AESA有源陣列基礎(chǔ)小知識

相控陣是目前的雷達(dá)主流體制，而有源相控陣又是當(dāng)前的主流方向，也就是常聽說的井噴式發(fā)展，主要發(fā)展的就是有源相控陣。

一、AESA定義

AESA，全稱為有源電子掃描陣列雷達(dá)，接下來解釋一下里面的這些詞：1.有源，可以理解為天線單元中有從發(fā)射機(jī)直接送過來的"電"，也就是電是直接從發(fā)射機(jī)送過來的，而無源也是發(fā)射機(jī)先通過一個(gè)天線（比如喇叭口），發(fā)射到空中，然后再到達(dá)主天線，最后通過主天線輻射出去；2.電子掃描，也就是常說的電掃，它通過改變主天線輻射時(shí)各個(gè)天線單元的"電信號"從而實(shí)現(xiàn)波束指向和形狀的變化，采用的方法大多以控制相位為主（少量會控制頻率），所以也稱相控陣；3.陣列，顧名思義，就是將主天線的各個(gè)天線單元擺放成一個(gè)陣列，如果我們將每個(gè)天線單元看作一個(gè)點(diǎn)，那么，整個(gè)主天線就像是一個(gè)由點(diǎn)構(gòu)成的陣了，一般有矩形陣，橢圓形陣（包括圓形陣），多邊形陣（六邊形，八邊形）。

二、工作原理簡介

通過以上描述，有源相控陣大概就是這樣一個(gè)形象：一塊平板上，按照陣列的方式布置著一些天線單元，這些天線單元后面的發(fā)射機(jī)為它提供發(fā)射的信號，通過移相，也就是改變這些信號的相位（實(shí)際也會改變幅度，這個(gè)問題在文章的下一個(gè)部分講），可以使電磁波在空間形成一個(gè)定向的波束；接收時(shí)，各個(gè)天線單元收到的信號經(jīng)過移相，并通過某種方式合在一起（這個(gè)合成稱為波束合成），形成接收波束。

三、一些說明

1.發(fā)射信號的移相，可以在天線輻射出去前的任何時(shí)機(jī)實(shí)現(xiàn)，一般有兩種方法：（1）在天線單元中，進(jìn)行控制移相，比如延遲線這種線纜，或者加入一個(gè)設(shè)備進(jìn)行移相；（2）在發(fā)射機(jī)中移相好了之后再給天線單元，或者發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的信號本身相位就不同。

2.接收的波束形成，可能有很多種不同的移相組合方式，其目的是為了形成不同的接收波束，因?yàn)槎嗖ㄊ乾F(xiàn)代雷達(dá)所必須的，它可以用于測量目標(biāo)角度（包絡(luò)方位角和俯仰角）。

3.陣列為什么能形成定向波束？這是一個(gè)關(guān)于相控陣基本原理的知識，我們可以用水波干涉的例子來類比。比如你同時(shí)將兩個(gè)石頭丟到水中，它是一種樣子。它的傳播方向是向著兩個(gè)石頭的垂直平分線，那么如果兩個(gè)石頭一前一后呢，你會發(fā)現(xiàn)它的傳播方向改變了，這就是它的基本原理——波的疊加。

4.波束是個(gè)啥？波束相當(dāng)于一個(gè)表現(xiàn)電磁波強(qiáng)度的形象工具，對于值高的方向，其強(qiáng)度大（也就是功率高），對于值小的方向，其功率低。為什么多個(gè)天線單元輻射后就出現(xiàn)這種情況呢？因?yàn)椋瑢τ谝粋€(gè)波來說，有的時(shí)候它的幅度是正值，有的時(shí)候它的幅度是負(fù)值，當(dāng)兩個(gè)波進(jìn)行疊加時(shí)，如果正值和正值疊加（或者負(fù)值和負(fù)值疊加），那么它們合成出來的波在這個(gè)地方就變強(qiáng)了，如果正值和負(fù)值疊加，它們在這個(gè)地方的強(qiáng)度就變?nèi)趿恕Ｎ覀冏罱K通過一個(gè)圖像表現(xiàn)出來波束的這種強(qiáng)弱的情況，就是我們所說的波束，也就是波束方向圖。