相控陣（Phased Array Radar,PAR），顧名思義，即相位被控制的陣列，記?。哼@里其實(shí)是被動(dòng)語(yǔ)態(tài)，相位是被控制，應(yīng)該寫成“相位被控的陣列”，但是為了簡(jiǎn)化我們習(xí)慣于稱其為相控陣，由相控陣組成的雷達(dá)被稱為相控陣?yán)走_(dá)。
上述圖片均為二維相控陣?yán)走_(dá)陣列，其實(shí)還有三維相控陣?yán)走_(dá)，如下圖所示：
大家都知道，相位被控制就會(huì)產(chǎn)生波束不同的指向，其原理是：
利用大量個(gè)別控制的小型天線單元排列成天線陣面，每個(gè)天線單元都由獨(dú)立的移相器，通過(guò)控制各個(gè)天線單元發(fā)射信號(hào)的相位，就能合成不同相位波束，相控陣各天線單元發(fā)射的電磁波以干涉原理合成一個(gè)接近筆直的雷達(dá)主瓣，而旁瓣則是各個(gè)天線單元的不均勻性造成的。
為了能夠徹底理解什么是相控陣，而不是只是在表面理解，我們繼續(xù)往下討論。
上面的論述使得我們大多數(shù)人都明白，通過(guò)控制各個(gè)天線單元的發(fā)射信號(hào)相位就能夠獲得不同方向的掃描波束，但是為什么我們改變相位就能夠?qū)崿F(xiàn)波束的不同指向呢？
其中道理何在？讓我們一起分析分析。
首先我們需要了解一個(gè)物理概念叫做：電磁波干涉。
電磁波干涉是指兩列或兩列以上的電磁波在空間中重疊時(shí)發(fā)生疊加，從而形成新波形的現(xiàn)象。
我們暫且先學(xué)習(xí)什么是干涉？然后再統(tǒng)一帶入到電磁波的理論模型中去。
在物理學(xué)中，干涉（interference）是兩列或兩列以上的波在空間中相遇時(shí)發(fā)生疊加或抵消從而形成新的波形的現(xiàn)象。
例如，采用分束器將一束單色光束分成兩束后，再讓它們?cè)诳臻g中的某個(gè)區(qū)域內(nèi)重疊，將會(huì)發(fā)現(xiàn)在重疊區(qū)域內(nèi)的光強(qiáng)并不是均勻分布的：其明暗程度隨其在空間中位置的不同而變化，最亮的地方超過(guò)了原先兩束光的光強(qiáng)之和，而最暗的地方光強(qiáng)有可能為零，這種光強(qiáng)的重新分布被稱作“干涉條紋”。
在歷史上，干涉現(xiàn)象及其相關(guān)實(shí)驗(yàn)是證明光的波動(dòng)性的重要依據(jù)，但光的這種干涉性質(zhì)直到十九世紀(jì)初才逐漸被人們發(fā)現(xiàn)，主要原因是相干光源的不易獲得。
現(xiàn)在人們知道，兩束電磁波的干涉是彼此振動(dòng)的電場(chǎng)強(qiáng)度矢量疊加的結(jié)果，而由于光的波粒二象性，光的干涉也是光子自身的幾率幅疊加的結(jié)果。
由上圖可知，干涉在其物理模型中，最關(guān)鍵的就是疊加或抵消作用！因此我們需要明白，正是這種作用使得我們的干涉能夠產(chǎn)生不同指向的可能，而這個(gè)可能就是調(diào)整發(fā)射信號(hào)的相位，讓各個(gè)信號(hào)在產(chǎn)生疊加或者抵消作用的時(shí)候能夠按照我們需要的指向進(jìn)行掃描。
理解這個(gè)，才是對(duì)相控陣真正的理解，感覺(jué)如果只是理解通過(guò)改變相位來(lái)控制指向的話不能夠徹底明白，不知道我說(shuō)清楚了沒(méi)有。
相控陣被分為有源相陣和無(wú)源相控陣，具體的區(qū)別如下所示：
（1）結(jié)構(gòu)上
有源相控陣?yán)走_(dá)的天線采用的是一種稱為T/R模組的接受與發(fā)射裝置，每一塊T/R模組都能產(chǎn)生電磁波而無(wú)源相控陣?yán)走_(dá)則是使用統(tǒng)一的發(fā)射機(jī)和接受器，外加具有相位控制能力的相控陣天線組成，天線本身不能產(chǎn)生雷達(dá)波。
（2）性能上
有源相控陣?yán)走_(dá)的收發(fā)裝置只有T/R模組，所以重量較輕，故障率較低，即使幾個(gè)T/R模組損壞了，也不會(huì)影響到整臺(tái)機(jī)器的使用，而無(wú)源相控陣?yán)走_(dá)就不具有這種優(yōu)勢(shì)。
（3）造價(jià)上
有源相控陣?yán)走_(dá)的發(fā)射與接收組件在制造上有很多難點(diǎn)，因此有源相控陣?yán)走_(dá)的造價(jià)昂貴。而無(wú)源相控陣?yán)走_(dá)的技術(shù)難度要小得多，造假也相對(duì)便宜。
（4）應(yīng)用上
當(dāng)今國(guó)內(nèi)外研制的艦載雷達(dá)、機(jī)載雷達(dá)、彈道導(dǎo)彈防御雷達(dá)以及星載雷達(dá)均采用有源相控陣?yán)走_(dá)天線，無(wú)源相控陣?yán)走_(dá)作為有源相控陣?yán)走_(dá)普及以前的過(guò)渡產(chǎn)品。
末尾彩蛋！
干涉這個(gè)概念在以后的雷達(dá)中用的特別多，稱為干涉雷達(dá)，比如采用干涉測(cè)量技術(shù)的合成孔徑雷達(dá)（InSAR），也稱為雙天線SAR或相干SAR。
InSAR是新近發(fā)展起來(lái)的空間對(duì)地觀測(cè)技術(shù)，是傳統(tǒng)的SAR遙感技術(shù)與射電天文干涉技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。它利用雷達(dá)向目標(biāo)區(qū)域發(fā)射微波，然后接收目標(biāo)反射的回波，得到同一目標(biāo)區(qū)域成像的SAR復(fù)圖像對(duì)，若復(fù)圖像對(duì)之間存在相干條件，SAR復(fù)圖像對(duì)共軛相乘可以得到干涉圖，根據(jù)干涉圖的相位值，得出兩次成像中微波的路程差，從而計(jì)算出目標(biāo)地區(qū)的地形、地貌以及表面的微小變化，可用于數(shù)字高程模型建立、地殼形變探測(cè)等。
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