有源相控陣雷達和無源相控雷達哪個厲害？在軍艦上？

下圖是按行、列方式饋電的有源平面相控陣天線原理圖，它是將平面相控陣天線分為多個列饋的典型例子。

按行、列方式饋電的有源平面相控陣天線原理圖

下圖列出了一種有源子天線陣組合饋電接收系統框圖。

有源子天線陣組合饋電接收系統框圖

下圖給出了AN/FPS-115 “鋪路爪”（PAVEPAWS）全固態大型有源相控陣雷達發射功率分配系統與子天線陣接收機系統的框圖，整個雷達天線陣分為56個子天線陣，每個子天線陣內的功率分配網絡及所有T/R 組件均相同，其中功率分配網絡為1/32 功分器。雖然是陸基的大型有源相控陣雷達但其原理與艦載有源相控陣雷達是相通的。【據傳，臺灣裝備的該型號雷達是無源相控陣體制的“猴版”，但未經證實。】

有源相控陣雷達發射功率分配系統與子天線陣接收機系統的框圖

無源相控陣雷達在功率、效率、波束控制及可靠性等方面不如有源相控陣雷達。後者和前者相比，性能優勢明顯，因此被作為現代相控陣雷達一個重要研究方向，被用於各種戰略、戰術雷達，如制導、戰場炮位偵查等。隨著計算機技術、數模混合集成電路技術及微波移相技術的快速發展，有源相控陣技術具有多目標、遠距離、高可靠性和高適應性等優勢，正由雷達向通信電子、定位導航等多領域發展。在有源相控陣雷達與無源相控陣雷達之間做出選擇，有多種出發點，其中要考慮的一個重要因素是進行功率比較，即在從陣列天線口面上輻射的RF功率相同的條件下，比較採用兩種天線對發射機輸出的總功率、相應要求的初級電源的總功率和在天線陣面上的熱耗功率，以及為實現陣面冷卻所要求的冷卻系統的功率等。討論這一問題的重要性還在於，由此可以得出對兩種陣列天線及其組成部件的一些不容忽視的要求，這將有助於相控陣雷達有關分系統的設計人員更主動地改進設計和積累經驗。從當前各國海軍的艦載雷達發展趨勢來看，有源相控陣雷達是發展趨向。

下面介紹幾款“海軍列強”裝備的主流艦載相控陣雷達：

“阿帕”（ APAR）多功能有源相控陣雷達的正式編號為9600-M。該雷達是由荷蘭、德國和加拿大三國聯合研製，已經列裝德國“薩克森”級多用途防空護衛艦（F-124）及荷蘭“七省/普羅文森”級防空與指揮護衛艦（LCF）。“阿帕”多功能有源相控陣雷達每個天線的陣面(共四個固定陣面)的直徑為1米，其上安裝3200個收發組件，由於採用有源相控陣技術，只要收發組件數故障率不超過5％，對性能產生影響很小。還用於目標照射和導彈制導、傳感器資料融合和情報功能管理。工作在X波段，覆蓋方位360°、仰角70°的範圍，探測距離為150公里，水平搜索的距離為75公里。其功能有地平線搜索、海面和空中搜索，能同時跟蹤250個目標，同時控制32枚半主動導彈（其中16枚處於末端制導階段），可以控制火炮對水面目標作戰，具有對戰術彈道導彈的防禦能力。採用新的雜波濾波技術，提高對隱身高速掠海目標的探測能力；採用自適應波束控制，增強抗干擾能力；採用超分辨技術，具有目標識別能力。

“阿帕”（ APAR）多功能有源相控陣雷達的正式編號為9600-M

“七省”級首艦F-802“普羅文森”號主桅上的 “阿帕”（ APAR）多功能有源相控陣雷達

德國“薩克森”級多用途防空護衛艦（F-124）主桅上的 APAR多功能有源相控陣雷達

電波暗室內接受測試的 “阿帕”（ APAR）多功能有源相控陣雷達

“桑普森”（SAMPSON）有源相控陣雷達由英國宇航防務公司負責研發，是“多功能電子掃描雷達”（MESAR）的艦載版本，沿用了其“自適應”功能，可依工作環境進行自我調整以提高精確度。“桑普森”多功能雷達採用了雙面旋轉陣列天線，內置於碳纖維複合球形抗風雨雷達罩內，每個陣麵包括大約2600個輻射單元（每個砷化鎵收/發模塊有4個通道）。該雷達能夠提供監視、跟蹤和導彈中程制導支持，已列裝45型“勇敢”級防空驅逐艦。該雷達的技術層次與性能都十分優異，很多方面比肩甚至超越美國“宙斯盾”艦艇使用的AN/SPY-1A/B/D系列無源相控陣雷達。其最大偵測距離為250千米，可同時追蹤500個目標，並同時接戰12個目標。然而，“桑普森”頂尖的性能背後卻是令人咋舌的高昂造價——雖然45型“勇敢”級防空驅逐艦的排水量雖比DDG-51“阿利·伯克”級少2000噸，防空導彈搭載量更只有後者的一半，但是總成本卻比“阿利·伯克”級高出三至五成，“桑普森”雷達系統高昂的造價堪稱主因之一。

45型防空驅逐艦電磁兼容試驗檯

“桑普森”有源相控陣雷達的雙面旋轉陣列天線內置於碳纖維複合球形抗風雨雷達罩內。

黃浦江畔拍攝的來訪“勇敢”號主桅

日本海自“日向”級航母（16DDH）、“秋月”級通用驅逐艦（19DD）、“朝日”級導彈驅逐艦(25DD)的FCS-3及其改進型艦載有源相控陣雷達是繼荷蘭“阿帕”、英國“桑普森”後，世界上第三套艦載有源相控陣雷達。該雷達屬於武器管制用主動相控陣雷達，採用4組固定式相控陣雷達天線，每組天線由一大一小兩個天線構成，其中面積較大的八邊形天線陣面直徑約1.6米，每個陣面由1600個工作頻率在C波段的收、發模塊組成，其最大對空搜索距離達到200千米，可在強電子干擾環境下同時探測、跟蹤300個空中和海上目標；天線組中面積較小的天線則是一種主動相控陣火控雷達，這個X波段照射陣面直接來源於日本F-2戰鬥機【該機是世界上最早列裝機載有源相控陣雷達的戰鬥機】上面的J/APG-1有源相控陣雷達，工作在X波段，用於為“改進型海麻雀”(ESSM)和“標準-Ⅱ”艦空導彈提供末段半主動雷達制導所需要的照射波束，每面天線可同時為多枚導彈提供照射，因此一套FCS-3改能同時控制10枚以上艦空導彈攔截多個空中目標，具備強大的抗“飽和攻擊”能力。“出雲”級航母（22DH）上層結構設置四個有源相控陣雷達天線，稱為OPS-50對空雷達系統，該雷達是是FCS-3A有源相控陣雷達的衍生型，只保留原本的主陣列，省略用來導控導彈的X波段照明陣列以及後端的零零式火控系統，主要擔負對空搜索/監視以及航空管制；相較於FCS-3改，OPS-50經過進一步改良，最大搜索距離增加到360公里以上。

“日向”級航母（16DDH）艦島上的FCS-3型艦載有源相控陣雷達

“日向”級航母（16DDH）艦島上的FCS-3型艦載有源相控陣雷達

“日向”級航母（16DDH）艦島上的FCS-3型艦載有源相控陣雷達

“秋月”級通用驅逐艦（19DD）上的FCS-3改進型有源相控陣雷達

“秋月”級通用驅逐艦（19DD）上的FCS-3改進型有源相控陣雷達

“秋月”級與“朝日”級的FCS-3改進型有源相控陣雷達兩不同波段天線安裝位置剛好相反

舾裝中的“朝日”號，對FCS-3改進型有源相控陣雷達天線防護罩進行“安裝保護”。

下水儀式上“朝日”號驅逐艦FCS-3改進型有源相控陣雷達X波段（下）和C波段天線。

“朝日”級(25DD)2號艦“不知火”號FCS-3改進型有源相控陣雷達天線舾裝中……

“出雲”級航母（22DH）艦島上的OPS-50有源相控陣雷達

“出雲”級航母（22DH）艦島上的OPS-50有源相控陣雷達

意大利艦載SPY-790型（EMPAR）雷達，是在2000年由阿萊尼亞公司主導研發的新型主動相控陣雷達天線取代元本的被動相控陣天線系統，稱為EMPAR MFRA多功能主動相控陣雷達（Multi Functional RadarActive）。使用C波段工作作，能同時執行監視、追蹤、制導防空導彈等功能。該雷達配備於法、意兩國的“地平線”級防空驅逐艦及意大利海軍“加富爾”號(Conte de Cavour C-552）輕型航空母艦，目前總體訂單量達40套。該雷達可引導“紫菀-15”和“紫菀-30”防空導彈攔截目標。天線長、寬各1.5米，有2160個收／發模塊，轉速60轉／分，輸出功率120千瓦。天線與垂直方向成30°傾斜，可覆蓋90°橫向方位角與120°俯仰角，對戰機大小目標的最大搜索距離約150～180千米，對導彈大小目標的搜索距離為50～60千米，對掠海反艦導彈的搜索距離則為23千米，可同時偵測300個目標，追蹤（即優先處理）其中750個目標，並同時導引24枚防空導彈接戰12個最具威脅性的目標。 與採用四陣面固定式AN/SPY-1A/B/D系列無源相控陣雷達、APAR有源相控陣雷達等系統相比，EMPAR單陣面旋轉式相控陣雷達的成本、重量與體積皆比它們低，但EMPAR雷達的目標更新速率也比它們差，面對以高速接近的目標時可能會有能力不足的情況。

SPY-790型（EMPAR）有源相控陣雷達陸上測試，此時未安裝雷達天線防護罩。

法、意兩國的“地平線”級防空驅逐艦上的SPY-790型（EMPAR）有源相控陣雷達

意大利“地平線”級防空驅逐艦上的SPY-790型（EMPAR）有源相控陣雷達（藍色）

意大利“家富爾”號航母的SPY-790型（EMPAR）有源相控陣雷達（藍圈）。

意大利“家富爾”號航母的SPY-790型（EMPAR）有源相控陣雷達。

意大利“家富爾”號航母的SPY-790型（EMPAR）有源相控陣雷達。

蘇/俄海軍的“火星-貿易風”型（Марс-Пассат）四面無源相控陣雷達系統（北約代號“望天”或“天空哨兵”/ Sky Watch）由平面陣列天線、發射機、信號處理機、6臺數字式計算機、控制檯以及輔助設備組成。相控陣天線由4塊固定矩形平面陣列組成。每個天線陣面尺寸分別為5米x4米(1143.4型重型載機巡洋艦)和6米x5米(1143.5型重型載機巡洋艦)。其陣面尺寸比美國“宙斯盾”系統的AN/SPY-1A雷達(3.65米x3.65米)大。“火星-貿易風”相控陣雷達每個陣面有5100個獨立的輻射單元，4個陣面共有20400個輻射單元。該雷達每個陣面的輻射單元數比美國的AN/SPY-1A無源相控陣雷達(每個陣面有4352個輻射單元)多近千個。改進型“火星-貿易風”利用電子掃描的靈活性、快速性和按時間分割或多波束的特點，可以實現邊跟蹤邊搜索（TWS）方式，並且在計算機的控制下可以同時跟蹤近400個目標，同時處理80～140個目標，因而該雷達具有對付多個目標飽和攻擊的能力（原型的4陣面天線只能夠同時跟蹤80個目標）。該雷達列裝於(蘇/俄/印)的“巴庫”/“戈爾什科夫元帥”/“維克拉馬蒂亞”/“超日王”號航母(1143.4型)以及俄海軍唯一的“庫茲涅佐夫”號重型載機巡洋艦(1143.5型)，未建成的1143.7型“烏里揚諾夫斯克”號核動力重型載機巡洋艦也計劃配備該雷達系統。該雷達能對3К95“Кинжал/匕首”艦對空導彈（北約代號SA-N-9，綽號“Gauntlet/長手套”）中短程艦空導彈進行中段制導，而末段制導則由“十字劍”火控雷達來實現。

“火星-貿易風”型（Марс-Пассат）四面無源相控陣雷達系統剖視模型

1143.4型載機巡洋艦上的“火星-貿易風”（Марс-Пассат）無源相控陣雷達

艦島建造中的1143.5型重型載機巡洋艦，巨大孔洞是“火星-貿易風”雷達的安裝基座。

1143.5型重型載機巡洋艦安裝的“火星-貿易風”無源相控陣雷達

俄最新的22350型“戈爾什科夫”級導彈護衛艦採用一個先進的封閉式主桅杆，桅杆上部整合四面固定式相控陣雷達天線，是俄羅斯最新開發且正式列裝的多功能防空有源相控陣雷達，四面5П-20К陣列天線組成的“塗金膠料”（Poliment）雷達系統，採用X波段操作，使用了俄羅斯“天脈星”科學生產聯合體（НПП «Пульсар»）研製和生產的超高頻收/發模塊，最大探測距離200公里，能同時跟蹤處理超過200個目標（另一數據是400個空中目標200個水面目標）。其相控陣雷達的雷達波束可能呈豎直扇形，對高低向目標較為敏感，而方位角方面的欠缺由四塊陣面共同工作來彌補，因而具有較強的低空探測能力，主要用於對低空目標進行探測並引導防空導彈對16個空中目標進行攔截。

同框——已列裝和舾裝中的“塗金膠料”（Poliment）有源相控陣雷達

“塗金膠料”（Poliment）有源相控陣雷達系統採用四面5П-20К型X波段陣列天線

下面聊聊“吃瓜群眾”最感興趣的話題——美帝和天朝，一個是艦載相控陣雷達的“老祖宗”，另一個則是艦載有源相控陣雷達的“後起之秀”。一個一心想保持在該領域的傳統技術優勢地位，另一個則一門心思想要實現“彎道超車”……2016年7月7日，美國海軍新型AN/SPY-6型有源相控陣雷達在太平洋反導試驗靶場的首次反導演習中成功地搜索、發現並跟蹤了彈道導彈靶彈。這是該雷達開始在太平洋反導試驗靶場投入測試以來的首次實戰化演習。該雷達的開發商雷神公司表示：裝備這種雷達的“阿利·伯克Ⅲ”型驅逐艦雷達技術水平將趕上中國海軍052C/D和055型驅逐艦的346/A/B系列艦載有源相控陣雷達。

“阿利·伯克Ⅲ”型驅逐艦預想圖

電波暗室內接受測試的AN╱SPY-6(V)S波段有源相控陣(AESA)雷達

電波暗室內接受測試的AN╱SPY-6(V)S波段有源相控陣(AESA)雷達

下圖為單面AN/SPY-6(V)S波段有源相控陣(AESA)雷達陸上測試樣機。請注意其頂部的AN/SPY-9B雙面陣列旋轉式X波段無源相控陣(PESA)雷達，該雷達未來將與SPY-6配套使用。

AN/SPY-6(V)S波段有源相控陣(AESA)雷達陸上測試

有意思的是，DDG-1000“朱姆沃爾特”級驅逐艦原先宣稱“高大上”的雙波段有源相控陣雷達——AN/SPY-3中近程有源相控陣雷達和AN/SPY-4遠程有源相控陣雷達目前依然部分處於缺裝狀態。雙波段雷達的成本即使是財大氣粗的美國海軍也吃不消，出於控制成本超支的考慮已取消AN/SPY-4遠程搜索雷達，只保留了X波段的AN/SPY-3有源相控陣雷達，導致這種史上最貴的天價驅逐艦也與雙波段雷達無緣。而即將問世的“阿利·伯克Ⅲ”驅逐艦也取消了X波段的AMDR-X相控陣雷達。目前美國海軍已確定配備雙波段雷達的水面作戰艦艇就只有“福特”級航母了，其在艦島上安裝了DBR雙波段雷達系統，包括S波段的AN/SPY-4遠程搜索雷達和X波段的AN/SPY-3多功能雷達。

出於控制成本超支的考慮，美海軍已取消DDG-1000的AN/SPY-4遠程搜索雷達。

舾裝中的DDG-1000首艦“朱姆沃爾特”，乃“高大上”的雙波段有源相控陣雷達呢？

美帝唯一裝備雙波段有源相控陣雷達的水面作戰艦艇——CVN-78“福特”級

不可否認的是，美帝強大的技術優勢是令人生畏的。即便是“老舊”的AN/SPY-1系列無源相控陣雷達，對空探測距離也超過500公里，在“紙面數據”上遠超天朝新航母裝備346B型有源相控陣雷達。至於“海之星”（346系列雷達）的具體性能，俺“不造”，“造”不能說，說也沒人信，愛咋咋地……不過，天朝也有自身的技術發展優勢條件——即所有設計、製造、集成均系由國家科工局主導，設計單位、央企、民企相互配合完成相關工作，不僅有年富力強的高效創新技術團隊和“大國工匠”，更有“充分整合資源——集中力量辦大事”的國體、政體制度優勢。

052C型驅逐艦裝備的346型有源相控陣雷達，天線防護罩下方是近距離輔助校準天線。

早期346雷達安裝在“畢昇”號試驗艦上進行測試時的照片，可以清楚地看到底部的進風管和兩側粗大的迴風管結構（052C型驅逐艦的這些管道都位於艦體內，不可見）。

在“畢昇”艦進行測試到底部的346雷達，冷卻系統進風管和迴風管清晰可見。

052C型驅逐艦裝備的346型有源相控陣雷達，天線防護罩下方是近距離輔助校準天線。

“遼寧”艦的346型有源相控陣雷達，天線防護罩下方近距離輔助校準天線開啟狀態。

“遼寧”艦的346型有源相控陣雷達

“遼寧”艦的346型有源相控陣雷達

346A有源相控陣雷達採用了更高效的液冷方式，由低溫冷卻液在封閉迴路中循環，通過冷板帶走電子設備所產生的熱量。液冷系統體積小、效率高、能量損失少，也不再需要風冷系統龐大而易損的靜壓箱外罩了。

猜猜測試346A有源相控陣雷達的是哪艘試驗艦？

052D型驅逐艦的346A型有源相控陣雷達，在天線防護罩下方是近距離輔助校準天線。

國產001A型航母裝備的346A型有源相控陣雷達

裝備雙波段有源相控陣雷達的戰艦，全世界都罕有，但在東亞就有四款——055型驅逐艦就是其一，而另三款則均系出自日本海自。

據傳，這是055型驅逐艦的首張“官宣照”……軍迷呼喚日本海的“御用攝影師”！

武漢艦載系統電磁試驗場

武漢艦載系統電磁試驗場

武漢艦載系統電磁試驗場

外媒推測055型驅逐艦構造圖

艦載雷達陸基測試

艦載雷達陸基測試

055型驅逐艦令天朝軍迷“好像到達了巔峰……”感謝原創@alexztasar

055型驅逐艦雙波段有源相控陣雷達佈置示意圖

綜上所述，有源相控陣雷達與無源相控陣雷達相比，存在以下明顯的優勢：　　

1.由於有源相控陣雷達的發射機直接分佈在陣面上，因此發射饋線損耗小，與無源相控陣雷達相比，減少4倍以上，則使雷達的探測距離明顯增大。　　

2.由於有源相控陣雷達的天線陣面上的每一個單元相當於一部小發射機，只有當20%以上的收發組件失效後才會嚴重影響雷達性能。當僅有10%組件失效時，雷達的作用距離僅減少3%左右，影響甚小。相反，無源相控陣雷達是採用一部集中式發射機，當發射機出現故障時，會導致整部雷達不能工作。由此可見，有源比無源相控陣雷達的任務可靠性有較大提高。　　

3.有源相控陣雷達可發射靈活易變的大佔空比發射波形，使其發射的脈衝功率大大降低，不易被敵方偵察機截獲，具有良好的低截獲概率性能。而無源相控陣雷達因受大功率發射管的制約，雷達工作佔空比受到限制，使其發射的脈衝功率較大，易被敵方偵察和截獲並受到干擾。　　

4.採用大量砷化鎵微波集成電路的有源相控陣雷達，可明顯減小雷達的體積、重量以及降低成本和提高可行性，更適於裝艦。　　

5.有源相控陣雷達更有利於採用先進的數字波束形成技術，實現天線波束自適應控制，使其零點對準干擾方向，大大提高了抗干擾能力。　　

總之，有源相控陣雷達是集現代陣列理論、超大規模集成電路、高速計算機、先進固態器件及光電技術為一體的新技術產物，充分體現了現代化科學的發展水平，它具有多功能、遠距離、高精度、高靈活性、高可靠性以及優良的抗干擾能力等鮮明特徵，為艦載雷達的發展開闢了更高層的技術領域。

近些年，天朝在國內外的各類展會上爆發性的推出了十幾款不同類型用途的相控陣雷達，而且以有源相控陣體制為主。“出口創匯才是硬道理……”，有了錢，PLA手頭也就寬裕些。試想，PLA“五大兵種”列裝的有源相控陣雷達實現“白菜化”，是一件多麼令人“喜聞樂見”的事情。再說，天朝還看得上其它技術體制的雷達麼？