超级军网舰载多功能相控阵雷达的发展状况
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/29 00:15:56
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1 引言
舰载雷达自从30年代问世以来，一直受到各国海军的极大重视，经过60多年的发展，其技术性能和作战性能得到显著提高，已成为舰载武器系统的重要组成部分之一，是海上信息战的重要信息来源，担负着警戒、跟踪、火控、导航、舰载机的引导以及气象探测等多项任务。舰载雷达性能的优劣直接影响舰艇的作战能力，影响整个作战进程，甚至决定战争的胜负。随着作战要求的不断发展变化、雷达技术自身的进步和发展、基础器件及有关学科的革新与进步，促使舰载雷达采用一系列新体制、新技术，提高其性能和抗干扰、抗反辐射导弹、抗低空突防、反隐身的能力，提高探测信号的信息量并从回波中提取尽可能多的有用信息，提高信息处理的能力和自动化程度，向多功能、高分辨率、自适应方向发展。
精确制导反舰导弹及其它反舰武器对舰艇的饱和攻击和舰艇执行对岸作战任务的趋势日益增加，是对舰载防御系统的严峻考验，促使舰载防御系统发生变革。为了提高舰艇的作战能力、生存能力，舰载雷达必须采用一体化、综合设计，实现多功能化。舰载多功能相控阵雷达是舰载雷达发展过程中的一项重大成就，将成为舰载雷达发展的主流。
2 作战环境及舰载多功能雷达
未来的海战将是海空一体化的多维空间立体战，不但有水下、水面及空中硬杀伤兵器在有形空间展开的火力战，还有信息获取传感器与“软杀伤”兵器在无形空间展开的信息战。对舰艇的攻击将采用立体化、大纵深、多方向、多批次、多种作战平台、多种武器的高密度饱和攻击，以彻底摧毁其防御能力为战术。反舰导弹等精确制导武器的大量使用改变了以往海战中的攻防结构，扩大了交战的空间，交战双方相距很远时，就可以用导弹相互实施攻击。冷战结束后，美国及欧洲等国对舰艇提出对岸作战任务的新要求，对岸作战的环境与海战的环境有很大的不同。对岸作战中，舰艇将受到各种陆基武器的攻击，舰载雷达会遇到空中、地面和水面多杂波环境，大量的未知信号以及由于靠近陆地而引起的局部不规则传播等都将严重影响舰载雷达性能的发挥。
反舰导弹可以从水面舰艇、潜艇、作战飞机上发射，它们多采用隐身外形，射程越来越远，速度越来越快，智能化程度高。有掠海飞行的导弹（高低角接近于0°）、跃升导弹（高低角约为3°～30°）、空中发射的巡航导弹（高低角约为20°～60°）、战术弹道导弹（高低角约为50°～70°）。尤其是掠海飞行导弹和高空俯冲导弹的威胁更大，二者均利用了雷达的扫描盲区。例如，法国生产的“飞鱼”属于掠海飞行的反射导弹；“高台跳水员”属于高空俯冲导弹，使舰艇不知道其来自何方便钻进舰艇的烟囱中。反舰导弹已发展了许多制导方式，例如雷达制导、被动制导、红外制导和激光制导等，并将不同的制导方式复合在一起形成复合制导导引头，例如雷达加红外复合导引头、主动雷达加被动雷达复合导引头等。反舰导弹的末制导距离很短，一般多在距离目标15～20km处，甚至更近的距离才打开寻的头，致使被攻击舰艇从发现导弹到实施干扰、进行拦击的反应时间很短，对水面舰艇构成严重威胁。水面舰艇对反舰导弹的防御已成为其主要的防御任务。
飞机的低空和超低空突防以及隐身化，同样对水面舰艇构成严重威胁。隐身飞机的雷达反射面积很小，缩短了雷达对它的发现距离，增加了对舰艇攻击的突然性。超低空突防飞机使雷达照射它时产生镜像反射，干扰雷达的正常回波，造成在速率和距离上的误差，增加了雷达对它探测的困难，使舰载防御系统没有足够的时间对其进行拦击。
舰载防御系统分编队防御系统和单舰防御系统，防御层次分为：远程防御、区域防御和近程点防御。远程防御的纵深范围为185～400km，仅在航空母舰编队有。在远程防御范围，由舰载预警机发现、跟踪目标，舰载攻击机、战斗机和电子战飞机拦击来袭目标。区域防御的纵深范围一般为45～185km，由舰载电子干扰设备在敌方发射反舰导弹前，干扰敌方跟踪雷达；由区域防空导弹攻击来袭的攻击机、战斗机和反舰导弹。近程点防御的纵深范围是45km以下，使用近程导弹反导系统和近程火炮反导系统击毁来袭的反舰导弹，使用有源干扰机和无源干扰设备破坏反舰导弹导引头的正常工作，致使反舰导弹无法攻击舰艇。舰载雷达是根据舰艇的作战任务和防御要求来配置的，一般是针对不同的防御层次配置相应的警戒雷达、跟踪雷达和制导导弹的照射雷达。按功能来分，舰载雷达除警戒雷达、跟踪雷达和制导导弹的照射雷达外，还有火炮控制雷达、导航雷达和舰载机着舰引导雷达。从而导致现有的大多数舰载防御系统往往采用3～4种不同功能、功能单一的多部雷达完成预警、搜索、跟踪、目标指示以及火控照射等功能，对空袭目标的拦截要经几部雷达交接，一般从警戒雷达发现目标到导弹发射出去要持续几十秒钟，火力转移时间是5秒钟，时间较长，反应速度慢。并且，现在舰载雷达多为机械扫描的雷达，其方位机械转速现在最大只有60转/分，天线波束不能在全空域捷变，完成对多目标的跟踪和同时制导多枚导弹的任务非常困难。单舰上的雷达配置过多，容易导致各种不同雷达之间的相互干扰，甚至无法同时工作，严重影响防御系统的作战效能，英阿马岛战争中被击沉的谢菲尔德号驱逐舰就是一例。因此，配置多种功能单一舰载雷达的防御系统难以对付全方向的饱和攻击。
海战模式及作战环境的变化对舰艇的防御能力和作战能力提出了更高的要求。面对全方位、高密度的饱和攻击，要求舰载防御系统：反应时间要短，火力转移要快，能同时对付多个目标，而且拦截远界要大，近界要小，尤其要有低至海面的拦截高度。要有远距离发现敌目标、攻击敌目标的能力，并且具有全方位攻击多批目标的能力。作为舰载作战系统重要组成部分的舰载雷达必须进行根本改进才能满足上述要求。要求舰载雷达的反应时间要短，能同时实施搜索和跟踪任务，并实现对多目标的跟踪和制导多枚导弹，适应饱和攻击的复杂环境。这就需要在舰艇有限的空间和有限的重量范围内，将搜索功能、跟踪功能和武器制导功能综合起来，形成舰载多功能雷达。
随着相控阵技术、信号处理、计算机技术的发展及数字移相器的引入，使同时实施目标搜索、多目标跟踪和武器制导的舰载多功能雷达成为现实。尤其固态功率器件、移相器、微波集成电路及固态有源收发组件的发展和成本的下降，极大地推动了舰载多功能相控阵雷达的发展，使舰载多功能相控阵雷达成为发展的主流。
舰载多功能雷达就是将搜索功能、跟踪功能和武器制导功能综合为一体的雷达，主要用于区域防御和近程点防御。其任务一般为：①警戒：高速地平线搜索 、高仰角搜索、近距离海面搜索、海面成像、中距离搜索、远距离搜索；②多目标跟踪：空中多目标跟踪、海面多目标跟踪、高仰角目标跟踪、目标分类与识别；③多通道武器制导：制导导弹拦击高空俯冲导弹、导弹的中段及末端制导。一部舰载多功能雷达能代替多部功能单一的雷达，减少了舰艇上雷达的数量，解决了以往众多舰载雷达相互干扰和反应时间长的问题。由于舰载多功能雷达采用相控阵体制，其优点有：功率孔径积大，反应快、数据率高，容易实现功率管理、时间管理和频率管理，控制工作方便，波束能自适应抗干扰，容易实现低截获概率（LPI），电气性能稳定、可靠性高、可维护性好。其缺点是：结构复杂，体积、重量大，成本高。
3 舰载多功能相控阵雷达的发展状况
舰载多功能相控阵雷达分为多功能无源相控阵雷达和多功能有源相控阵雷达。有源相控阵雷达是在天线阵面上装入许多由固态放大器与移相器组成的收发组件，天线不仅利用移相器控制电磁波的辐射方向，而且还具有放大信号的作用，故被称为有源相控阵雷达。有源相控阵雷达的固态放大器与无源相控阵雷达的行波管发射机相比，可靠性和稳定性要好得多，即使有5％的收发组件出现故障，也不会影响雷达的性能和功能。无源相控阵雷达的行波管发射机出现故障时，整个雷达就不能工作。有源相控阵雷达克服了行波管发射机的功率限制问题，可以有更远的作用距离、更短的驻留时间，从而实现高数据率，抗干扰的性能也可以得到改善。因此，有源相控阵雷达是舰载多功能雷达的发展方向。
3.1 AN/SPY-1
美国的AN/SPY-1是舰载多功能无源相控阵雷达的典型代表，是“宙斯盾”（Aegis）区域防御武器系统的核心。“宙斯盾”武器系统是一种反应快，能把标准导弹SM-2发射到空中和海面目标的高性能防空作战系统，也是美国海军第一个能对饱和攻击作出全自动响应的武器系统，可以提供80年代和90年代乃至2000年以后的宽域面空和面面防御。采用远程巡航导弹和增程面空导弹时，可提供攻击海面目标的能力。其特点是反应快、火力猛、生存能力强、可靠性高、覆盖范围大。
AN/SPY-1由洛克希德.马丁公司研制，1983年服役，有4个八边形固定阵面，在尺寸为3.65×3.65m的每个阵面配置4352个铁氧体制作的移相器，发射机采用行波管。
AN/SPY-1工作在E/F波段（2～4GHz），可提供方位360°、仰角90°的覆盖范围，作用距离370km，脉冲发射功率在5MW以上。它由天线单元、发射机单元、信号处理单元、控制单元和辅助单元组成，能对空中和海面目标进行自动搜索、可跟踪200个目标，并制导多枚导弹对18个目标交战，具有较强的抗干扰能力。它所控制的武器主要是标准导弹SM-2，也可控制增程面／面巡航导弹及舰载火炮。
AN/SPY-1有四种型号：AN/SPY-1A、AN/SPY-1B 、AN/SPY-1D和AN/SPY-1F。AN/SPY-1B是AN/SPY-1A的改进型，采用新型移相器，用微带馈电，降低了天线旁瓣电平，提高了信号处理能力，增强了抗干扰能力。AN/SPY-1D是在AN/SPY-1B基础上改进而成的，采用集中式发射机，提高了信号处理能力，修改了计算机程序，采用新器件，使体积、重量和成本下降。AN/SPY-1F是护卫舰使用型，缩小天线尺寸，减轻重量。AN/SPY-1A装备从CG-47型到CG-58型的“提康德罗加”（Ticonderoga）级导弹巡洋舰15艘。AN/SPY-1B装备从CG-59型到CG-73型的“提康德罗加”级导弹巡洋舰12艘。AN/SPY-1D装备从DDG-51型开始的“阿利.伯克”（Arleigh Burke）级导弹驱逐舰22艘，日本4艘导弹驱逐舰和西班牙4艘F-100护卫舰也装备AN/SPY-1D。AN/SPY-1F是护卫舰型，澳大利亚、土耳其和韩国等均有可能选用该型雷达。
AN/SPY-1D的改进型AN/SPY-1D(V)正在研制中，其目的是提高对海岸探测的性能，能在密集的干扰和地面杂波环境中获得清晰的战场图像，增强对岸作战能力。AN/SPY-1D(V)主要改进了信号处理器，增加了一个跟踪初始化处理器，改进了计算机程序。
洛克希德.马丁公司正在研制的AN/SPY-2是远程多功能有源相控阵雷达，工作在E/F波段，功率孔径大、分辨率高，能完成AN/SPY-1的全部功能。
3.2 APAR
APAR（Active Phased Array Radar——有源相控阵雷达）始于1993年，由荷兰、德国和加拿大联合研制，1994年列入荷兰、德国和西班牙“三国护卫舰合作”(TFC)计划，是“防空战系统”（AAWS）的一部分。西班牙后来退出该项计划，选用AN/SPY-1D。计划于2001年进行海上试验，在2002～2003年进行系统最后鉴定，用于装备荷兰的LCF护卫舰、德国的F-124护卫舰、加拿大的“城市”（City）级护卫舰。该雷达的研制工程由荷兰的Signaal公司总负责，并承担天线和数据处理单元设计，TNO-FEL物理与电子实验室负责提供技术支持。德国的DASA公司负责研制雷达信号波形产生器和信号处理单元，Nort hern Telecom公司研制收发组件。加拿大的Thomson公司负责跟踪管理单元，洛克希德加拿大公司负责天线界面、波束控制及监测部分，Com Dev和Stork公司研制开关阵、系统冷却单元和供电单元。从工程的开始，整个雷达系统就表现出先进性，包括传感器数据融合和情报功能管理。
APAR由天线单元（4个固定阵面）、雷达波形产生器（4个）、导弹波形产生器（2个）、信号处理单元（4个）、数据处理单元（4个）、跟踪与管理单元（2个）电源单元（4个）、冷却单元（4个）。每个天线的阵面的直径为1m，其上安装3200个5W的砷化镓收发组件，每秒可产生500多个在120°范围扫描的笔形波束。有故障的收发组件数不超过5％，就不会对性能产生明显影响。导弹波形产生器用于目标照射和导弹制导。
APAR工作在I波段（8～10GHz），覆盖方位360°、仰角70°的范围，探测距离为15 0km，水平搜索的距离为75km。其功能有地平线搜索、海面和空中搜索，能同时跟踪250个目标，同时控制32枚半主动导弹（其中16枚处于末端制导阶段），可以控制火炮对水面目标作战，具有对战术弹道导弹的防御能力。采用新的杂波滤波技术，提高对隐身掠海目标的探测能力；采用自适应波束控制，增强抗干扰能力；采用超分辨技术，具有目标识别能力。它可以控制的武器有海麻雀（Seasparrow）RIM-7P、标准SM-2 BlockIIIA、发展型海麻雀（Evollved SeasparrowMissile）ESSM。
除了荷兰、德国和加拿大三国的护卫舰装备APAR外，土耳其、韩国和澳大利亚等也有意选用APAR。Signaal公司正在寻求APAR的轻便型，采用3个阵面，减小体积、重量，适合于控制ESSM导弹、RAM导弹和火炮。
3.3 Sampson
8个北约国家共同研制通用护卫舰计划（NFR90）失败后，英国、法国和意大利于19 92年合作，开始“地平线”（Horizon）新一代通用护卫舰（CNGF）计划，而舰载武器及多功能雷达由各国自己开发和装备。Sampson是用于英国“地平线”新一代通用护卫舰计划的多功能雷达，由英国国防研究所(UK Defence Research Agency)与西门子.普莱赛（Siemens Plessey）公司研制，在MESAR（Multifunction Electronically Scanned Ada ptive Radar——多功能电扫描自适应雷达）基础上开发，1998年签署全尺寸工程研制合同，计划于2003年装舰试验，将是英国舰载主力防空导弹系统的一个重要组成部分。
为了支持“海标枪”（Sea Dart）舰空导弹的换装，1977年提出了MESAR概念，198 2年由英国国防研究所与西门子.普莱赛公司开始研制，1988年制造出第一部小功率、具有自适应形成波束能力的MESAR有源阵。1990年开始第二阶段工作，增加了数字脉冲压缩、实时控制软件和硬件，能同时对付12部干扰机的干扰，到1993年结束。1994年开始研究应用高分辨多普勒波形实现目标识别，1995年开始研究MESAR2用于弹道导弹防御(BMD)。MESAR是一个试验项目，目的是研究有源相控阵雷达在舰上的应用。
Sampson采用有源双阵面旋转天线，天线转速为30转／分。每一阵面上安装2500个输出功率为10W的收发组件，向空间辐射25kW功率。每4个发射模块有1个散热器，有3台风扇采用闭环强制风冷系统进行冷却，冷却气流从甲板下面通风，以便将舰艇的外部热特征降低到最小。此雷达由天线单元、2个预调制器机柜、2个波束形成机柜、信号处理机柜、跟踪/控制机柜、数据接口单元、天线控制单元和2个雷达控制单元组成。
Sampson工作在E/F波段，探测距离在250km以上，跟踪目标数量多达500～1000个。支持点防御和区域防御系统，能实现远程搜索、中程搜索、海面成像、高速地平线搜索和跟踪、多目标跟踪、多信道火控，可以制导12枚导弹，能自适应海面和海岸环境，具有较强的抗干扰能力。它控制的武器是Aster30导弹，可以通过增加I波段照射器控制海麻雀RIM-7P、标准SM-2 BlockIIIA和发展型海麻雀ESSM。
Sampson性价比很高，有较大的升级潜力：宽带提供目标识别、发射波束零点调整抗反辐射导弹攻击、可变数据率和杀伤评估。
3.4 EMPAR
EMPAR（European Multifunction Phased Array Radar——欧洲多功能相控阵雷达）用于意大利“地平线”新一代通用护卫舰的点防御导弹系统（SAAM/I）,由意大利阿莱尼亚（Alenia）公司与英国GEC-马可尼(GEC-Marconi)公司从1986年开始联合研制。试验样机已于1996年7月安装在意大利海军的“龙骑兵”（Carabinieri）试验舰上进行海上试验，实用型EMPAR计划在2002年左右投入生产，目标是于2006年将其装备到第一艘意大利新一代通用护卫舰上。法国“地平线”新一代通用护卫舰也极有可能装备EMPAR。
EMPAR是无源相控阵雷达，试验型采用旋转单面无源阵列天线，天线转速为60转/分，采用行波管相参发射机，有一个自适应阵列信号处理器和一个数字脉冲压缩器。天线阵面尺寸为1.5×1.5m，垂直倾斜30°安装。天线阵面上安装2160个移相器，波束宽度为2.5°，可以对天线正面方位90°(-45°～+45°)、俯仰120°(-60°～+60°)的空间范围扫描。实用型EMPAR将采用旋转两面无源阵列天线。
EMPAR工作在G波段(4～6GHz），发射功率为120kW，对导弹（雷达截面积为0.1m）的探测距离为50km，对飞机（雷达截面积为10m）的探测距离为120km，对低空飞行导弹的探测距离为23km。显示器上能显示300个目标，能跟踪168个优先级较高的目标，可以制导武器对其中的50个目标作战。它控制的武器主要为Aster15导弹和Aster30导弹。
3.5 ARABEL
ARABEL是无源相控阵雷达，用于法国舰载和陆基点防御导弹系统（SAAM/F），由法国汤姆逊-CSF(Thomson-CSF)公司于1988年开始研制，样机已在法国海军试验舰“奥列龙”号上进行了全面的试验，第一部实用型计划于1999年装备在“夏尔.戴高乐”号核动力航空母舰上。ARABEL也可以装备于其它舰艇（包括改进的“拉斐特”级护卫舰），装备法国“地平线”新一代通用护卫舰的可能性比较小。
ARABEL采用旋转单面无源阵面天线，天线转速为60转/分。试验型的天线阵面上安装4000个移相器，实用型采用Radant透镜天线进行波束控制，移相器数目减少到100个左右，极大地降低了成本。天线垂直倾斜30°安装，波束宽度为2°，俯仰扫描范围为70°。
ARABEL工作在I波段，发射机的频率可在10％的频段上跳变，可同时完成对多目标的搜索、跟踪及导弹制导。对雷达截面积为0.1m目标的探测距离为50km，对较大目标的探测距离为100km。它能监视120个目标，可以跟踪其中的60个目标，能制导导弹同时对10个目标作战，制导的武器为Aster15导弹。
3.6 其它型号
FCS-3多功能有源相控阵雷达是日本防卫厅技术研究本部开发的新一代点防御系统的一部分，用于装备海上自卫队的护卫舰，由三菱公司于1986年开始研制。此雷达采用固定四面有源阵天线，每个阵面的尺寸可能为1.6m×1.6m，控制的武器为海麻雀RIM-7P和发展型海麻雀ESSM。
台湾中山科技研究院在美国的援助下研制“长白”防空系统，此系统类似于“宙斯盾”武器系统，采用“天弓”一号垂直发射导弹，计划装备新设计的PFG-2II型护卫舰。“长白”相控阵雷达是“长白”防空系统的一部份，工作在E/F波段，采用六边形四面固定阵天线，作用距离为500km，可同时实现对多目标的搜索、跟踪及导弹的制导。
“空中观察哨”是俄罗斯舰载多功能相控阵雷达，1987年装备于“巴库”号航空母舰，其后也装备于新型航空母舰“第比利斯”号。此雷达采用固定四面阵天线，每个阵面为边长是5m多的正方形，在舰桥的四周各安装一个阵面，制导垂直发射型防空导弹SA-N-9。
4 结束语
舰载多功能相控阵雷达将发挥越来越重要的作用，是区域防御和近程点防御的核心。目前已经服役的舰载多功能相控阵雷达是无源相控阵雷达，为了降低成本，甚至采用旋转相控阵天线。在方位360°的覆盖范围，旋转阵面天线雷达的性能要比固定阵面天线雷达的性能差，无源相控阵雷达的性能不如有源相控阵雷达的性能好。由于具有性能稳定可靠、作用距离远、抗干扰能力强等特点，舰载多功能有源相控阵雷达是未来舰载雷达的发展方向。
[em02](转贴自中国军事)
1 引言
舰载雷达自从30年代问世以来，一直受到各国海军的极大重视，经过60多年的发展，其技术性能和作战性能得到显著提高，已成为舰载武器系统的重要组成部分之一，是海上信息战的重要信息来源，担负着警戒、跟踪、火控、导航、舰载机的引导以及气象探测等多项任务。舰载雷达性能的优劣直接影响舰艇的作战能力，影响整个作战进程，甚至决定战争的胜负。随着作战要求的不断发展变化、雷达技术自身的进步和发展、基础器件及有关学科的革新与进步，促使舰载雷达采用一系列新体制、新技术，提高其性能和抗干扰、抗反辐射导弹、抗低空突防、反隐身的能力，提高探测信号的信息量并从回波中提取尽可能多的有用信息，提高信息处理的能力和自动化程度，向多功能、高分辨率、自适应方向发展。
精确制导反舰导弹及其它反舰武器对舰艇的饱和攻击和舰艇执行对岸作战任务的趋势日益增加，是对舰载防御系统的严峻考验，促使舰载防御系统发生变革。为了提高舰艇的作战能力、生存能力，舰载雷达必须采用一体化、综合设计，实现多功能化。舰载多功能相控阵雷达是舰载雷达发展过程中的一项重大成就，将成为舰载雷达发展的主流。
2 作战环境及舰载多功能雷达
未来的海战将是海空一体化的多维空间立体战，不但有水下、水面及空中硬杀伤兵器在有形空间展开的火力战，还有信息获取传感器与“软杀伤”兵器在无形空间展开的信息战。对舰艇的攻击将采用立体化、大纵深、多方向、多批次、多种作战平台、多种武器的高密度饱和攻击，以彻底摧毁其防御能力为战术。反舰导弹等精确制导武器的大量使用改变了以往海战中的攻防结构，扩大了交战的空间，交战双方相距很远时，就可以用导弹相互实施攻击。冷战结束后，美国及欧洲等国对舰艇提出对岸作战任务的新要求，对岸作战的环境与海战的环境有很大的不同。对岸作战中，舰艇将受到各种陆基武器的攻击，舰载雷达会遇到空中、地面和水面多杂波环境，大量的未知信号以及由于靠近陆地而引起的局部不规则传播等都将严重影响舰载雷达性能的发挥。
反舰导弹可以从水面舰艇、潜艇、作战飞机上发射，它们多采用隐身外形，射程越来越远，速度越来越快，智能化程度高。有掠海飞行的导弹（高低角接近于0°）、跃升导弹（高低角约为3°～30°）、空中发射的巡航导弹（高低角约为20°～60°）、战术弹道导弹（高低角约为50°～70°）。尤其是掠海飞行导弹和高空俯冲导弹的威胁更大，二者均利用了雷达的扫描盲区。例如，法国生产的“飞鱼”属于掠海飞行的反射导弹；“高台跳水员”属于高空俯冲导弹，使舰艇不知道其来自何方便钻进舰艇的烟囱中。反舰导弹已发展了许多制导方式，例如雷达制导、被动制导、红外制导和激光制导等，并将不同的制导方式复合在一起形成复合制导导引头，例如雷达加红外复合导引头、主动雷达加被动雷达复合导引头等。反舰导弹的末制导距离很短，一般多在距离目标15～20km处，甚至更近的距离才打开寻的头，致使被攻击舰艇从发现导弹到实施干扰、进行拦击的反应时间很短，对水面舰艇构成严重威胁。水面舰艇对反舰导弹的防御已成为其主要的防御任务。
飞机的低空和超低空突防以及隐身化，同样对水面舰艇构成严重威胁。隐身飞机的雷达反射面积很小，缩短了雷达对它的发现距离，增加了对舰艇攻击的突然性。超低空突防飞机使雷达照射它时产生镜像反射，干扰雷达的正常回波，造成在速率和距离上的误差，增加了雷达对它探测的困难，使舰载防御系统没有足够的时间对其进行拦击。
舰载防御系统分编队防御系统和单舰防御系统，防御层次分为：远程防御、区域防御和近程点防御。远程防御的纵深范围为185～400km，仅在航空母舰编队有。在远程防御范围，由舰载预警机发现、跟踪目标，舰载攻击机、战斗机和电子战飞机拦击来袭目标。区域防御的纵深范围一般为45～185km，由舰载电子干扰设备在敌方发射反舰导弹前，干扰敌方跟踪雷达；由区域防空导弹攻击来袭的攻击机、战斗机和反舰导弹。近程点防御的纵深范围是45km以下，使用近程导弹反导系统和近程火炮反导系统击毁来袭的反舰导弹，使用有源干扰机和无源干扰设备破坏反舰导弹导引头的正常工作，致使反舰导弹无法攻击舰艇。舰载雷达是根据舰艇的作战任务和防御要求来配置的，一般是针对不同的防御层次配置相应的警戒雷达、跟踪雷达和制导导弹的照射雷达。按功能来分，舰载雷达除警戒雷达、跟踪雷达和制导导弹的照射雷达外，还有火炮控制雷达、导航雷达和舰载机着舰引导雷达。从而导致现有的大多数舰载防御系统往往采用3～4种不同功能、功能单一的多部雷达完成预警、搜索、跟踪、目标指示以及火控照射等功能，对空袭目标的拦截要经几部雷达交接，一般从警戒雷达发现目标到导弹发射出去要持续几十秒钟，火力转移时间是5秒钟，时间较长，反应速度慢。并且，现在舰载雷达多为机械扫描的雷达，其方位机械转速现在最大只有60转/分，天线波束不能在全空域捷变，完成对多目标的跟踪和同时制导多枚导弹的任务非常困难。单舰上的雷达配置过多，容易导致各种不同雷达之间的相互干扰，甚至无法同时工作，严重影响防御系统的作战效能，英阿马岛战争中被击沉的谢菲尔德号驱逐舰就是一例。因此，配置多种功能单一舰载雷达的防御系统难以对付全方向的饱和攻击。
海战模式及作战环境的变化对舰艇的防御能力和作战能力提出了更高的要求。面对全方位、高密度的饱和攻击，要求舰载防御系统：反应时间要短，火力转移要快，能同时对付多个目标，而且拦截远界要大，近界要小，尤其要有低至海面的拦截高度。要有远距离发现敌目标、攻击敌目标的能力，并且具有全方位攻击多批目标的能力。作为舰载作战系统重要组成部分的舰载雷达必须进行根本改进才能满足上述要求。要求舰载雷达的反应时间要短，能同时实施搜索和跟踪任务，并实现对多目标的跟踪和制导多枚导弹，适应饱和攻击的复杂环境。这就需要在舰艇有限的空间和有限的重量范围内，将搜索功能、跟踪功能和武器制导功能综合起来，形成舰载多功能雷达。
随着相控阵技术、信号处理、计算机技术的发展及数字移相器的引入，使同时实施目标搜索、多目标跟踪和武器制导的舰载多功能雷达成为现实。尤其固态功率器件、移相器、微波集成电路及固态有源收发组件的发展和成本的下降，极大地推动了舰载多功能相控阵雷达的发展，使舰载多功能相控阵雷达成为发展的主流。
舰载多功能雷达就是将搜索功能、跟踪功能和武器制导功能综合为一体的雷达，主要用于区域防御和近程点防御。其任务一般为：①警戒：高速地平线搜索 、高仰角搜索、近距离海面搜索、海面成像、中距离搜索、远距离搜索；②多目标跟踪：空中多目标跟踪、海面多目标跟踪、高仰角目标跟踪、目标分类与识别；③多通道武器制导：制导导弹拦击高空俯冲导弹、导弹的中段及末端制导。一部舰载多功能雷达能代替多部功能单一的雷达，减少了舰艇上雷达的数量，解决了以往众多舰载雷达相互干扰和反应时间长的问题。由于舰载多功能雷达采用相控阵体制，其优点有：功率孔径积大，反应快、数据率高，容易实现功率管理、时间管理和频率管理，控制工作方便，波束能自适应抗干扰，容易实现低截获概率（LPI），电气性能稳定、可靠性高、可维护性好。其缺点是：结构复杂，体积、重量大，成本高。
3 舰载多功能相控阵雷达的发展状况
舰载多功能相控阵雷达分为多功能无源相控阵雷达和多功能有源相控阵雷达。有源相控阵雷达是在天线阵面上装入许多由固态放大器与移相器组成的收发组件，天线不仅利用移相器控制电磁波的辐射方向，而且还具有放大信号的作用，故被称为有源相控阵雷达。有源相控阵雷达的固态放大器与无源相控阵雷达的行波管发射机相比，可靠性和稳定性要好得多，即使有5％的收发组件出现故障，也不会影响雷达的性能和功能。无源相控阵雷达的行波管发射机出现故障时，整个雷达就不能工作。有源相控阵雷达克服了行波管发射机的功率限制问题，可以有更远的作用距离、更短的驻留时间，从而实现高数据率，抗干扰的性能也可以得到改善。因此，有源相控阵雷达是舰载多功能雷达的发展方向。
3.1 AN/SPY-1
美国的AN/SPY-1是舰载多功能无源相控阵雷达的典型代表，是“宙斯盾”（Aegis）区域防御武器系统的核心。“宙斯盾”武器系统是一种反应快，能把标准导弹SM-2发射到空中和海面目标的高性能防空作战系统，也是美国海军第一个能对饱和攻击作出全自动响应的武器系统，可以提供80年代和90年代乃至2000年以后的宽域面空和面面防御。采用远程巡航导弹和增程面空导弹时，可提供攻击海面目标的能力。其特点是反应快、火力猛、生存能力强、可靠性高、覆盖范围大。
AN/SPY-1由洛克希德.马丁公司研制，1983年服役，有4个八边形固定阵面，在尺寸为3.65×3.65m的每个阵面配置4352个铁氧体制作的移相器，发射机采用行波管。
AN/SPY-1工作在E/F波段（2～4GHz），可提供方位360°、仰角90°的覆盖范围，作用距离370km，脉冲发射功率在5MW以上。它由天线单元、发射机单元、信号处理单元、控制单元和辅助单元组成，能对空中和海面目标进行自动搜索、可跟踪200个目标，并制导多枚导弹对18个目标交战，具有较强的抗干扰能力。它所控制的武器主要是标准导弹SM-2，也可控制增程面／面巡航导弹及舰载火炮。
AN/SPY-1有四种型号：AN/SPY-1A、AN/SPY-1B 、AN/SPY-1D和AN/SPY-1F。AN/SPY-1B是AN/SPY-1A的改进型，采用新型移相器，用微带馈电，降低了天线旁瓣电平，提高了信号处理能力，增强了抗干扰能力。AN/SPY-1D是在AN/SPY-1B基础上改进而成的，采用集中式发射机，提高了信号处理能力，修改了计算机程序，采用新器件，使体积、重量和成本下降。AN/SPY-1F是护卫舰使用型，缩小天线尺寸，减轻重量。AN/SPY-1A装备从CG-47型到CG-58型的“提康德罗加”（Ticonderoga）级导弹巡洋舰15艘。AN/SPY-1B装备从CG-59型到CG-73型的“提康德罗加”级导弹巡洋舰12艘。AN/SPY-1D装备从DDG-51型开始的“阿利.伯克”（Arleigh Burke）级导弹驱逐舰22艘，日本4艘导弹驱逐舰和西班牙4艘F-100护卫舰也装备AN/SPY-1D。AN/SPY-1F是护卫舰型，澳大利亚、土耳其和韩国等均有可能选用该型雷达。
AN/SPY-1D的改进型AN/SPY-1D(V)正在研制中，其目的是提高对海岸探测的性能，能在密集的干扰和地面杂波环境中获得清晰的战场图像，增强对岸作战能力。AN/SPY-1D(V)主要改进了信号处理器，增加了一个跟踪初始化处理器，改进了计算机程序。
洛克希德.马丁公司正在研制的AN/SPY-2是远程多功能有源相控阵雷达，工作在E/F波段，功率孔径大、分辨率高，能完成AN/SPY-1的全部功能。
3.2 APAR
APAR（Active Phased Array Radar——有源相控阵雷达）始于1993年，由荷兰、德国和加拿大联合研制，1994年列入荷兰、德国和西班牙“三国护卫舰合作”(TFC)计划，是“防空战系统”（AAWS）的一部分。西班牙后来退出该项计划，选用AN/SPY-1D。计划于2001年进行海上试验，在2002～2003年进行系统最后鉴定，用于装备荷兰的LCF护卫舰、德国的F-124护卫舰、加拿大的“城市”（City）级护卫舰。该雷达的研制工程由荷兰的Signaal公司总负责，并承担天线和数据处理单元设计，TNO-FEL物理与电子实验室负责提供技术支持。德国的DASA公司负责研制雷达信号波形产生器和信号处理单元，Nort hern Telecom公司研制收发组件。加拿大的Thomson公司负责跟踪管理单元，洛克希德加拿大公司负责天线界面、波束控制及监测部分，Com Dev和Stork公司研制开关阵、系统冷却单元和供电单元。从工程的开始，整个雷达系统就表现出先进性，包括传感器数据融合和情报功能管理。
APAR由天线单元（4个固定阵面）、雷达波形产生器（4个）、导弹波形产生器（2个）、信号处理单元（4个）、数据处理单元（4个）、跟踪与管理单元（2个）电源单元（4个）、冷却单元（4个）。每个天线的阵面的直径为1m，其上安装3200个5W的砷化镓收发组件，每秒可产生500多个在120°范围扫描的笔形波束。有故障的收发组件数不超过5％，就不会对性能产生明显影响。导弹波形产生器用于目标照射和导弹制导。
APAR工作在I波段（8～10GHz），覆盖方位360°、仰角70°的范围，探测距离为15 0km，水平搜索的距离为75km。其功能有地平线搜索、海面和空中搜索，能同时跟踪250个目标，同时控制32枚半主动导弹（其中16枚处于末端制导阶段），可以控制火炮对水面目标作战，具有对战术弹道导弹的防御能力。采用新的杂波滤波技术，提高对隐身掠海目标的探测能力；采用自适应波束控制，增强抗干扰能力；采用超分辨技术，具有目标识别能力。它可以控制的武器有海麻雀（Seasparrow）RIM-7P、标准SM-2 BlockIIIA、发展型海麻雀（Evollved SeasparrowMissile）ESSM。
除了荷兰、德国和加拿大三国的护卫舰装备APAR外，土耳其、韩国和澳大利亚等也有意选用APAR。Signaal公司正在寻求APAR的轻便型，采用3个阵面，减小体积、重量，适合于控制ESSM导弹、RAM导弹和火炮。
3.3 Sampson
8个北约国家共同研制通用护卫舰计划（NFR90）失败后，英国、法国和意大利于19 92年合作，开始“地平线”（Horizon）新一代通用护卫舰（CNGF）计划，而舰载武器及多功能雷达由各国自己开发和装备。Sampson是用于英国“地平线”新一代通用护卫舰计划的多功能雷达，由英国国防研究所(UK Defence Research Agency)与西门子.普莱赛（Siemens Plessey）公司研制，在MESAR（Multifunction Electronically Scanned Ada ptive Radar——多功能电扫描自适应雷达）基础上开发，1998年签署全尺寸工程研制合同，计划于2003年装舰试验，将是英国舰载主力防空导弹系统的一个重要组成部分。
为了支持“海标枪”（Sea Dart）舰空导弹的换装，1977年提出了MESAR概念，198 2年由英国国防研究所与西门子.普莱赛公司开始研制，1988年制造出第一部小功率、具有自适应形成波束能力的MESAR有源阵。1990年开始第二阶段工作，增加了数字脉冲压缩、实时控制软件和硬件，能同时对付12部干扰机的干扰，到1993年结束。1994年开始研究应用高分辨多普勒波形实现目标识别，1995年开始研究MESAR2用于弹道导弹防御(BMD)。MESAR是一个试验项目，目的是研究有源相控阵雷达在舰上的应用。
Sampson采用有源双阵面旋转天线，天线转速为30转／分。每一阵面上安装2500个输出功率为10W的收发组件，向空间辐射25kW功率。每4个发射模块有1个散热器，有3台风扇采用闭环强制风冷系统进行冷却，冷却气流从甲板下面通风，以便将舰艇的外部热特征降低到最小。此雷达由天线单元、2个预调制器机柜、2个波束形成机柜、信号处理机柜、跟踪/控制机柜、数据接口单元、天线控制单元和2个雷达控制单元组成。
Sampson工作在E/F波段，探测距离在250km以上，跟踪目标数量多达500～1000个。支持点防御和区域防御系统，能实现远程搜索、中程搜索、海面成像、高速地平线搜索和跟踪、多目标跟踪、多信道火控，可以制导12枚导弹，能自适应海面和海岸环境，具有较强的抗干扰能力。它控制的武器是Aster30导弹，可以通过增加I波段照射器控制海麻雀RIM-7P、标准SM-2 BlockIIIA和发展型海麻雀ESSM。
Sampson性价比很高，有较大的升级潜力：宽带提供目标识别、发射波束零点调整抗反辐射导弹攻击、可变数据率和杀伤评估。
3.4 EMPAR
EMPAR（European Multifunction Phased Array Radar——欧洲多功能相控阵雷达）用于意大利“地平线”新一代通用护卫舰的点防御导弹系统（SAAM/I）,由意大利阿莱尼亚（Alenia）公司与英国GEC-马可尼(GEC-Marconi)公司从1986年开始联合研制。试验样机已于1996年7月安装在意大利海军的“龙骑兵”（Carabinieri）试验舰上进行海上试验，实用型EMPAR计划在2002年左右投入生产，目标是于2006年将其装备到第一艘意大利新一代通用护卫舰上。法国“地平线”新一代通用护卫舰也极有可能装备EMPAR。
EMPAR是无源相控阵雷达，试验型采用旋转单面无源阵列天线，天线转速为60转/分，采用行波管相参发射机，有一个自适应阵列信号处理器和一个数字脉冲压缩器。天线阵面尺寸为1.5×1.5m，垂直倾斜30°安装。天线阵面上安装2160个移相器，波束宽度为2.5°，可以对天线正面方位90°(-45°～+45°)、俯仰120°(-60°～+60°)的空间范围扫描。实用型EMPAR将采用旋转两面无源阵列天线。
EMPAR工作在G波段(4～6GHz），发射功率为120kW，对导弹（雷达截面积为0.1m）的探测距离为50km，对飞机（雷达截面积为10m）的探测距离为120km，对低空飞行导弹的探测距离为23km。显示器上能显示300个目标，能跟踪168个优先级较高的目标，可以制导武器对其中的50个目标作战。它控制的武器主要为Aster15导弹和Aster30导弹。
3.5 ARABEL
ARABEL是无源相控阵雷达，用于法国舰载和陆基点防御导弹系统（SAAM/F），由法国汤姆逊-CSF(Thomson-CSF)公司于1988年开始研制，样机已在法国海军试验舰“奥列龙”号上进行了全面的试验，第一部实用型计划于1999年装备在“夏尔.戴高乐”号核动力航空母舰上。ARABEL也可以装备于其它舰艇（包括改进的“拉斐特”级护卫舰），装备法国“地平线”新一代通用护卫舰的可能性比较小。
ARABEL采用旋转单面无源阵面天线，天线转速为60转/分。试验型的天线阵面上安装4000个移相器，实用型采用Radant透镜天线进行波束控制，移相器数目减少到100个左右，极大地降低了成本。天线垂直倾斜30°安装，波束宽度为2°，俯仰扫描范围为70°。
ARABEL工作在I波段，发射机的频率可在10％的频段上跳变，可同时完成对多目标的搜索、跟踪及导弹制导。对雷达截面积为0.1m目标的探测距离为50km，对较大目标的探测距离为100km。它能监视120个目标，可以跟踪其中的60个目标，能制导导弹同时对10个目标作战，制导的武器为Aster15导弹。
3.6 其它型号
FCS-3多功能有源相控阵雷达是日本防卫厅技术研究本部开发的新一代点防御系统的一部分，用于装备海上自卫队的护卫舰，由三菱公司于1986年开始研制。此雷达采用固定四面有源阵天线，每个阵面的尺寸可能为1.6m×1.6m，控制的武器为海麻雀RIM-7P和发展型海麻雀ESSM。
台湾中山科技研究院在美国的援助下研制“长白”防空系统，此系统类似于“宙斯盾”武器系统，采用“天弓”一号垂直发射导弹，计划装备新设计的PFG-2II型护卫舰。“长白”相控阵雷达是“长白”防空系统的一部份，工作在E/F波段，采用六边形四面固定阵天线，作用距离为500km，可同时实现对多目标的搜索、跟踪及导弹的制导。
“空中观察哨”是俄罗斯舰载多功能相控阵雷达，1987年装备于“巴库”号航空母舰，其后也装备于新型航空母舰“第比利斯”号。此雷达采用固定四面阵天线，每个阵面为边长是5m多的正方形，在舰桥的四周各安装一个阵面，制导垂直发射型防空导弹SA-N-9。
4 结束语
舰载多功能相控阵雷达将发挥越来越重要的作用，是区域防御和近程点防御的核心。目前已经服役的舰载多功能相控阵雷达是无源相控阵雷达，为了降低成本，甚至采用旋转相控阵天线。在方位360°的覆盖范围，旋转阵面天线雷达的性能要比固定阵面天线雷达的性能差，无源相控阵雷达的性能不如有源相控阵雷达的性能好。由于具有性能稳定可靠、作用距离远、抗干扰能力强等特点，舰载多功能有源相控阵雷达是未来舰载雷达的发展方向。
[em02]
1 引言
舰载雷达自从30年代问世以来，一直受到各国海军的极大重视，经过60多年的发展，其技术性能和作战性能得到显著提高，已成为舰载武器系统的重要组成部分之一，是海上信息战的重要信息来源，担负着警戒、跟踪、火控、导航、舰载机的引导以及气象探测等多项任务。舰载雷达性能的优劣直接影响舰艇的作战能力，影响整个作战进程，甚至决定战争的胜负。随着作战要求的不断发展变化、雷达技术自身的进步和发展、基础器件及有关学科的革新与进步，促使舰载雷达采用一系列新体制、新技术，提高其性能和抗干扰、抗反辐射导弹、抗低空突防、反隐身的能力，提高探测信号的信息量并从回波中提取尽可能多的有用信息，提高信息处理的能力和自动化程度，向多功能、高分辨率、自适应方向发展。
精确制导反舰导弹及其它反舰武器对舰艇的饱和攻击和舰艇执行对岸作战任务的趋势日益增加，是对舰载防御系统的严峻考验，促使舰载防御系统发生变革。为了提高舰艇的作战能力、生存能力，舰载雷达必须采用一体化、综合设计，实现多功能化。舰载多功能相控阵雷达是舰载雷达发展过程中的一项重大成就，将成为舰载雷达发展的主流。
2 作战环境及舰载多功能雷达
未来的海战将是海空一体化的多维空间立体战，不但有水下、水面及空中硬杀伤兵器在有形空间展开的火力战，还有信息获取传感器与“软杀伤”兵器在无形空间展开的信息战。对舰艇的攻击将采用立体化、大纵深、多方向、多批次、多种作战平台、多种武器的高密度饱和攻击，以彻底摧毁其防御能力为战术。反舰导弹等精确制导武器的大量使用改变了以往海战中的攻防结构，扩大了交战的空间，交战双方相距很远时，就可以用导弹相互实施攻击。冷战结束后，美国及欧洲等国对舰艇提出对岸作战任务的新要求，对岸作战的环境与海战的环境有很大的不同。对岸作战中，舰艇将受到各种陆基武器的攻击，舰载雷达会遇到空中、地面和水面多杂波环境，大量的未知信号以及由于靠近陆地而引起的局部不规则传播等都将严重影响舰载雷达性能的发挥。
反舰导弹可以从水面舰艇、潜艇、作战飞机上发射，它们多采用隐身外形，射程越来越远，速度越来越快，智能化程度高。有掠海飞行的导弹（高低角接近于0°）、跃升导弹（高低角约为3°～30°）、空中发射的巡航导弹（高低角约为20°～60°）、战术弹道导弹（高低角约为50°～70°）。尤其是掠海飞行导弹和高空俯冲导弹的威胁更大，二者均利用了雷达的扫描盲区。例如，法国生产的“飞鱼”属于掠海飞行的反射导弹；“高台跳水员”属于高空俯冲导弹，使舰艇不知道其来自何方便钻进舰艇的烟囱中。反舰导弹已发展了许多制导方式，例如雷达制导、被动制导、红外制导和激光制导等，并将不同的制导方式复合在一起形成复合制导导引头，例如雷达加红外复合导引头、主动雷达加被动雷达复合导引头等。反舰导弹的末制导距离很短，一般多在距离目标15～20km处，甚至更近的距离才打开寻的头，致使被攻击舰艇从发现导弹到实施干扰、进行拦击的反应时间很短，对水面舰艇构成严重威胁。水面舰艇对反舰导弹的防御已成为其主要的防御任务。
飞机的低空和超低空突防以及隐身化，同样对水面舰艇构成严重威胁。隐身飞机的雷达反射面积很小，缩短了雷达对它的发现距离，增加了对舰艇攻击的突然性。超低空突防飞机使雷达照射它时产生镜像反射，干扰雷达的正常回波，造成在速率和距离上的误差，增加了雷达对它探测的困难，使舰载防御系统没有足够的时间对其进行拦击。
舰载防御系统分编队防御系统和单舰防御系统，防御层次分为：远程防御、区域防御和近程点防御。远程防御的纵深范围为185～400km，仅在航空母舰编队有。在远程防御范围，由舰载预警机发现、跟踪目标，舰载攻击机、战斗机和电子战飞机拦击来袭目标。区域防御的纵深范围一般为45～185km，由舰载电子干扰设备在敌方发射反舰导弹前，干扰敌方跟踪雷达；由区域防空导弹攻击来袭的攻击机、战斗机和反舰导弹。近程点防御的纵深范围是45km以下，使用近程导弹反导系统和近程火炮反导系统击毁来袭的反舰导弹，使用有源干扰机和无源干扰设备破坏反舰导弹导引头的正常工作，致使反舰导弹无法攻击舰艇。舰载雷达是根据舰艇的作战任务和防御要求来配置的，一般是针对不同的防御层次配置相应的警戒雷达、跟踪雷达和制导导弹的照射雷达。按功能来分，舰载雷达除警戒雷达、跟踪雷达和制导导弹的照射雷达外，还有火炮控制雷达、导航雷达和舰载机着舰引导雷达。从而导致现有的大多数舰载防御系统往往采用3～4种不同功能、功能单一的多部雷达完成预警、搜索、跟踪、目标指示以及火控照射等功能，对空袭目标的拦截要经几部雷达交接，一般从警戒雷达发现目标到导弹发射出去要持续几十秒钟，火力转移时间是5秒钟，时间较长，反应速度慢。并且，现在舰载雷达多为机械扫描的雷达，其方位机械转速现在最大只有60转/分，天线波束不能在全空域捷变，完成对多目标的跟踪和同时制导多枚导弹的任务非常困难。单舰上的雷达配置过多，容易导致各种不同雷达之间的相互干扰，甚至无法同时工作，严重影响防御系统的作战效能，英阿马岛战争中被击沉的谢菲尔德号驱逐舰就是一例。因此，配置多种功能单一舰载雷达的防御系统难以对付全方向的饱和攻击。
海战模式及作战环境的变化对舰艇的防御能力和作战能力提出了更高的要求。面对全方位、高密度的饱和攻击，要求舰载防御系统：反应时间要短，火力转移要快，能同时对付多个目标，而且拦截远界要大，近界要小，尤其要有低至海面的拦截高度。要有远距离发现敌目标、攻击敌目标的能力，并且具有全方位攻击多批目标的能力。作为舰载作战系统重要组成部分的舰载雷达必须进行根本改进才能满足上述要求。要求舰载雷达的反应时间要短，能同时实施搜索和跟踪任务，并实现对多目标的跟踪和制导多枚导弹，适应饱和攻击的复杂环境。这就需要在舰艇有限的空间和有限的重量范围内，将搜索功能、跟踪功能和武器制导功能综合起来，形成舰载多功能雷达。
随着相控阵技术、信号处理、计算机技术的发展及数字移相器的引入，使同时实施目标搜索、多目标跟踪和武器制导的舰载多功能雷达成为现实。尤其固态功率器件、移相器、微波集成电路及固态有源收发组件的发展和成本的下降，极大地推动了舰载多功能相控阵雷达的发展，使舰载多功能相控阵雷达成为发展的主流。
舰载多功能雷达就是将搜索功能、跟踪功能和武器制导功能综合为一体的雷达，主要用于区域防御和近程点防御。其任务一般为：①警戒：高速地平线搜索 、高仰角搜索、近距离海面搜索、海面成像、中距离搜索、远距离搜索；②多目标跟踪：空中多目标跟踪、海面多目标跟踪、高仰角目标跟踪、目标分类与识别；③多通道武器制导：制导导弹拦击高空俯冲导弹、导弹的中段及末端制导。一部舰载多功能雷达能代替多部功能单一的雷达，减少了舰艇上雷达的数量，解决了以往众多舰载雷达相互干扰和反应时间长的问题。由于舰载多功能雷达采用相控阵体制，其优点有：功率孔径积大，反应快、数据率高，容易实现功率管理、时间管理和频率管理，控制工作方便，波束能自适应抗干扰，容易实现低截获概率（LPI），电气性能稳定、可靠性高、可维护性好。其缺点是：结构复杂，体积、重量大，成本高。
3 舰载多功能相控阵雷达的发展状况
舰载多功能相控阵雷达分为多功能无源相控阵雷达和多功能有源相控阵雷达。有源相控阵雷达是在天线阵面上装入许多由固态放大器与移相器组成的收发组件，天线不仅利用移相器控制电磁波的辐射方向，而且还具有放大信号的作用，故被称为有源相控阵雷达。有源相控阵雷达的固态放大器与无源相控阵雷达的行波管发射机相比，可靠性和稳定性要好得多，即使有5％的收发组件出现故障，也不会影响雷达的性能和功能。无源相控阵雷达的行波管发射机出现故障时，整个雷达就不能工作。有源相控阵雷达克服了行波管发射机的功率限制问题，可以有更远的作用距离、更短的驻留时间，从而实现高数据率，抗干扰的性能也可以得到改善。因此，有源相控阵雷达是舰载多功能雷达的发展方向。
3.1 AN/SPY-1
美国的AN/SPY-1是舰载多功能无源相控阵雷达的典型代表，是“宙斯盾”（Aegis）区域防御武器系统的核心。“宙斯盾”武器系统是一种反应快，能把标准导弹SM-2发射到空中和海面目标的高性能防空作战系统，也是美国海军第一个能对饱和攻击作出全自动响应的武器系统，可以提供80年代和90年代乃至2000年以后的宽域面空和面面防御。采用远程巡航导弹和增程面空导弹时，可提供攻击海面目标的能力。其特点是反应快、火力猛、生存能力强、可靠性高、覆盖范围大。
AN/SPY-1由洛克希德.马丁公司研制，1983年服役，有4个八边形固定阵面，在尺寸为3.65×3.65m的每个阵面配置4352个铁氧体制作的移相器，发射机采用行波管。
AN/SPY-1工作在E/F波段（2～4GHz），可提供方位360°、仰角90°的覆盖范围，作用距离370km，脉冲发射功率在5MW以上。它由天线单元、发射机单元、信号处理单元、控制单元和辅助单元组成，能对空中和海面目标进行自动搜索、可跟踪200个目标，并制导多枚导弹对18个目标交战，具有较强的抗干扰能力。它所控制的武器主要是标准导弹SM-2，也可控制增程面／面巡航导弹及舰载火炮。
AN/SPY-1有四种型号：AN/SPY-1A、AN/SPY-1B 、AN/SPY-1D和AN/SPY-1F。AN/SPY-1B是AN/SPY-1A的改进型，采用新型移相器，用微带馈电，降低了天线旁瓣电平，提高了信号处理能力，增强了抗干扰能力。AN/SPY-1D是在AN/SPY-1B基础上改进而成的，采用集中式发射机，提高了信号处理能力，修改了计算机程序，采用新器件，使体积、重量和成本下降。AN/SPY-1F是护卫舰使用型，缩小天线尺寸，减轻重量。AN/SPY-1A装备从CG-47型到CG-58型的“提康德罗加”（Ticonderoga）级导弹巡洋舰15艘。AN/SPY-1B装备从CG-59型到CG-73型的“提康德罗加”级导弹巡洋舰12艘。AN/SPY-1D装备从DDG-51型开始的“阿利.伯克”（Arleigh Burke）级导弹驱逐舰22艘，日本4艘导弹驱逐舰和西班牙4艘F-100护卫舰也装备AN/SPY-1D。AN/SPY-1F是护卫舰型，澳大利亚、土耳其和韩国等均有可能选用该型雷达。
AN/SPY-1D的改进型AN/SPY-1D(V)正在研制中，其目的是提高对海岸探测的性能，能在密集的干扰和地面杂波环境中获得清晰的战场图像，增强对岸作战能力。AN/SPY-1D(V)主要改进了信号处理器，增加了一个跟踪初始化处理器，改进了计算机程序。
洛克希德.马丁公司正在研制的AN/SPY-2是远程多功能有源相控阵雷达，工作在E/F波段，功率孔径大、分辨率高，能完成AN/SPY-1的全部功能。
3.2 APAR
APAR（Active Phased Array Radar——有源相控阵雷达）始于1993年，由荷兰、德国和加拿大联合研制，1994年列入荷兰、德国和西班牙“三国护卫舰合作”(TFC)计划，是“防空战系统”（AAWS）的一部分。西班牙后来退出该项计划，选用AN/SPY-1D。计划于2001年进行海上试验，在2002～2003年进行系统最后鉴定，用于装备荷兰的LCF护卫舰、德国的F-124护卫舰、加拿大的“城市”（City）级护卫舰。该雷达的研制工程由荷兰的Signaal公司总负责，并承担天线和数据处理单元设计，TNO-FEL物理与电子实验室负责提供技术支持。德国的DASA公司负责研制雷达信号波形产生器和信号处理单元，Nort hern Telecom公司研制收发组件。加拿大的Thomson公司负责跟踪管理单元，洛克希德加拿大公司负责天线界面、波束控制及监测部分，Com Dev和Stork公司研制开关阵、系统冷却单元和供电单元。从工程的开始，整个雷达系统就表现出先进性，包括传感器数据融合和情报功能管理。
APAR由天线单元（4个固定阵面）、雷达波形产生器（4个）、导弹波形产生器（2个）、信号处理单元（4个）、数据处理单元（4个）、跟踪与管理单元（2个）电源单元（4个）、冷却单元（4个）。每个天线的阵面的直径为1m，其上安装3200个5W的砷化镓收发组件，每秒可产生500多个在120°范围扫描的笔形波束。有故障的收发组件数不超过5％，就不会对性能产生明显影响。导弹波形产生器用于目标照射和导弹制导。
APAR工作在I波段（8～10GHz），覆盖方位360°、仰角70°的范围，探测距离为15 0km，水平搜索的距离为75km。其功能有地平线搜索、海面和空中搜索，能同时跟踪250个目标，同时控制32枚半主动导弹（其中16枚处于末端制导阶段），可以控制火炮对水面目标作战，具有对战术弹道导弹的防御能力。采用新的杂波滤波技术，提高对隐身掠海目标的探测能力；采用自适应波束控制，增强抗干扰能力；采用超分辨技术，具有目标识别能力。它可以控制的武器有海麻雀（Seasparrow）RIM-7P、标准SM-2 BlockIIIA、发展型海麻雀（Evollved SeasparrowMissile）ESSM。
除了荷兰、德国和加拿大三国的护卫舰装备APAR外，土耳其、韩国和澳大利亚等也有意选用APAR。Signaal公司正在寻求APAR的轻便型，采用3个阵面，减小体积、重量，适合于控制ESSM导弹、RAM导弹和火炮。
3.3 Sampson
8个北约国家共同研制通用护卫舰计划（NFR90）失败后，英国、法国和意大利于19 92年合作，开始“地平线”（Horizon）新一代通用护卫舰（CNGF）计划，而舰载武器及多功能雷达由各国自己开发和装备。Sampson是用于英国“地平线”新一代通用护卫舰计划的多功能雷达，由英国国防研究所(UK Defence Research Agency)与西门子.普莱赛（Siemens Plessey）公司研制，在MESAR（Multifunction Electronically Scanned Ada ptive Radar——多功能电扫描自适应雷达）基础上开发，1998年签署全尺寸工程研制合同，计划于2003年装舰试验，将是英国舰载主力防空导弹系统的一个重要组成部分。
为了支持“海标枪”（Sea Dart）舰空导弹的换装，1977年提出了MESAR概念，198 2年由英国国防研究所与西门子.普莱赛公司开始研制，1988年制造出第一部小功率、具有自适应形成波束能力的MESAR有源阵。1990年开始第二阶段工作，增加了数字脉冲压缩、实时控制软件和硬件，能同时对付12部干扰机的干扰，到1993年结束。1994年开始研究应用高分辨多普勒波形实现目标识别，1995年开始研究MESAR2用于弹道导弹防御(BMD)。MESAR是一个试验项目，目的是研究有源相控阵雷达在舰上的应用。
Sampson采用有源双阵面旋转天线，天线转速为30转／分。每一阵面上安装2500个输出功率为10W的收发组件，向空间辐射25kW功率。每4个发射模块有1个散热器，有3台风扇采用闭环强制风冷系统进行冷却，冷却气流从甲板下面通风，以便将舰艇的外部热特征降低到最小。此雷达由天线单元、2个预调制器机柜、2个波束形成机柜、信号处理机柜、跟踪/控制机柜、数据接口单元、天线控制单元和2个雷达控制单元组成。
Sampson工作在E/F波段，探测距离在250km以上，跟踪目标数量多达500～1000个。支持点防御和区域防御系统，能实现远程搜索、中程搜索、海面成像、高速地平线搜索和跟踪、多目标跟踪、多信道火控，可以制导12枚导弹，能自适应海面和海岸环境，具有较强的抗干扰能力。它控制的武器是Aster30导弹，可以通过增加I波段照射器控制海麻雀RIM-7P、标准SM-2 BlockIIIA和发展型海麻雀ESSM。
Sampson性价比很高，有较大的升级潜力：宽带提供目标识别、发射波束零点调整抗反辐射导弹攻击、可变数据率和杀伤评估。
3.4 EMPAR
EMPAR（European Multifunction Phased Array Radar——欧洲多功能相控阵雷达）用于意大利“地平线”新一代通用护卫舰的点防御导弹系统（SAAM/I）,由意大利阿莱尼亚（Alenia）公司与英国GEC-马可尼(GEC-Marconi)公司从1986年开始联合研制。试验样机已于1996年7月安装在意大利海军的“龙骑兵”（Carabinieri）试验舰上进行海上试验，实用型EMPAR计划在2002年左右投入生产，目标是于2006年将其装备到第一艘意大利新一代通用护卫舰上。法国“地平线”新一代通用护卫舰也极有可能装备EMPAR。
EMPAR是无源相控阵雷达，试验型采用旋转单面无源阵列天线，天线转速为60转/分，采用行波管相参发射机，有一个自适应阵列信号处理器和一个数字脉冲压缩器。天线阵面尺寸为1.5×1.5m，垂直倾斜30°安装。天线阵面上安装2160个移相器，波束宽度为2.5°，可以对天线正面方位90°(-45°～+45°)、俯仰120°(-60°～+60°)的空间范围扫描。实用型EMPAR将采用旋转两面无源阵列天线。
EMPAR工作在G波段(4～6GHz），发射功率为120kW，对导弹（雷达截面积为0.1m）的探测距离为50km，对飞机（雷达截面积为10m）的探测距离为120km，对低空飞行导弹的探测距离为23km。显示器上能显示300个目标，能跟踪168个优先级较高的目标，可以制导武器对其中的50个目标作战。它控制的武器主要为Aster15导弹和Aster30导弹。
3.5 ARABEL
ARABEL是无源相控阵雷达，用于法国舰载和陆基点防御导弹系统（SAAM/F），由法国汤姆逊-CSF(Thomson-CSF)公司于1988年开始研制，样机已在法国海军试验舰“奥列龙”号上进行了全面的试验，第一部实用型计划于1999年装备在“夏尔.戴高乐”号核动力航空母舰上。ARABEL也可以装备于其它舰艇（包括改进的“拉斐特”级护卫舰），装备法国“地平线”新一代通用护卫舰的可能性比较小。
ARABEL采用旋转单面无源阵面天线，天线转速为60转/分。试验型的天线阵面上安装4000个移相器，实用型采用Radant透镜天线进行波束控制，移相器数目减少到100个左右，极大地降低了成本。天线垂直倾斜30°安装，波束宽度为2°，俯仰扫描范围为70°。
ARABEL工作在I波段，发射机的频率可在10％的频段上跳变，可同时完成对多目标的搜索、跟踪及导弹制导。对雷达截面积为0.1m目标的探测距离为50km，对较大目标的探测距离为100km。它能监视120个目标，可以跟踪其中的60个目标，能制导导弹同时对10个目标作战，制导的武器为Aster15导弹。
3.6 其它型号
FCS-3多功能有源相控阵雷达是日本防卫厅技术研究本部开发的新一代点防御系统的一部分，用于装备海上自卫队的护卫舰，由三菱公司于1986年开始研制。此雷达采用固定四面有源阵天线，每个阵面的尺寸可能为1.6m×1.6m，控制的武器为海麻雀RIM-7P和发展型海麻雀ESSM。
台湾中山科技研究院在美国的援助下研制“长白”防空系统，此系统类似于“宙斯盾”武器系统，采用“天弓”一号垂直发射导弹，计划装备新设计的PFG-2II型护卫舰。“长白”相控阵雷达是“长白”防空系统的一部份，工作在E/F波段，采用六边形四面固定阵天线，作用距离为500km，可同时实现对多目标的搜索、跟踪及导弹的制导。
“空中观察哨”是俄罗斯舰载多功能相控阵雷达，1987年装备于“巴库”号航空母舰，其后也装备于新型航空母舰“第比利斯”号。此雷达采用固定四面阵天线，每个阵面为边长是5m多的正方形，在舰桥的四周各安装一个阵面，制导垂直发射型防空导弹SA-N-9。
4 结束语
舰载多功能相控阵雷达将发挥越来越重要的作用，是区域防御和近程点防御的核心。目前已经服役的舰载多功能相控阵雷达是无源相控阵雷达，为了降低成本，甚至采用旋转相控阵天线。在方位360°的覆盖范围，旋转阵面天线雷达的性能要比固定阵面天线雷达的性能差，无源相控阵雷达的性能不如有源相控阵雷达的性能好。由于具有性能稳定可靠、作用距离远、抗干扰能力强等特点，舰载多功能有源相控阵雷达是未来舰载雷达的发展方向。
[em02](转贴自中国军事)
1 引言
舰载雷达自从30年代问世以来，一直受到各国海军的极大重视，经过60多年的发展，其技术性能和作战性能得到显著提高，已成为舰载武器系统的重要组成部分之一，是海上信息战的重要信息来源，担负着警戒、跟踪、火控、导航、舰载机的引导以及气象探测等多项任务。舰载雷达性能的优劣直接影响舰艇的作战能力，影响整个作战进程，甚至决定战争的胜负。随着作战要求的不断发展变化、雷达技术自身的进步和发展、基础器件及有关学科的革新与进步，促使舰载雷达采用一系列新体制、新技术，提高其性能和抗干扰、抗反辐射导弹、抗低空突防、反隐身的能力，提高探测信号的信息量并从回波中提取尽可能多的有用信息，提高信息处理的能力和自动化程度，向多功能、高分辨率、自适应方向发展。
精确制导反舰导弹及其它反舰武器对舰艇的饱和攻击和舰艇执行对岸作战任务的趋势日益增加，是对舰载防御系统的严峻考验，促使舰载防御系统发生变革。为了提高舰艇的作战能力、生存能力，舰载雷达必须采用一体化、综合设计，实现多功能化。舰载多功能相控阵雷达是舰载雷达发展过程中的一项重大成就，将成为舰载雷达发展的主流。
2 作战环境及舰载多功能雷达
未来的海战将是海空一体化的多维空间立体战，不但有水下、水面及空中硬杀伤兵器在有形空间展开的火力战，还有信息获取传感器与“软杀伤”兵器在无形空间展开的信息战。对舰艇的攻击将采用立体化、大纵深、多方向、多批次、多种作战平台、多种武器的高密度饱和攻击，以彻底摧毁其防御能力为战术。反舰导弹等精确制导武器的大量使用改变了以往海战中的攻防结构，扩大了交战的空间，交战双方相距很远时，就可以用导弹相互实施攻击。冷战结束后，美国及欧洲等国对舰艇提出对岸作战任务的新要求，对岸作战的环境与海战的环境有很大的不同。对岸作战中，舰艇将受到各种陆基武器的攻击，舰载雷达会遇到空中、地面和水面多杂波环境，大量的未知信号以及由于靠近陆地而引起的局部不规则传播等都将严重影响舰载雷达性能的发挥。
反舰导弹可以从水面舰艇、潜艇、作战飞机上发射，它们多采用隐身外形，射程越来越远，速度越来越快，智能化程度高。有掠海飞行的导弹（高低角接近于0°）、跃升导弹（高低角约为3°～30°）、空中发射的巡航导弹（高低角约为20°～60°）、战术弹道导弹（高低角约为50°～70°）。尤其是掠海飞行导弹和高空俯冲导弹的威胁更大，二者均利用了雷达的扫描盲区。例如，法国生产的“飞鱼”属于掠海飞行的反射导弹；“高台跳水员”属于高空俯冲导弹，使舰艇不知道其来自何方便钻进舰艇的烟囱中。反舰导弹已发展了许多制导方式，例如雷达制导、被动制导、红外制导和激光制导等，并将不同的制导方式复合在一起形成复合制导导引头，例如雷达加红外复合导引头、主动雷达加被动雷达复合导引头等。反舰导弹的末制导距离很短，一般多在距离目标15～20km处，甚至更近的距离才打开寻的头，致使被攻击舰艇从发现导弹到实施干扰、进行拦击的反应时间很短，对水面舰艇构成严重威胁。水面舰艇对反舰导弹的防御已成为其主要的防御任务。
飞机的低空和超低空突防以及隐身化，同样对水面舰艇构成严重威胁。隐身飞机的雷达反射面积很小，缩短了雷达对它的发现距离，增加了对舰艇攻击的突然性。超低空突防飞机使雷达照射它时产生镜像反射，干扰雷达的正常回波，造成在速率和距离上的误差，增加了雷达对它探测的困难，使舰载防御系统没有足够的时间对其进行拦击。
舰载防御系统分编队防御系统和单舰防御系统，防御层次分为：远程防御、区域防御和近程点防御。远程防御的纵深范围为185～400km，仅在航空母舰编队有。在远程防御范围，由舰载预警机发现、跟踪目标，舰载攻击机、战斗机和电子战飞机拦击来袭目标。区域防御的纵深范围一般为45～185km，由舰载电子干扰设备在敌方发射反舰导弹前，干扰敌方跟踪雷达；由区域防空导弹攻击来袭的攻击机、战斗机和反舰导弹。近程点防御的纵深范围是45km以下，使用近程导弹反导系统和近程火炮反导系统击毁来袭的反舰导弹，使用有源干扰机和无源干扰设备破坏反舰导弹导引头的正常工作，致使反舰导弹无法攻击舰艇。舰载雷达是根据舰艇的作战任务和防御要求来配置的，一般是针对不同的防御层次配置相应的警戒雷达、跟踪雷达和制导导弹的照射雷达。按功能来分，舰载雷达除警戒雷达、跟踪雷达和制导导弹的照射雷达外，还有火炮控制雷达、导航雷达和舰载机着舰引导雷达。从而导致现有的大多数舰载防御系统往往采用3～4种不同功能、功能单一的多部雷达完成预警、搜索、跟踪、目标指示以及火控照射等功能，对空袭目标的拦截要经几部雷达交接，一般从警戒雷达发现目标到导弹发射出去要持续几十秒钟，火力转移时间是5秒钟，时间较长，反应速度慢。并且，现在舰载雷达多为机械扫描的雷达，其方位机械转速现在最大只有60转/分，天线波束不能在全空域捷变，完成对多目标的跟踪和同时制导多枚导弹的任务非常困难。单舰上的雷达配置过多，容易导致各种不同雷达之间的相互干扰，甚至无法同时工作，严重影响防御系统的作战效能，英阿马岛战争中被击沉的谢菲尔德号驱逐舰就是一例。因此，配置多种功能单一舰载雷达的防御系统难以对付全方向的饱和攻击。
海战模式及作战环境的变化对舰艇的防御能力和作战能力提出了更高的要求。面对全方位、高密度的饱和攻击，要求舰载防御系统：反应时间要短，火力转移要快，能同时对付多个目标，而且拦截远界要大，近界要小，尤其要有低至海面的拦截高度。要有远距离发现敌目标、攻击敌目标的能力，并且具有全方位攻击多批目标的能力。作为舰载作战系统重要组成部分的舰载雷达必须进行根本改进才能满足上述要求。要求舰载雷达的反应时间要短，能同时实施搜索和跟踪任务，并实现对多目标的跟踪和制导多枚导弹，适应饱和攻击的复杂环境。这就需要在舰艇有限的空间和有限的重量范围内，将搜索功能、跟踪功能和武器制导功能综合起来，形成舰载多功能雷达。
随着相控阵技术、信号处理、计算机技术的发展及数字移相器的引入，使同时实施目标搜索、多目标跟踪和武器制导的舰载多功能雷达成为现实。尤其固态功率器件、移相器、微波集成电路及固态有源收发组件的发展和成本的下降，极大地推动了舰载多功能相控阵雷达的发展，使舰载多功能相控阵雷达成为发展的主流。
舰载多功能雷达就是将搜索功能、跟踪功能和武器制导功能综合为一体的雷达，主要用于区域防御和近程点防御。其任务一般为：①警戒：高速地平线搜索 、高仰角搜索、近距离海面搜索、海面成像、中距离搜索、远距离搜索；②多目标跟踪：空中多目标跟踪、海面多目标跟踪、高仰角目标跟踪、目标分类与识别；③多通道武器制导：制导导弹拦击高空俯冲导弹、导弹的中段及末端制导。一部舰载多功能雷达能代替多部功能单一的雷达，减少了舰艇上雷达的数量，解决了以往众多舰载雷达相互干扰和反应时间长的问题。由于舰载多功能雷达采用相控阵体制，其优点有：功率孔径积大，反应快、数据率高，容易实现功率管理、时间管理和频率管理，控制工作方便，波束能自适应抗干扰，容易实现低截获概率（LPI），电气性能稳定、可靠性高、可维护性好。其缺点是：结构复杂，体积、重量大，成本高。
3 舰载多功能相控阵雷达的发展状况
舰载多功能相控阵雷达分为多功能无源相控阵雷达和多功能有源相控阵雷达。有源相控阵雷达是在天线阵面上装入许多由固态放大器与移相器组成的收发组件，天线不仅利用移相器控制电磁波的辐射方向，而且还具有放大信号的作用，故被称为有源相控阵雷达。有源相控阵雷达的固态放大器与无源相控阵雷达的行波管发射机相比，可靠性和稳定性要好得多，即使有5％的收发组件出现故障，也不会影响雷达的性能和功能。无源相控阵雷达的行波管发射机出现故障时，整个雷达就不能工作。有源相控阵雷达克服了行波管发射机的功率限制问题，可以有更远的作用距离、更短的驻留时间，从而实现高数据率，抗干扰的性能也可以得到改善。因此，有源相控阵雷达是舰载多功能雷达的发展方向。
3.1 AN/SPY-1
美国的AN/SPY-1是舰载多功能无源相控阵雷达的典型代表，是“宙斯盾”（Aegis）区域防御武器系统的核心。“宙斯盾”武器系统是一种反应快，能把标准导弹SM-2发射到空中和海面目标的高性能防空作战系统，也是美国海军第一个能对饱和攻击作出全自动响应的武器系统，可以提供80年代和90年代乃至2000年以后的宽域面空和面面防御。采用远程巡航导弹和增程面空导弹时，可提供攻击海面目标的能力。其特点是反应快、火力猛、生存能力强、可靠性高、覆盖范围大。
AN/SPY-1由洛克希德.马丁公司研制，1983年服役，有4个八边形固定阵面，在尺寸为3.65×3.65m的每个阵面配置4352个铁氧体制作的移相器，发射机采用行波管。
AN/SPY-1工作在E/F波段（2～4GHz），可提供方位360°、仰角90°的覆盖范围，作用距离370km，脉冲发射功率在5MW以上。它由天线单元、发射机单元、信号处理单元、控制单元和辅助单元组成，能对空中和海面目标进行自动搜索、可跟踪200个目标，并制导多枚导弹对18个目标交战，具有较强的抗干扰能力。它所控制的武器主要是标准导弹SM-2，也可控制增程面／面巡航导弹及舰载火炮。
AN/SPY-1有四种型号：AN/SPY-1A、AN/SPY-1B 、AN/SPY-1D和AN/SPY-1F。AN/SPY-1B是AN/SPY-1A的改进型，采用新型移相器，用微带馈电，降低了天线旁瓣电平，提高了信号处理能力，增强了抗干扰能力。AN/SPY-1D是在AN/SPY-1B基础上改进而成的，采用集中式发射机，提高了信号处理能力，修改了计算机程序，采用新器件，使体积、重量和成本下降。AN/SPY-1F是护卫舰使用型，缩小天线尺寸，减轻重量。AN/SPY-1A装备从CG-47型到CG-58型的“提康德罗加”（Ticonderoga）级导弹巡洋舰15艘。AN/SPY-1B装备从CG-59型到CG-73型的“提康德罗加”级导弹巡洋舰12艘。AN/SPY-1D装备从DDG-51型开始的“阿利.伯克”（Arleigh Burke）级导弹驱逐舰22艘，日本4艘导弹驱逐舰和西班牙4艘F-100护卫舰也装备AN/SPY-1D。AN/SPY-1F是护卫舰型，澳大利亚、土耳其和韩国等均有可能选用该型雷达。
AN/SPY-1D的改进型AN/SPY-1D(V)正在研制中，其目的是提高对海岸探测的性能，能在密集的干扰和地面杂波环境中获得清晰的战场图像，增强对岸作战能力。AN/SPY-1D(V)主要改进了信号处理器，增加了一个跟踪初始化处理器，改进了计算机程序。
洛克希德.马丁公司正在研制的AN/SPY-2是远程多功能有源相控阵雷达，工作在E/F波段，功率孔径大、分辨率高，能完成AN/SPY-1的全部功能。
3.2 APAR
APAR（Active Phased Array Radar——有源相控阵雷达）始于1993年，由荷兰、德国和加拿大联合研制，1994年列入荷兰、德国和西班牙“三国护卫舰合作”(TFC)计划，是“防空战系统”（AAWS）的一部分。西班牙后来退出该项计划，选用AN/SPY-1D。计划于2001年进行海上试验，在2002～2003年进行系统最后鉴定，用于装备荷兰的LCF护卫舰、德国的F-124护卫舰、加拿大的“城市”（City）级护卫舰。该雷达的研制工程由荷兰的Signaal公司总负责，并承担天线和数据处理单元设计，TNO-FEL物理与电子实验室负责提供技术支持。德国的DASA公司负责研制雷达信号波形产生器和信号处理单元，Nort hern Telecom公司研制收发组件。加拿大的Thomson公司负责跟踪管理单元，洛克希德加拿大公司负责天线界面、波束控制及监测部分，Com Dev和Stork公司研制开关阵、系统冷却单元和供电单元。从工程的开始，整个雷达系统就表现出先进性，包括传感器数据融合和情报功能管理。
APAR由天线单元（4个固定阵面）、雷达波形产生器（4个）、导弹波形产生器（2个）、信号处理单元（4个）、数据处理单元（4个）、跟踪与管理单元（2个）电源单元（4个）、冷却单元（4个）。每个天线的阵面的直径为1m，其上安装3200个5W的砷化镓收发组件，每秒可产生500多个在120°范围扫描的笔形波束。有故障的收发组件数不超过5％，就不会对性能产生明显影响。导弹波形产生器用于目标照射和导弹制导。
APAR工作在I波段（8～10GHz），覆盖方位360°、仰角70°的范围，探测距离为15 0km，水平搜索的距离为75km。其功能有地平线搜索、海面和空中搜索，能同时跟踪250个目标，同时控制32枚半主动导弹（其中16枚处于末端制导阶段），可以控制火炮对水面目标作战，具有对战术弹道导弹的防御能力。采用新的杂波滤波技术，提高对隐身掠海目标的探测能力；采用自适应波束控制，增强抗干扰能力；采用超分辨技术，具有目标识别能力。它可以控制的武器有海麻雀（Seasparrow）RIM-7P、标准SM-2 BlockIIIA、发展型海麻雀（Evollved SeasparrowMissile）ESSM。
除了荷兰、德国和加拿大三国的护卫舰装备APAR外，土耳其、韩国和澳大利亚等也有意选用APAR。Signaal公司正在寻求APAR的轻便型，采用3个阵面，减小体积、重量，适合于控制ESSM导弹、RAM导弹和火炮。
3.3 Sampson
8个北约国家共同研制通用护卫舰计划（NFR90）失败后，英国、法国和意大利于19 92年合作，开始“地平线”（Horizon）新一代通用护卫舰（CNGF）计划，而舰载武器及多功能雷达由各国自己开发和装备。Sampson是用于英国“地平线”新一代通用护卫舰计划的多功能雷达，由英国国防研究所(UK Defence Research Agency)与西门子.普莱赛（Siemens Plessey）公司研制，在MESAR（Multifunction Electronically Scanned Ada ptive Radar——多功能电扫描自适应雷达）基础上开发，1998年签署全尺寸工程研制合同，计划于2003年装舰试验，将是英国舰载主力防空导弹系统的一个重要组成部分。
为了支持“海标枪”（Sea Dart）舰空导弹的换装，1977年提出了MESAR概念，198 2年由英国国防研究所与西门子.普莱赛公司开始研制，1988年制造出第一部小功率、具有自适应形成波束能力的MESAR有源阵。1990年开始第二阶段工作，增加了数字脉冲压缩、实时控制软件和硬件，能同时对付12部干扰机的干扰，到1993年结束。1994年开始研究应用高分辨多普勒波形实现目标识别，1995年开始研究MESAR2用于弹道导弹防御(BMD)。MESAR是一个试验项目，目的是研究有源相控阵雷达在舰上的应用。
Sampson采用有源双阵面旋转天线，天线转速为30转／分。每一阵面上安装2500个输出功率为10W的收发组件，向空间辐射25kW功率。每4个发射模块有1个散热器，有3台风扇采用闭环强制风冷系统进行冷却，冷却气流从甲板下面通风，以便将舰艇的外部热特征降低到最小。此雷达由天线单元、2个预调制器机柜、2个波束形成机柜、信号处理机柜、跟踪/控制机柜、数据接口单元、天线控制单元和2个雷达控制单元组成。
Sampson工作在E/F波段，探测距离在250km以上，跟踪目标数量多达500～1000个。支持点防御和区域防御系统，能实现远程搜索、中程搜索、海面成像、高速地平线搜索和跟踪、多目标跟踪、多信道火控，可以制导12枚导弹，能自适应海面和海岸环境，具有较强的抗干扰能力。它控制的武器是Aster30导弹，可以通过增加I波段照射器控制海麻雀RIM-7P、标准SM-2 BlockIIIA和发展型海麻雀ESSM。
Sampson性价比很高，有较大的升级潜力：宽带提供目标识别、发射波束零点调整抗反辐射导弹攻击、可变数据率和杀伤评估。
3.4 EMPAR
EMPAR（European Multifunction Phased Array Radar——欧洲多功能相控阵雷达）用于意大利“地平线”新一代通用护卫舰的点防御导弹系统（SAAM/I）,由意大利阿莱尼亚（Alenia）公司与英国GEC-马可尼(GEC-Marconi)公司从1986年开始联合研制。试验样机已于1996年7月安装在意大利海军的“龙骑兵”（Carabinieri）试验舰上进行海上试验，实用型EMPAR计划在2002年左右投入生产，目标是于2006年将其装备到第一艘意大利新一代通用护卫舰上。法国“地平线”新一代通用护卫舰也极有可能装备EMPAR。
EMPAR是无源相控阵雷达，试验型采用旋转单面无源阵列天线，天线转速为60转/分，采用行波管相参发射机，有一个自适应阵列信号处理器和一个数字脉冲压缩器。天线阵面尺寸为1.5×1.5m，垂直倾斜30°安装。天线阵面上安装2160个移相器，波束宽度为2.5°，可以对天线正面方位90°(-45°～+45°)、俯仰120°(-60°～+60°)的空间范围扫描。实用型EMPAR将采用旋转两面无源阵列天线。
EMPAR工作在G波段(4～6GHz），发射功率为120kW，对导弹（雷达截面积为0.1m）的探测距离为50km，对飞机（雷达截面积为10m）的探测距离为120km，对低空飞行导弹的探测距离为23km。显示器上能显示300个目标，能跟踪168个优先级较高的目标，可以制导武器对其中的50个目标作战。它控制的武器主要为Aster15导弹和Aster30导弹。
3.5 ARABEL
ARABEL是无源相控阵雷达，用于法国舰载和陆基点防御导弹系统（SAAM/F），由法国汤姆逊-CSF(Thomson-CSF)公司于1988年开始研制，样机已在法国海军试验舰“奥列龙”号上进行了全面的试验，第一部实用型计划于1999年装备在“夏尔.戴高乐”号核动力航空母舰上。ARABEL也可以装备于其它舰艇（包括改进的“拉斐特”级护卫舰），装备法国“地平线”新一代通用护卫舰的可能性比较小。
ARABEL采用旋转单面无源阵面天线，天线转速为60转/分。试验型的天线阵面上安装4000个移相器，实用型采用Radant透镜天线进行波束控制，移相器数目减少到100个左右，极大地降低了成本。天线垂直倾斜30°安装，波束宽度为2°，俯仰扫描范围为70°。
ARABEL工作在I波段，发射机的频率可在10％的频段上跳变，可同时完成对多目标的搜索、跟踪及导弹制导。对雷达截面积为0.1m目标的探测距离为50km，对较大目标的探测距离为100km。它能监视120个目标，可以跟踪其中的60个目标，能制导导弹同时对10个目标作战，制导的武器为Aster15导弹。
3.6 其它型号
FCS-3多功能有源相控阵雷达是日本防卫厅技术研究本部开发的新一代点防御系统的一部分，用于装备海上自卫队的护卫舰，由三菱公司于1986年开始研制。此雷达采用固定四面有源阵天线，每个阵面的尺寸可能为1.6m×1.6m，控制的武器为海麻雀RIM-7P和发展型海麻雀ESSM。
台湾中山科技研究院在美国的援助下研制“长白”防空系统，此系统类似于“宙斯盾”武器系统，采用“天弓”一号垂直发射导弹，计划装备新设计的PFG-2II型护卫舰。“长白”相控阵雷达是“长白”防空系统的一部份，工作在E/F波段，采用六边形四面固定阵天线，作用距离为500km，可同时实现对多目标的搜索、跟踪及导弹的制导。
“空中观察哨”是俄罗斯舰载多功能相控阵雷达，1987年装备于“巴库”号航空母舰，其后也装备于新型航空母舰“第比利斯”号。此雷达采用固定四面阵天线，每个阵面为边长是5m多的正方形，在舰桥的四周各安装一个阵面，制导垂直发射型防空导弹SA-N-9。
4 结束语
舰载多功能相控阵雷达将发挥越来越重要的作用，是区域防御和近程点防御的核心。目前已经服役的舰载多功能相控阵雷达是无源相控阵雷达，为了降低成本，甚至采用旋转相控阵天线。在方位360°的覆盖范围，旋转阵面天线雷达的性能要比固定阵面天线雷达的性能差，无源相控阵雷达的性能不如有源相控阵雷达的性能好。由于具有性能稳定可靠、作用距离远、抗干扰能力强等特点，舰载多功能有源相控阵雷达是未来舰载雷达的发展方向。
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