在雷達(dá)的技術(shù)演進(jìn)中，需求的牽引起到了重要的作用，但概念的引領(lǐng)、理論的創(chuàng)新和基礎(chǔ)器件技術(shù)的進(jìn)步往往在雷達(dá)技術(shù)變革中起著更為決定性和跨代性的作用。

從技術(shù)上講，雷達(dá)是通過(guò)不斷追求以越來(lái)越高的自由度在更全維度上獲取越來(lái)越精細(xì)的信息，達(dá)到對(duì)目標(biāo)特征，雜波環(huán)境及干擾特征的表達(dá)與有效區(qū)分，從而實(shí)現(xiàn)在日益復(fù)雜的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中對(duì)目標(biāo)的探測(cè)。

從系統(tǒng)發(fā)展的角度，隨著數(shù)字陣列等技術(shù)的發(fā)展，硬件體系結(jié)構(gòu)和邏輯功能不斷簡(jiǎn)化和綜合，硬件將變得越來(lái)越透明，軟件和計(jì)算將變得越來(lái)越強(qiáng)大，功能將變得越來(lái)越綜合。

陣列雷達(dá)的發(fā)展歷程主要經(jīng)歷了無(wú)源陣列、有源陣列和數(shù)字陣列 3 個(gè)階段。

無(wú)源陣列

無(wú)源陣列應(yīng)用于無(wú)源相控陣?yán)走_(dá)中，它僅有一個(gè)中央發(fā)射機(jī)和一個(gè)接收機(jī)，采用集中式大功率發(fā)射機(jī)，產(chǎn)生的高頻能量經(jīng)饋電網(wǎng)絡(luò)傳給無(wú)源相控陣天線陣的各個(gè)輻射單元，目標(biāo)回波信號(hào)經(jīng)過(guò)接收機(jī)統(tǒng)一放大。

有源陣列

隨著高功率固態(tài)功率器件及單片微波集成電路的出現(xiàn)，每個(gè)天線單元通道中可以接入有源部件，例如，功率放大器、低噪聲放大器、混頻器與收/發(fā)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等電路，或接入將發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、移相器和衰減器等集成在一起的發(fā)射/接收組件，使相控陣?yán)走_(dá)天線變成有源相控陣?yán)走_(dá)天線。

“有源” 的含義是輻射功率在陣面上的組件內(nèi) “分布式” 產(chǎn)生，天線孔徑自身具有功率增益。有源相控陣?yán)走_(dá)放棄了傳統(tǒng)的中心式高功率發(fā)射機(jī)，除了具有無(wú)源相控陣?yán)走_(dá)的優(yōu)點(diǎn)外，還具有自適應(yīng)波束控制、強(qiáng)抗干擾能力和高可靠性等優(yōu)點(diǎn)。

數(shù)字陣列

隨著半導(dǎo)體器件技術(shù)的發(fā)展，有源相控陣?yán)走_(dá)接收和發(fā)射都采用了數(shù)字波束形成 (digital beam-forming, DBF) 技術(shù)，由此數(shù)字陣列雷達(dá)的概念應(yīng)運(yùn)而生.

數(shù)字陣列雷達(dá)是一種接收和發(fā)射波束都以數(shù)字方式實(shí)現(xiàn)的全數(shù)字相控陣?yán)走_(dá)。由于數(shù)字處理具有的靈活性，因此數(shù)字陣列雷達(dá)擁有許多傳統(tǒng)相控陣?yán)走_(dá)所無(wú)法比擬的優(yōu)越性，主要體現(xiàn)在瞬時(shí)動(dòng)態(tài)范圍大、空間自由度高、易于實(shí)現(xiàn)超低副瓣、易實(shí)現(xiàn)多波束及自適應(yīng)波束形成等方面.

數(shù)字陣列是相控陣技術(shù)發(fā)展帶來(lái)的產(chǎn)物，當(dāng)前在工程化應(yīng)用中仍在很大程度上受到相控陣?yán)走_(dá)設(shè)計(jì)與工程應(yīng)用思路的規(guī)范和制約，因而并沒(méi)有充分發(fā)揮全面數(shù)字化后帶來(lái)的計(jì)算賦能優(yōu)勢(shì)。不過(guò)，隨著 MIMO 雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字陣列將迎來(lái)更廣闊的天地。

審核編輯：湯梓紅