*性设计比陆用相控阵雷达更为重要，也更加困难。因此，在提高舰载相控阵雷达可*性方面需采用固态技术，特别是采用固态有源收/发组件；实行标准化，最大限度地减少元件品种；降低元件额定值，选用已确认的可*元件；采用负载分配法、有选择的在线备份法；采用功能模件化、重新组合法等。
为了提高舰载相控阵雷达的可维修性，可采取以下措施：尽量采用模块化技术；使用智能维修设备，提高故障定位精度；进行设备内部关键元器件的可接近性设计，使那些最容易出故障的部件最容易接近；尽量减少每个可更换单元对外连接线的数目；采用标准化部件、插入式单元；采用过载保护装置等。
五、结束语
总之，舰载相控阵雷达发展的总趋势是以固态有源阵和数字波束形成为核心，综合应用有关高新技术，使其潜力得到更充分的发挥。随着有源阵列、数字波束形成、超低旁瓣天线、大容量实时处理、光电技术和MMIC等高新技术的迅速发展，将把舰载相控阵雷达的发展推向一个崭新的阶段。
定义
雷达是舰艇上普遍装备的一种探测设备。主要由天线、收发开关、发射机、接收机、终端设备（或显示器）、天线控制设备和定时器组成。雷达的工作原理是：发射机在定时器的控制下，产生高频大功率的脉冲串，通过收发开关到达定向天线，以电磁波的形式向外辐射。在天线控制设备的控制下，天线波束按照指定的方向在空间扫描。当电磁波照射到目标上时，二次散射电磁波的一部分到达雷达天线，经收发开关至接收机，进行放大、混频和检波等处理后，送到雷达终端设备。
雷达技术是指为实现和完善雷达的探测功能而开发的一系列技术的总和。
[相关技术]电子技术；光电技术；电子技术；探测技术；信息系统技术
[技术难点]
舰载雷达组网，实现天/地一体化雷达探测是舰艇雷达系统发展的趋势，这是一项复杂的系统工程，目前需要解决的技术难点有（1）星载雷达、预警机雷达、双- 多基地雷达和超视距雷达等领域的关键技术；（2）时间统一标准，通常各雷达天线的扫描是完全异步的，如无统一的时间标准，就很难进行信息综合；（3）研究自适应极化、频率综合控制和能量最佳分配技术；（4）多种误差（距离误差、方位误差、时间误差和定位误差等）的校准；（5）雷达网多频率的电磁兼容等。
[国外概况]
一、舰载雷达的种类
在现代海战中，参战双方的舰艇通常是以编队的形式在海上保持存在。海上的舰艇编队随时都有可能遭受来自空中、海上和水下的攻击，为对付这些威胁，舰艇编队普遍采用"分层防御"的战术。由航母舰载机、各种舰用导弹和火炮承担防御任务，而舰艇雷达系统的使命则是为舰艇编队提供预警和确保这些武器威力的正常发挥。
舰艇上装备的主要雷达有：
1、舰载多功能相控阵雷达
担任航母编队区域防空主力舰的典型代表是美国的"提康德洛加"级导弹巡洋舰。该舰上的"宙斯盾"武器系统是美海军先进的综合性区域防空系统。该系统采用了AN/SPY-1相控阵雷达与垂直发身的"标准-2"对空导弹相配合的体制。"标准-2"导弹发射后，先由SPY-1进行指令制导，使导弹按一条节能的轨道接近目标，直到导弹飞近目标的最后数秒时，SPY-1才转交给SPG-62照射雷达进行制导。这样，照射雷达就不必在导弹的整个飞行期间跟踪目标，从而使舰上的4部SPG-62可用来对付一次来袭的18个目标（以往的系统智能只能对付2-4个目标），而导弹的发射速率可达每秒1发。该系统的心脏就是SPY-1多功能相控阵雷达。
美国除了研制SPY-1舰载多功能相控阵雷达外，还研制了SPQ-11双孔径透镜相控阵雷达、FAST、FARS、AAR等型号众多的适合于装备不同舰艇的舰载相控阵雷达。其它国家也相继研制和装备了舰载相控阵雷达，如法国的ARABEL和TRISKEL，俄罗斯的"天空哨兵"、CCB-33和CCB- 501，英国的MESAR、TRISAR和TRIXSAR，意、英、法联合研制的EMPAR，荷兰的EXPAR和SMART，日本的OPS-24，瑞典的 ELSA等舰载相控阵雷达，共30余种型号。
2 远程对空警戒雷达
这种雷达用于探测中、高空远距离目标，测定空中目标的方位和距离坐标，为三坐标雷达或其它舰载武器系统雷达提供目标指示，要求相当远的作用距离（最好略大于三坐标雷达数十公里）。因此，天线尺寸较大，发射功率也高。这种雷达过去主要工作在米波波段，目前已趋向L波段.
美国的AN/SPS-49、AN/SPS-40和AN/SPS-43，英国的RN965和S1022，俄罗斯的"大网"、"顶网A"和"顶网B"，法国的 DRBV-23、DRBV-26和DRBV-27，意大利的RAN-3L，荷兰的LW08等均属这类雷达。
3 中程对空对海雷达
这种雷达主要用于探测海上及中低空中程目标，为舰载武器指挥系统提供目标指示信息。美国的AN/SPS-58/65系列和AN/SPS-67(V)，意大利的RAN-10S、RAN11L/X和RAN12L/X，俄罗斯的"细网"和"方形结"，英国的RN1030、RN1800、AWS-4和AWS-5，法国的"海虎"Ⅱ，荷兰的DA08，瑞典的"海上长颈鹿"和以色列的EL/M-2207等均属这类雷达。
4 导弹制导雷达和炮瞄雷达
导弹制导（攻击）雷达的任务是为舰空或舰舰导弹提供发射诸参数，在导弹飞行中提供波束制导或制导指令，以提高导弹命中目标的概率，并减少导弹受干扰的程度。如英国的RN909、RN910和ST805，美国的AN/SPG-51和AN/SPG-55，俄罗斯的"前灯"、"突现群"、"活门板"和"十字剑"，法国的DRBR-51，意大利的RAN-30X和瑞典的9LV-200MK2等均属这类雷达。
炮瞄雷达用于给火炮提供精确的坐标（舷角、距离、仰角），以使火炮迅速而准确地捕获目标，从而提高火炮命中率。为了满足战术技术上的要求，炮瞄雷达总是选用X频段工作。炮瞄雷达有圆锥扫描和单脉冲两种体制。圆锥扫描雷达结构较简单，但测量精度较低，且抗干扰能力差；单脉冲雷达虽然结构和技术上较复杂，且造价高，但可获得较高的系统精度、分辨率、数据率、信号带宽及良好的抗干扰性能。
美国的AN/SPG-34和AN/SPG-35，俄罗斯的"鹰叫"和"枭叫"，英国的RN912，法国的"波里克斯"，意大利的RTN-10X等属圆锥扫描体制；美国的AN/SPG-55和AN/SPG-56，俄罗斯的"鸢叫"和"歪椴树"，法国的"海狸"和"海狸"-II，荷兰的"西格纳尔"M20系列等属单脉冲体制。
另外，在航空母舰及其舰载机上还装备有预警机雷达、对空引导兼目标指示雷达、舰载机着舰引导雷达等。
二、舰载雷达的作用和关键技术
舰载雷达发展已相当成熟，其关键技术主要体现在雷达的新体制（或特殊体制）和新技术中。
1 舰载相控阵雷达的作用及其关键技术
舰载相控阵雷达在舰艇编队雷达网络中发挥了极大的作用：增强了网内雷达功能的综合性，不但可解决原先船上各种功能的众多雷达天线密集架设和信号相互干扰的矛盾，更重要的还在于有利于信息显示、数据处理与缩短反应时间，从而能有效地对付高密度的饱和攻击；能实现极灵活的波束扫描和能量的自适应管理，有利于抗干扰和抗反辐射导弹；可获得最大功率孔径积，有利于反隐身目标；是实现探测和武器控制一体化的重要途径，从而可大大提高舰艇对空防御的实时性和有效性；具有超带宽收/发组件的有源相控阵火控雷达，除具有雷达探测功能外，还可完成电子侦察和电子干扰等多种功能，这种雷达和电子战设备的一体化，大大提高了雷达的电子对抗能力，是雷达武器化的一个重要途径。舰载相控阵雷达的发展十分迅速，但尚存在下列关键问题需解决。
（1）研制廉价、高性能的固态收/发组件。舰载有源相控阵雷达代表了舰载相控阵雷达的发展方向，其性能和成本主要取决于收/发组件的性能和成本，因此，如何研制出性能优良而廉价的固态收/发组件，是迫切需要解决的关键问题。
（2）数字波束形成及实时自适应处理。数字波束形成（DBF）技术是采纳用数字技术实现瞬时多波束及实时自适应处理的一种新的雷达技术。一方面，舰载相控阵雷达采用有源体制后易于实现DBF，另一方面，DBF技术与有源阵列结合又给雷达领域带来一场新的革命，因而使得DBF技术成了舰载有源相控阵雷达的关键技术之一。但是，DBF本身又有许多关键问题有待解决。
（3）模块化设计。由于舰载相控阵雷达的固有特点，使其模块化设计的重要性和难度均大于一般的舰载雷达。
（4）低副瓣和极低副瓣阵列天线。通过补偿互耦对单元口径电流分布的影响、减少阵列天线的缓变误差、随机误差、系统误差和改进测试技术等来达到，目前的水平已能达到-40dB（在10%带宽内）。
（5）缩小体积、减轻重量。可通过使用固态收/发组件、微带线、在信号分配网络中应用光纤技术、采用技术和组装的系统研究法、采用新体制、广泛采用集成电路和微波集成电路等达到此目的。
（6）降低成本。通过利用最优化成本公式，以及阵列稀化技术、整体子阵组件方法、具有单片芯片插件的混合组件、自动化生产和组装技术、设计和组装相控阵的系统研究法等，达到降低成本的目的。
（7）提高可*性和可维修性。通过采用固态技术、设计和组装的系统研究法、实行标准化、确定元件额定值方法、选用已确认的可*性元件、确定验收试验和分类及验收要求、负载均分法、有选择的在线备份法、功能模块化、重新配置法等来提高可*性；通过采用模块化、自动故障诊断、智能维修设备、关键元器件的可接近设计、过载保护装置等来达到可维修性要求。
2 双－多基地雷达的作用及其关键技术
收、发分开，并且收发分置的距离和目标探测距离相当的雷达才能真正成为双－多基地雷达。它有多种配置方式，其中接收机装舰，而发射机置于同步卫星上是未来舰载双－多基地雷达的理想工作模式。
双－多基地雷达有如下优点：
（1）反隐身：目前的隐身飞行器主要是减小鼻锥方向DangerCode;45度范围之内的雷达散射截面积（RCS），而目标的RCS随着双基地角度增大而增大，当双基角在130～180度时，被探测目标的RCS值会显著增大。
（2）抗反辐射导弹（ARM）：接收站是无源的，可部署在前沿阵地，使导弹无寻的源；而发射站置于安全地带或卫星或飞行器上，使ARM难以接近。
（3）抗电子干扰：接收站是无源的，能被侦察和定位的只有发射站，因而大功率定向干扰及各种欺骗干扰只能针对发射站；现代干扰飞机在方位上采用了先进的干扰功率管理技术，这恰好能被双－多基地雷达利用而明显降低雷达接收站的干扰电平。
（4）抗低空突防：置于预警机或卫星上的发射机，可根据要求探测低空目标区域；尽可能将接收机放在前沿阵地，可有效地改善低空探测范围；对空/空配置的双基系统还可利用杂波调谐效应有效地探测低空目标。
双－多基地雷达必须重点突破的关键技术有：
（1）空间同步：使接收波束始终能覆盖发射波束的探测脉冲所照射的空域。解决空间同步的方法有步进扫描、泛光波束和脉冲追赶法等，其中脉冲追赶法是目前完成空间同步的优选方案。所谓脉冲追赶法，就是用窄的接收波束去追赶发射脉冲在不同时间的空间位置，把空间滤波和时间滤波结合起来，这样不仅避免了雷达能量的损失，而且降低了因采用多波束接收而引入的昂贵费用，同时具有针形波形波束扫描和多波束接收方案所具备的优点。
（2）时间同步：测量距离时，在发射站和接收站之间需要时间同步。同步系统直接将发射触发送至接收站并与接收站自己产生的相同形式的主触发进行时差判别，时差大于一定值（如0.2us）时由发射站发来的触发同步一次。
（3）相位同步：有两种手段，一是将发射站的原子钟的输出直接送至接收站作为接收站的频率源的基准实现相位同步：二是两站分别设置一台原子钟，由原子钟的高频率稳定度及系统的相参体制来保证相参，从而实现相位同步。
3 . 超视距雷达的作用及其关键技术
超视距雷达（OTHR）在舰艇编队雷达网中的作用，主要体现在为舰艇编队提供水面目标的超视距探测手段（当然还能增强反隐身和抗ARM能力），以便充分发挥反舰导弹的威力（常规舰艇雷达受视距的限制）。
OTHR有天波OTHR（利用电离层对短波的反射效应使电波传播到远方）、地波OTHR（利用长波、中波和短波在地球和海表面的绕射效应使电波沿曲线传播）和利用大气波导的微波OTHR。前一种天线尺寸太，只适用于架设在海岸，后两种适用于舰载。
舰载地波OTHR不仅能提供早期预警（低空性能好，能提供全时域覆盖，成本又比机载预警系统低一个数量级），而且对探测隐身目标具有潜在的效能（存在使隐身失效的频率），还能有效地抗ARM，且超视距探?br> 舰载雷达系统是确保舰艇及编队实现对空中、水面、水下和岸上威胁的分层防御的重要保证。随着技术的发展，舰载雷达系统将能够拥有更强的抗电子干扰、抗反辐射导弹、抗雷达探测、抗高速反舰导弹的低空和超低空打击的能力，实现所有舰艇之间的信息资源共享，从而更好地满足舰艇编队的防御要求。
四、舰载相控阵雷达发展趋势
1.固态有源阵是舰载相控阵雷达的发展方向
多功能相控阵雷达的技术体制有2种基本类型：一种是集中馈电的无源阵技术体制，即雷达的发射机是一个整体式分机，集中向天线阵面馈电；另一种是固态有源阵技术体制，其发射机是分布式，在天线阵面上的每个或数个辐射单元后面均接有固态收发组件，由于天线阵面上存在着数千个直接向空间辐射能量的功率源器件，所以称为有源相控阵雷达。
有源相控阵雷达与无源相控阵雷达相比，存在以下明显的优点：
（1）由于有源相控阵雷达的发射机直接分布在阵面上，因此发射馈线损耗小，与无源相控阵雷达相比，减少4倍以上，则使雷达的探测距离明显增大;
（2）由于有源相控阵雷达的天线阵面上的每一个单元相当于一部小发射机，只有当20%以上的收发组件失效后才会严重影响雷达性能。当仅有 10%组件失效时，雷达的作用距离仅减少3%左右，影响甚小。相反，无源相控阵雷达是采用一部集中式发射机，当发射机出现故障时，会导致整部雷达不能工作。由此可见，有源比无源相控阵雷达的任务可*性有较大提高;
（3）有源相控阵雷达可发射灵活易变的大占空比发射波形，使其发射的脉冲功率大大降低，不易被敌方侦察机截获，具有良好的低截获概率性能。而无源相控阵雷达因受大功率发射管的制约，雷达工作占空比受到限制，使其发射的脉冲功率较大，易被敌方侦察和截获并受到干扰;
（4）采用大量砷化镓微波集成电路的有源相控阵雷达，可明显减小雷达的体积、重量以及降低成本和提高可行性，更适于装舰;
（5）有源相控阵雷达更有利于采用先进的数字波束形成技术，实现天线波束自适应控制，使其零点对准干扰方向，大大提高了抗干扰能力。
总之，有源相控阵雷达是集现代阵列理论、超大规模集成电路、高速计算机、先进固态器件及光电技术为一体的新技术产物，充分体现了现代化科学的发展水平，它具有多功能、远距离、高精度、高灵活性、高可*性以及优良的抗干扰能力等鲜明特征，为舰载雷达的发展开辟了新的里程。
鉴于上述优点，世界上很多国家竞相研制固态有源相控阵雷达，并取得了可喜成果。英国普莱赛雷达公司和海军科学研究中心共同研制的 MESAR（多功能电扫自适应雷达）雷达是固态有源相控阵雷达的典型代表。它采用了砷化镓微波集成电路有源收发模块、数字波束形成、部分自适应阵列、数字脉压、可编程波形产生、可编程信号处理以及光纤传输等新技术。该雷达能同时跟踪多达50个目标，并能有效对付饱和攻击和严重的电子干扰，最大作用距离可达几百公里。该型雷达的研制，为舰载固态有源阵相控阵雷达的发展指明了方向。
2.广泛应用自适应技术
未来的复杂、多变海战环境要求舰载相控阵雷达能在各种条件下自适应工作，使雷达与使用环境始终处于最佳的匹配状态。目前舰载相控阵雷达开始研究和应用下列几种技术。
(1)自适应波束形成和调零
在波控计算机的控制下，自适应形成雷达主瓣波束。根据输入特性，按照一定的算法准则进行自适应加权控制，使方向图零位自动对准干扰方向，从而最大限度地提高信噪比，有效抑制干扰。
（2）自适应波束控制
其目的是完成雷达资源的自适应分配，它要求舰载相控阵雷达按一定的准则检测到目标后，用高的增益（窄波束）或长的驻留时间去确认并跟踪目标；对于受干扰的区域，根据干扰和杂波干扰的严重程度，分别采用相应的更高增益和更长的驻留时间去对抗干扰和抑制海杂波；跟踪状态（特别是低角跟踪状态）采用比搜索状态更高的数据率。
（3）自适应旁瓣对消
设置按一定规律排列的N个辅助天线，对辅助天线收到的干扰信号进行自适应加权处理，使之与主瓣收到的干扰信号相对消，达到抑制干扰的目的。要实现自适应旁瓣相消，需解决相消器权集的自适应处理。目前提出的权集自适应处理方法有：最陡下降法（迭代公式简单，易于数字电路实现）；共轭梯度法（运算量较小和收敛速度较快）；矩阵直接求逆法（可适用于变化极快的干扰环境）。
（4）自适应波形
对于不同的环境采用不同的波形（不同脉冲宽度和不同脉冲重复频率）以获得最佳的探测性能。如美国的FLEXAR舰载相控阵雷达，采用 14000种不同的信号波形，通过可编程信号处理机与多模发射机及三通道接收机有机结合，自适应地改变雷达波形，使其与雷达工作环境匹配。
（5）极化自适应
所谓极化自适应是适时地调整天线发射电磁波的极化，使它与干扰环境相适应（如抗雨杂波采用右旋极化，抗海杂波适用水平极化），从而达到有效抑制杂波干扰的目的，提高雷达发现目标和跟踪目标的能力。
此外，在舰载相控阵雷达中，还采用自适应频率捷变、自适应动目标显示、自适应工作方式选择、自适应恒虚警接收、自适应航迹相关等技术，提高了舰载相控阵雷达发现、跟踪、抗干扰、可*性等综合能力。
近几年来，数字波束形成的应用和实时自适处理的发展使舰载相控阵雷达的自适应能力提高到一个新水平。数字波束形成是采用数字技术实现瞬时多波束，并能对干扰源自适应瞄零，有很强的自适应处理能力，并可获得超分辨率和超低旁瓣性能。
3.光电技术广泛应用
光纤与波导、同轴电缆、微带线相比具有传输性能好，可实现多信号的多路传输，光功率分配网络可以很好避免电磁干扰及各路信号之间的串扰，光纤对温度变化的敏感较之同轴电缆与微带线低一个数量级，光纤的传输速率高、损耗低等优点，可使舰载相控阵雷达的性能得到较大改善。因此，光电技术在舰载相控阵雷达中的应用越来越广泛。
（1）在相控阵天线中的应用
为了保证相控阵雷达中各路发射信号在-40 dB旁瓣电平时的幅度与相位一致性，其性能分别要求达到0.1 dB（幅度）和1DangerCode;（相位），从而给微波功率分配网络的结构设计、安装和调整等带来一系列困难。如果用光分配网络来取代微波功率分配网络，就能解决上述问题。美国罗姆航空发展中心已成功研制利用光纤传输的光信号来控制高精度相控阵天线。如果使用集成的单片光电器件，就能使相控阵天线达到更高的精度（11位）。
（2）在波束形成网络中的应用
传统的波束形成网络是用馈线功率分配器、功率相加器和固定移相器等来实现的，如用光纤代替时，光纤既可作为传输信道，又可作为光信号分配器和实时信号延时所需的调节器，可获得很高的相加网络的相位精度且抗电磁干扰性能好，温度稳定性也高。
（3）在数字波束形成网络中的应用
舰载相控阵雷达有多达数千个收发组件，因此数字波束形成处理器与收发组件之间的接口以及射频、中频的控制信号的传输，若用一般的导线和电缆，不但会出现阵列空间无法容纳的困难，而且还会导致射频接口处引入的幅相误差更难解决。光纤有较大的带宽，一根光纤上能运载许多信号（全部信息与收/发组件的对接可用一根光纤来完成），而且重量轻、体积小，这无疑是解决数字波束形成的一种有效而实用的技术。
（4）采用光纤传输相控阵雷达的控制信号
为了实现相控阵天线波束的高速灵活扫描，需要向成千上万个数字式移相器提供大量的波束控制信号；为了完成变极化控制，也需对成千上万个天线单元提供极化控制信号；为了获得超低旁瓣天线，除用移相器进行相位补偿外，往往还需对各单元的信号幅度实施补偿和调整，同样也需要向各单元提供控制信号；将这些信号从计算机送至上述有关部分，也需要一个控制信号的分配系统。采用光纤传输这些控制信号，就可利用光纤的高传输速率来简化系统结构、节省设备量、缩小体积、减轻重量，提高抗电磁干扰能力。
（5）在信号处理和数据处理中的应用
采用光纤和光电集成电路处理雷达信号，比用电子线路、声表器件或电荷耦合器件的性能优越得多。用光纤可有效地构成宽带延迟线（能达1 ms的延迟时间，时间带宽积可达106,超过常规和其它发展中的延迟线的3个数量级）自适应横向滤波器和匹配滤波器。目前已研制出用铌铵锂化合材料作衬底的光集成电路元件，预计近期可研制出3 000 Hz采样速率的光电集成A/D变换电路，可用于雷达信号和数据处理。
（6）在相控阵校准系统中的应用
为了使相控阵雷达的性能达到最佳状态，必须对其监控和校准。由于幅相控制的要求更加严格，将有源阵单元全部置于开环控制状态是不现实的，需要实现一种通用的内置校准和监控，这就需要注入一个校准信号。校准信号注入精度的要求是很严格的，用光纤分支接头能满足其需求。这种分支接头具有很高的插入相位稳定度，并可把一路参考信号分配给多个带有小探针或其它射频注入耦合器的光电检测器。
4.进一步缩小体积、减轻重量、降低成本和提高可*性及维修性
（1）缩小体积、减轻重量、降低成本
由于舰艇的空间有限，要求舰载相控阵雷达应尽可能做到体积小和重量轻，降低造价。目前，可采取如下措施：在微波集成电路技术上力争有所突破，研制质优、价廉的收/发组件；采用微带线和光电技术；采用设计和组装的系统研究法；采用新体制，如螺旋移相单元和圆顶天线相结合的新体制等；利用最优成本公式及阵列稀化技术，减少舰载相控阵组成单元的数量，采用整体子阵组件方法；采用具有单片芯片插件的混合组件；采用组件的自动化生产和组装技术等。
（2）提高可*性和可维修性
舰载相控阵雷达所处的工作环境条件及舰船对雷达系统性能的特殊要求，使舰载相控阵雷达的可*性设计比陆用相控阵雷达更为重要，也更加困难。因此，在提高舰载相控阵雷达可*性方面需采用固态技术，特别是采用固态有源收/发组件；实行标准化，最大限度地减少元件品种；降低元件额定值，选用已确认的可*元件；采用负载分配法、有选择的在线备份法；采用功能模件化、重新组合法等。
为了提高舰载相控阵雷达的可维修性，可采取以下措施：尽量采用模块化技术；使用智能维修设备，提高故障定位精度；进行设备内部关键元器件的可接近性设计，使那些最容易出故障的部件最容易接近；尽量减少每个可更换单元对外连接线的数目；采用标准化部件、插入式单元；采用过载保护装置等。
五、结束语
总之，舰载相控阵雷达发展的总趋势是以固态有源阵和数字波束形成为核心，综合应用有关高新技术，使其潜力得到更充分的发挥。随着有源阵列、数字波束形成、超低旁瓣天线、大容量实时处理、光电技术和MMIC等高新技术的迅速发展，将把舰载相控阵雷达的发展推向一个崭新的阶段。
定义 雷达是舰艇上普遍装备的一种探测设备。主要由天线、收发开关、发射机、接收机、终端设备（或显示器）、天线控制设备和定时器组成。雷达的工作原理是：发射机在定时器的控制下，产生高频大功率的脉冲串，通过收发开关到达定向天线，以电磁波的形式向外辐射。在天线控制设备的控制下，天线波束按照指定的方向在空间扫描。当电磁波照射到目标上时，二次散射电磁波的一部分到达雷达天线
定义
雷达是舰艇上普遍装备的一种探测设备。主要由天线、收发开关、发射机、接收机、终端设备（或显示器）、天线控制设备和定时器组成。雷达的工作原理是：发射机在定时器的控制下，产生高频大功率的脉冲串，通过收发开关到达定向天线，以电磁波的形式向外辐射。在天线控制设备的控制下，天线波束按照指定的方向在空间扫描。当电磁波照射到目标上时，二次散射电磁波的一部分到达雷达天线，经收发开关至接收机，进行放大、混频和检波等处理后，送到雷达终端设备。
雷达技术是指为实现和完善雷达的探测功能而开发的一系列技术的总和。
[相关技术]电子技术；光电技术；电子技术；探测技术；信息系统技术
[技术难点]
舰载雷达组网，实现天/地一体化雷达探测是舰艇雷达系统发展的趋势，这是一项复杂的系统工程，目前需要解决的技术难点有（1）星载雷达、预警机雷达、双- 多基地雷达和超视距雷达等领域的关键技术；（2）时间统一标准，通常各雷达天线的扫描是完全异步的，如无统一的时间标准，就很难进行信息综合；（3）研究自适应极化、频率综合控制和能量最佳分配技术；（4）多种误差（距离误差、方位误差、时间误差和定位误差等）的校准；（5）雷达网多频率的电磁兼容等。
[国外概况]
一、舰载雷达的种类
在现代海战中，参战双方的舰艇通常是以编队的形式在海上保持存在。海上的舰艇编队随时都有可能遭受来自空中、海上和水下的攻击，为对付这些威胁，舰艇编队普遍采用"分层防御"的战术。由航母舰载机、各种舰用导弹和火炮承担防御任务，而舰艇雷达系统的使命则是为舰艇编队提供预警和确保这些武器威力的正常发挥。
舰艇上装备的主要雷达有：
1、舰载多功能相控阵雷达
担任航母编队区域防空主力舰的典型代表是美国的"提康德洛加"级导弹巡洋舰。该舰上的"宙斯盾"武器系统是美海军先进的综合性区域防空系统。该系统采用了AN/SPY-1相控阵雷达与垂直发身的"标准-2"对空导弹相配合的体制。"标准-2"导弹发射后，先由SPY-1进行指令制导，使导弹按一条节能的轨道接近目标，直到导弹飞近目标的最后数秒时，SPY-1才转交给SPG-62照射雷达进行制导。这样，照射雷达就不必在导弹的整个飞行期间跟踪目标，从而使舰上的4部SPG-62可用来对付一次来袭的18个目标（以往的系统智能只能对付2-4个目标），而导弹的发射速率可达每秒1发。该系统的心脏就是SPY-1多功能相控阵雷达。
美国除了研制SPY-1舰载多功能相控阵雷达外，还研制了SPQ-11双孔径透镜相控阵雷达、FAST、FARS、AAR等型号众多的适合于装备不同舰艇的舰载相控阵雷达。其它国家也相继研制和装备了舰载相控阵雷达，如法国的ARABEL和TRISKEL，俄罗斯的"天空哨兵"、CCB-33和CCB- 501，英国的MESAR、TRISAR和TRIXSAR，意、英、法联合研制的EMPAR，荷兰的EXPAR和SMART，日本的OPS-24，瑞典的 ELSA等舰载相控阵雷达，共30余种型号。
2 远程对空警戒雷达
这种雷达用于探测中、高空远距离目标，测定空中目标的方位和距离坐标，为三坐标雷达或其它舰载武器系统雷达提供目标指示，要求相当远的作用距离（最好略大于三坐标雷达数十公里）。因此，天线尺寸较大，发射功率也高。这种雷达过去主要工作在米波波段，目前已趋向L波段.
美国的AN/SPS-49、AN/SPS-40和AN/SPS-43，英国的RN965和S1022，俄罗斯的"大网"、"顶网A"和"顶网B"，法国的 DRBV-23、DRBV-26和DRBV-27，意大利的RAN-3L，荷兰的LW08等均属这类雷达。
3 中程对空对海雷达
这种雷达主要用于探测海上及中低空中程目标，为舰载武器指挥系统提供目标指示信息。美国的AN/SPS-58/65系列和AN/SPS-67(V)，意大利的RAN-10S、RAN11L/X和RAN12L/X，俄罗斯的"细网"和"方形结"，英国的RN1030、RN1800、AWS-4和AWS-5，法国的"海虎"Ⅱ，荷兰的DA08，瑞典的"海上长颈鹿"和以色列的EL/M-2207等均属这类雷达。
4 导弹制导雷达和炮瞄雷达
导弹制导（攻击）雷达的任务是为舰空或舰舰导弹提供发射诸参数，在导弹飞行中提供波束制导或制导指令，以提高导弹命中目标的概率，并减少导弹受干扰的程度。如英国的RN909、RN910和ST805，美国的AN/SPG-51和AN/SPG-55，俄罗斯的"前灯"、"突现群"、"活门板"和"十字剑"，法国的DRBR-51，意大利的RAN-30X和瑞典的9LV-200MK2等均属这类雷达。
炮瞄雷达用于给火炮提供精确的坐标（舷角、距离、仰角），以使火炮迅速而准确地捕获目标，从而提高火炮命中率。为了满足战术技术上的要求，炮瞄雷达总是选用X频段工作。炮瞄雷达有圆锥扫描和单脉冲两种体制。圆锥扫描雷达结构较简单，但测量精度较低，且抗干扰能力差；单脉冲雷达虽然结构和技术上较复杂，且造价高，但可获得较高的系统精度、分辨率、数据率、信号带宽及良好的抗干扰性能。
美国的AN/SPG-34和AN/SPG-35，俄罗斯的"鹰叫"和"枭叫"，英国的RN912，法国的"波里克斯"，意大利的RTN-10X等属圆锥扫描体制；美国的AN/SPG-55和AN/SPG-56，俄罗斯的"鸢叫"和"歪椴树"，法国的"海狸"和"海狸"-II，荷兰的"西格纳尔"M20系列等属单脉冲体制。
另外，在航空母舰及其舰载机上还装备有预警机雷达、对空引导兼目标指示雷达、舰载机着舰引导雷达等。
二、舰载雷达的作用和关键技术
舰载雷达发展已相当成熟，其关键技术主要体现在雷达的新体制（或特殊体制）和新技术中。
1 舰载相控阵雷达的作用及其关键技术
舰载相控阵雷达在舰艇编队雷达网络中发挥了极大的作用：增强了网内雷达功能的综合性，不但可解决原先船上各种功能的众多雷达天线密集架设和信号相互干扰的矛盾，更重要的还在于有利于信息显示、数据处理与缩短反应时间，从而能有效地对付高密度的饱和攻击；能实现极灵活的波束扫描和能量的自适应管理，有利于抗干扰和抗反辐射导弹；可获得最大功率孔径积，有利于反隐身目标；是实现探测和武器控制一体化的重要途径，从而可大大提高舰艇对空防御的实时性和有效性；具有超带宽收/发组件的有源相控阵火控雷达，除具有雷达探测功能外，还可完成电子侦察和电子干扰等多种功能，这种雷达和电子战设备的一体化，大大提高了雷达的电子对抗能力，是雷达武器化的一个重要途径。舰载相控阵雷达的发展十分迅速，但尚存在下列关键问题需解决。
（1）研制廉价、高性能的固态收/发组件。舰载有源相控阵雷达代表了舰载相控阵雷达的发展方向，其性能和成本主要取决于收/发组件的性能和成本，因此，如何研制出性能优良而廉价的固态收/发组件，是迫切需要解决的关键问题。
（2）数字波束形成及实时自适应处理。数字波束形成（DBF）技术是采纳用数字技术实现瞬时多波束及实时自适应处理的一种新的雷达技术。一方面，舰载相控阵雷达采用有源体制后易于实现DBF，另一方面，DBF技术与有源阵列结合又给雷达领域带来一场新的革命，因而使得DBF技术成了舰载有源相控阵雷达的关键技术之一。但是，DBF本身又有许多关键问题有待解决。
（3）模块化设计。由于舰载相控阵雷达的固有特点，使其模块化设计的重要性和难度均大于一般的舰载雷达。
（4）低副瓣和极低副瓣阵列天线。通过补偿互耦对单元口径电流分布的影响、减少阵列天线的缓变误差、随机误差、系统误差和改进测试技术等来达到，目前的水平已能达到-40dB（在10%带宽内）。
（5）缩小体积、减轻重量。可通过使用固态收/发组件、微带线、在信号分配网络中应用光纤技术、采用技术和组装的系统研究法、采用新体制、广泛采用集成电路和微波集成电路等达到此目的。
（6）降低成本。通过利用最优化成本公式，以及阵列稀化技术、整体子阵组件方法、具有单片芯片插件的混合组件、自动化生产和组装技术、设计和组装相控阵的系统研究法等，达到降低成本的目的。
（7）提高可*性和可维修性。通过采用固态技术、设计和组装的系统研究法、实行标准化、确定元件额定值方法、选用已确认的可*性元件、确定验收试验和分类及验收要求、负载均分法、有选择的在线备份法、功能模块化、重新配置法等来提高可*性；通过采用模块化、自动故障诊断、智能维修设备、关键元器件的可接近设计、过载保护装置等来达到可维修性要求。
2 双－多基地雷达的作用及其关键技术
收、发分开，并且收发分置的距离和目标探测距离相当的雷达才能真正成为双－多基地雷达。它有多种配置方式，其中接收机装舰，而发射机置于同步卫星上是未来舰载双－多基地雷达的理想工作模式。
双－多基地雷达有如下优点：
（1）反隐身：目前的隐身飞行器主要是减小鼻锥方向DangerCode;45度范围之内的雷达散射截面积（RCS），而目标的RCS随着双基地角度增大而增大，当双基角在130～180度时，被探测目标的RCS值会显著增大。
（2）抗反辐射导弹（ARM）：接收站是无源的，可部署在前沿阵地，使导弹无寻的源；而发射站置于安全地带或卫星或飞行器上，使ARM难以接近。
（3）抗电子干扰：接收站是无源的，能被侦察和定位的只有发射站，因而大功率定向干扰及各种欺骗干扰只能针对发射站；现代干扰飞机在方位上采用了先进的干扰功率管理技术，这恰好能被双－多基地雷达利用而明显降低雷达接收站的干扰电平。
（4）抗低空突防：置于预警机或卫星上的发射机，可根据要求探测低空目标区域；尽可能将接收机放在前沿阵地，可有效地改善低空探测范围；对空/空配置的双基系统还可利用杂波调谐效应有效地探测低空目标。
双－多基地雷达必须重点突破的关键技术有：
（1）空间同步：使接收波束始终能覆盖发射波束的探测脉冲所照射的空域。解决空间同步的方法有步进扫描、泛光波束和脉冲追赶法等，其中脉冲追赶法是目前完成空间同步的优选方案。所谓脉冲追赶法，就是用窄的接收波束去追赶发射脉冲在不同时间的空间位置，把空间滤波和时间滤波结合起来，这样不仅避免了雷达能量的损失，而且降低了因采用多波束接收而引入的昂贵费用，同时具有针形波形波束扫描和多波束接收方案所具备的优点。
（2）时间同步：测量距离时，在发射站和接收站之间需要时间同步。同步系统直接将发射触发送至接收站并与接收站自己产生的相同形式的主触发进行时差判别，时差大于一定值（如0.2us）时由发射站发来的触发同步一次。
（3）相位同步：有两种手段，一是将发射站的原子钟的输出直接送至接收站作为接收站的频率源的基准实现相位同步：二是两站分别设置一台原子钟，由原子钟的高频率稳定度及系统的相参体制来保证相参，从而实现相位同步。
3 . 超视距雷达的作用及其关键技术
超视距雷达（OTHR）在舰艇编队雷达网中的作用，主要体现在为舰艇编队提供水面目标的超视距探测手段（当然还能增强反隐身和抗ARM能力），以便充分发挥反舰导弹的威力（常规舰艇雷达受视距的限制）。
OTHR有天波OTHR（利用电离层对短波的反射效应使电波传播到远方）、地波OTHR（利用长波、中波和短波在地球和海表面的绕射效应使电波沿曲线传播）和利用大气波导的微波OTHR。前一种天线尺寸太，只适用于架设在海岸，后两种适用于舰载。
舰载地波OTHR不仅能提供早期预警（低空性能好，能提供全时域覆盖，成本又比机载预警系统低一个数量级），而且对探测隐身目标具有潜在的效能（存在使隐身失效的频率），还能有效地抗ARM，且超视距探?br> 舰载雷达系统是确保舰艇及编队实现对空中、水面、水下和岸上威胁的分层防御的重要保证。随着技术的发展，舰载雷达系统将能够拥有更强的抗电子干扰、抗反辐射导弹、抗雷达探测、抗高速反舰导弹的低空和超低空打击的能力，实现所有舰艇之间的信息资源共享，从而更好地满足舰艇编队的防御要求。
四、舰载相控阵雷达发展趋势
1.固态有源阵是舰载相控阵雷达的发展方向
多功能相控阵雷达的技术体制有2种基本类型：一种是集中馈电的无源阵技术体制，即雷达的发射机是一个整体式分机，集中向天线阵面馈电；另一种是固态有源阵技术体制，其发射机是分布式，在天线阵面上的每个或数个辐射单元后面均接有固态收发组件，由于天线阵面上存在着数千个直接向空间辐射能量的功率源器件，所以称为有源相控阵雷达。
有源相控阵雷达与无源相控阵雷达相比，存在以下明显的优点：
（1）由于有源相控阵雷达的发射机直接分布在阵面上，因此发射馈线损耗小，与无源相控阵雷达相比，减少4倍以上，则使雷达的探测距离明显增大;
（2）由于有源相控阵雷达的天线阵面上的每一个单元相当于一部小发射机，只有当20%以上的收发组件失效后才会严重影响雷达性能。当仅有 10%组件失效时，雷达的作用距离仅减少3%左右，影响甚小。相反，无源相控阵雷达是采用一部集中式发射机，当发射机出现故障时，会导致整部雷达不能工作。由此可见，有源比无源相控阵雷达的任务可*性有较大提高;
（3）有源相控阵雷达可发射灵活易变的大占空比发射波形，使其发射的脉冲功率大大降低，不易被敌方侦察机截获，具有良好的低截获概率性能。而无源相控阵雷达因受大功率发射管的制约，雷达工作占空比受到限制，使其发射的脉冲功率较大，易被敌方侦察和截获并受到干扰;
（4）采用大量砷化镓微波集成电路的有源相控阵雷达，可明显减小雷达的体积、重量以及降低成本和提高可行性，更适于装舰;
（5）有源相控阵雷达更有利于采用先进的数字波束形成技术，实现天线波束自适应控制，使其零点对准干扰方向，大大提高了抗干扰能力。
总之，有源相控阵雷达是集现代阵列理论、超大规模集成电路、高速计算机、先进固态器件及光电技术为一体的新技术产物，充分体现了现代化科学的发展水平，它具有多功能、远距离、高精度、高灵活性、高可*性以及优良的抗干扰能力等鲜明特征，为舰载雷达的发展开辟了新的里程。
鉴于上述优点，世界上很多国家竞相研制固态有源相控阵雷达，并取得了可喜成果。英国普莱赛雷达公司和海军科学研究中心共同研制的 MESAR（多功能电扫自适应雷达）雷达是固态有源相控阵雷达的典型代表。它采用了砷化镓微波集成电路有源收发模块、数字波束形成、部分自适应阵列、数字脉压、可编程波形产生、可编程信号处理以及光纤传输等新技术。该雷达能同时跟踪多达50个目标，并能有效对付饱和攻击和严重的电子干扰，最大作用距离可达几百公里。该型雷达的研制，为舰载固态有源阵相控阵雷达的发展指明了方向。
2.广泛应用自适应技术
未来的复杂、多变海战环境要求舰载相控阵雷达能在各种条件下自适应工作，使雷达与使用环境始终处于最佳的匹配状态。目前舰载相控阵雷达开始研究和应用下列几种技术。
(1)自适应波束形成和调零
在波控计算机的控制下，自适应形成雷达主瓣波束。根据输入特性，按照一定的算法准则进行自适应加权控制，使方向图零位自动对准干扰方向，从而最大限度地提高信噪比，有效抑制干扰。
（2）自适应波束控制
其目的是完成雷达资源的自适应分配，它要求舰载相控阵雷达按一定的准则检测到目标后，用高的增益（窄波束）或长的驻留时间去确认并跟踪目标；对于受干扰的区域，根据干扰和杂波干扰的严重程度，分别采用相应的更高增益和更长的驻留时间去对抗干扰和抑制海杂波；跟踪状态（特别是低角跟踪状态）采用比搜索状态更高的数据率。
（3）自适应旁瓣对消
设置按一定规律排列的N个辅助天线，对辅助天线收到的干扰信号进行自适应加权处理，使之与主瓣收到的干扰信号相对消，达到抑制干扰的目的。要实现自适应旁瓣相消，需解决相消器权集的自适应处理。目前提出的权集自适应处理方法有：最陡下降法（迭代公式简单，易于数字电路实现）；共轭梯度法（运算量较小和收敛速度较快）；矩阵直接求逆法（可适用于变化极快的干扰环境）。
（4）自适应波形
对于不同的环境采用不同的波形（不同脉冲宽度和不同脉冲重复频率）以获得最佳的探测性能。如美国的FLEXAR舰载相控阵雷达，采用 14000种不同的信号波形，通过可编程信号处理机与多模发射机及三通道接收机有机结合，自适应地改变雷达波形，使其与雷达工作环境匹配。
（5）极化自适应
所谓极化自适应是适时地调整天线发射电磁波的极化，使它与干扰环境相适应（如抗雨杂波采用右旋极化，抗海杂波适用水平极化），从而达到有效抑制杂波干扰的目的，提高雷达发现目标和跟踪目标的能力。
此外，在舰载相控阵雷达中，还采用自适应频率捷变、自适应动目标显示、自适应工作方式选择、自适应恒虚警接收、自适应航迹相关等技术，提高了舰载相控阵雷达发现、跟踪、抗干扰、可*性等综合能力。
近几年来，数字波束形成的应用和实时自适处理的发展使舰载相控阵雷达的自适应能力提高到一个新水平。数字波束形成是采用数字技术实现瞬时多波束，并能对干扰源自适应瞄零，有很强的自适应处理能力，并可获得超分辨率和超低旁瓣性能。
3.光电技术广泛应用
光纤与波导、同轴电缆、微带线相比具有传输性能好，可实现多信号的多路传输，光功率分配网络可以很好避免电磁干扰及各路信号之间的串扰，光纤对温度变化的敏感较之同轴电缆与微带线低一个数量级，光纤的传输速率高、损耗低等优点，可使舰载相控阵雷达的性能得到较大改善。因此，光电技术在舰载相控阵雷达中的应用越来越广泛。
（1）在相控阵天线中的应用
为了保证相控阵雷达中各路发射信号在-40 dB旁瓣电平时的幅度与相位一致性，其性能分别要求达到0.1 dB（幅度）和1DangerCode;（相位），从而给微波功率分配网络的结构设计、安装和调整等带来一系列困难。如果用光分配网络来取代微波功率分配网络，就能解决上述问题。美国罗姆航空发展中心已成功研制利用光纤传输的光信号来控制高精度相控阵天线。如果使用集成的单片光电器件，就能使相控阵天线达到更高的精度（11位）。
（2）在波束形成网络中的应用
传统的波束形成网络是用馈线功率分配器、功率相加器和固定移相器等来实现的，如用光纤代替时，光纤既可作为传输信道，又可作为光信号分配器和实时信号延时所需的调节器，可获得很高的相加网络的相位精度且抗电磁干扰性能好，温度稳定性也高。
（3）在数字波束形成网络中的应用
舰载相控阵雷达有多达数千个收发组件，因此数字波束形成处理器与收发组件之间的接口以及射频、中频的控制信号的传输，若用一般的导线和电缆，不但会出现阵列空间无法容纳的困难，而且还会导致射频接口处引入的幅相误差更难解决。光纤有较大的带宽，一根光纤上能运载许多信号（全部信息与收/发组件的对接可用一根光纤来完成），而且重量轻、体积小，这无疑是解决数字波束形成的一种有效而实用的技术。
（4）采用光纤传输相控阵雷达的控制信号
为了实现相控阵天线波束的高速灵活扫描，需要向成千上万个数字式移相器提供大量的波束控制信号；为了完成变极化控制，也需对成千上万个天线单元提供极化控制信号；为了获得超低旁瓣天线，除用移相器进行相位补偿外，往往还需对各单元的信号幅度实施补偿和调整，同样也需要向各单元提供控制信号；将这些信号从计算机送至上述有关部分，也需要一个控制信号的分配系统。采用光纤传输这些控制信号，就可利用光纤的高传输速率来简化系统结构、节省设备量、缩小体积、减轻重量，提高抗电磁干扰能力。
（5）在信号处理和数据处理中的应用
采用光纤和光电集成电路处理雷达信号，比用电子线路、声表器件或电荷耦合器件的性能优越得多。用光纤可有效地构成宽带延迟线（能达1 ms的延迟时间，时间带宽积可达106,超过常规和其它发展中的延迟线的3个数量级）自适应横向滤波器和匹配滤波器。目前已研制出用铌铵锂化合材料作衬底的光集成电路元件，预计近期可研制出3 000 Hz采样速率的光电集成A/D变换电路，可用于雷达信号和数据处理。
（6）在相控阵校准系统中的应用
为了使相控阵雷达的性能达到最佳状态，必须对其监控和校准。由于幅相控制的要求更加严格，将有源阵单元全部置于开环控制状态是不现实的，需要实现一种通用的内置校准和监控，这就需要注入一个校准信号。校准信号注入精度的要求是很严格的，用光纤分支接头能满足其需求。这种分支接头具有很高的插入相位稳定度，并可把一路参考信号分配给多个带有小探针或其它射频注入耦合器的光电检测器。
4.进一步缩小体积、减轻重量、降低成本和提高可*性及维修性
（1）缩小体积、减轻重量、降低成本
由于舰艇的空间有限，要求舰载相控阵雷达应尽可能做到体积小和重量轻，降低造价。目前，可采取如下措施：在微波集成电路技术上力争有所突破，研制质优、价廉的收/发组件；采用微带线和光电技术；采用设计和组装的系统研究法；采用新体制，如螺旋移相单元和圆顶天线相结合的新体制等；利用最优成本公式及阵列稀化技术，减少舰载相控阵组成单元的数量，采用整体子阵组件方法；采用具有单片芯片插件的混合组件；采用组件的自动化生产和组装技术等。
（2）提高可*性和可维修性
舰载相控阵雷达所处的工作环境条件及舰船对雷达系统性能的特殊要求，使舰载相控阵雷达的可*性设计比陆用相控阵雷达更为重要，也更加困难。因此，在提高舰载相控阵雷达可*性方面需采用固态技术，特别是采用固态有源收/发组件；实行标准化，最大限度地减少元件品种；降低元件额定值，选用已确认的可*元件；采用负载分配法、有选择的在线备份法；采用功能模件化、重新组合法等。
为了提高舰载相控阵雷达的可维修性，可采取以下措施：尽量采用模块化技术；使用智能维修设备，提高故障定位精度；进行设备内部关键元器件的可接近性设计，使那些最容易出故障的部件最容易接近；尽量减少每个可更换单元对外连接线的数目；采用标准化部件、插入式单元；采用过载保护装置等。
五、结束语
总之，舰载相控阵雷达发展的总趋势是以固态有源阵和数字波束形成为核心，综合应用有关高新技术，使其潜力得到更充分的发挥。随着有源阵列、数字波束形成、超低旁瓣天线、大容量实时处理、光电技术和MMIC等高新技术的迅速发展，将把舰载相控阵雷达的发展推向一个崭新的阶段。
科普文~~
俺就知道有火控雷达，导航雷达，搜索雷达。像海军的344火控雷达，1290导航雷达，517H-1搜索雷达等等，其他的就不知道了。
门外围观凑热闹~~
再配一点雷达图片就更好了。
雷达分类标志不清晰------
天波超视距雷达为什么尺寸那么大呢，是因为波长原因，还是因为探测距离原因，如果探测距离缩短，会不会实现天波雷达舰载化呢，天波雷达非天线部分是不是也很大呢
天波超视距雷达为什么尺寸那么大呢，是因为波长原因，还是因为探测距离原因，如果探测距离缩短，会不会实现 ...
天线尺寸至少是波长的1/4。这篇文章能看懂的人不会太多，一般要稍好一点大学电子信息工程（可能还不是全部）或通信工程这类专业的才行。
天线尺寸至少是波长的1/4。这篇文章能看懂的人不会太多，一般要稍好一点大学电子信息工程（可能还不是全部）或通信工程这类专业的才行。
这个东西里面有无数个技术难点，器件小型化，自适应控制，同步，旁瓣控制，数据处理等等，普通国家根本做不出来
要了解这块，首先得了解雷达的辐射形状。
简单的说，4面相控阵雷达的空间辐射波性类似个被挖了芯子的苹果，然后平放在桌子上，在靠近桌面的那个面切出一个斗笠的形状来，斗笠尖朝下。在雷达的正上方，理论上是有扫描死角的，同时受到地球曲率的影响，在靠近海面的地方，也有死角。
传统的机械雷达是靠自身旋转，来达到这个近似球体的空间辐射波形；而相控阵雷达是靠4面天线，合起来来实现的。
雷达波束的形状：有些雷达扫描直接就是一个球体，但这样能量不集中，距离也近；所以为了增加探测距离，有必要将能量集中在一个很小的角度中（注意，这里的角度都是立体角，不是平面角），这样在主要探测方向上会形成一个主要的波束，这个叫主瓣。主瓣的形状类似于一根法式长棍面包，只是一头很小，一头很大，横截面很有可能是一个圆形。
但由于类似谐波效应的存在，雷达的能量不可能完全集中到主瓣上，在主瓣两侧，还会有形状类似，但能量要少得多（其实也就是探测距离更近）的波束，这个称为旁瓣或者副瓣（这个东西会消耗雷达能量，是我们不喜欢的）；考虑到这里有一些朋友不是电学出身，对谐波可能不理解。举个例子：你朝一个平静的水面投下一块石头，在溅起水花的瞬间时间定格，这时你会发现，水面上有一个比较大的水花（这个是主要能量的集中地，可以认为是主瓣），而旁边也是波光粼粼，这里也有能量，可以认为是谐波。就如同水波一样，越靠近中间水花，振幅越大，而且波峰不止一圈，有很多个，旁瓣也是如此，越靠近主瓣，幅度越大，越外面越小。
不太一样的是，在雷达中，旁瓣和主瓣是从同一个辐射点辐射出来的（也就是他们都是雷达元件的产物），因此如果从正上方空中俯视，一个雷达辐射单元的空间辐射波形类似于这样：
以坐标系形式考虑，辐射波性只分布在第I，II象限中（III，IV象限被平面雷达的背板阻挡，波形可以忽略），原点就是辐射点，主瓣关于y轴对称（不完全在y轴上，两边要胖出来），在y轴两边，关于y轴对称分布着若干个旁瓣，旁瓣紧挨着主瓣，一个个排列，越靠近X轴，强度越小。从这个角度看，主瓣和旁瓣很像艺术加工过的花瓣，这也是雷达主瓣和副瓣名称的来历。
相控阵雷达功能之一就是副瓣的大小可以控制在一个很低的范围内，以保证绝大部分能量在主瓣集中，这意味着在主要探测方向上可以达到很远的距离。
要了解这块，首先得了解雷达的辐射形状。
简单的说，4面相控阵雷达的空间辐射波性类似个被挖了芯子的苹果，然后平放在桌子上，在靠近桌面的那个面切出一个斗笠的形状来，斗笠尖朝下。在雷达的正上方，理论上是有扫描死角的，同时受到地球曲率的影响，在靠近海面的地方，也有死角。
传统的机械雷达是靠自身旋转，来达到这个近似球体的空间辐射波形；而相控阵雷达是靠4面天线，合起来来实现的。
雷达波束的形状：有些雷达扫描直接就是一个球体，但这样能量不集中，距离也近；所以为了增加探测距离，有必要将能量集中在一个很小的角度中（注意，这里的角度都是立体角，不是平面角），这样在主要探测方向上会形成一个主要的波束，这个叫主瓣。主瓣的形状类似于一根法式长棍面包，只是一头很小，一头很大，横截面很有可能是一个圆形。
但由于类似谐波效应的存在，雷达的能量不可能完全集中到主瓣上，在主瓣两侧，还会有形状类似，但能量要少得多（其实也就是探测距离更近）的波束，这个称为旁瓣或者副瓣（这个东西会消耗雷达能量，是我们不喜欢的）；考虑到这里有一些朋友不是电学出身，对谐波可能不理解。举个例子：你朝一个平静的水面投下一块石头，在溅起水花的瞬间时间定格，这时你会发现，水面上有一个比较大的水花（这个是主要能量的集中地，可以认为是主瓣），而旁边也是波光粼粼，这里也有能量，可以认为是谐波。就如同水波一样，越靠近中间水花，振幅越大，而且波峰不止一圈，有很多个，旁瓣也是如此，越靠近主瓣，幅度越大，越外面越小。
不太一样的是，在雷达中，旁瓣和主瓣是从同一个辐射点辐射出来的（也就是他们都是雷达元件的产物），因此如果从正上方空中俯视，一个雷达辐射单元的空间辐射波形类似于这样：
以坐标系形式考虑，辐射波性只分布在第I，II象限中（III，IV象限被平面雷达的背板阻挡，波形可以忽略），原点就是辐射点，主瓣关于y轴对称（不完全在y轴上，两边要胖出来），在y轴两边，关于y轴对称分布着若干个旁瓣，旁瓣紧挨着主瓣，一个个排列，越靠近X轴，强度越小。从这个角度看，主瓣和旁瓣很像艺术加工过的花瓣，这也是雷达主瓣和副瓣名称的来历。
相控阵雷达功能之一就是副瓣的大小可以控制在一个很低的范围内，以保证绝大部分能量在主瓣集中，这意味着在主要探测方向上可以达到很远的距离。
认真学习，不断增长军事知识。多谢楼主！
高深莫测！
littlekitty 发表于 2014-11-28 06:18
天线尺寸至少是波长的1/4。这篇文章能看懂的人不会太多，一般要稍好一点大学电子信息工程（可能还不是全 ...
我也是在跟一个想把天波雷达搞成舰载的帖子，才想到的，查阅了好多网上资料，都说天波雷达天线尺寸大而又没有解释为什么，然后糊里糊涂的跟帖，见笑了
天线尺寸至少是波长的1/4。这篇文章能看懂的人不会太多，一般要稍好一点大学电子信息工程（可能还不是全 ...
我也是在跟一个想把天波雷达搞成舰载的帖子，才想到的，查阅了好多网上资料，都说天波雷达天线尺寸大而又没有解释为什么，然后糊里糊涂的跟帖，见笑了