第一篇：雷达生命探测仪的工作原理
雷达生命探测的工作原理
美国莱福Lifelocator 3 型雷达生命探测仪实物图：
雷达生命探测仪是通过测试被探测者的呼吸运动或者移动来工作的。美国莱福雷达生命探测仪采用超宽带无线传输技术，在地震、建筑物坍塌、泥石流、雪崩等灾难现场，无需进入即可帮助消防特勤或抢险救援人员在2、3分钟内探测到被困人员。体积小、重量轻、无需探针和线缆、布置操作方便、并具防水功能。适用于现场工作环境并满足如下技术要求: 可帮助抢险救援人员几分钟内在地震、建筑物坍塌、泥石流、雪崩等灾难现场探测到被困人员。整套装置由雷达信号发射器和掌上电脑显示器组成；雷达发射器利用超宽带传输技术发射雷达波，并将信号处理后以无线的方式发射给掌上电脑；电脑内嵌入数百种人呼吸时胸部动态数据信号，掌上电脑将收到的信号进行杂波处理、波形比对后，直接给
出有无生命迹象的标志。使得救援人员的现场搜索工作变得非常简单。可与电脑连接传输数据，操作系统为windows mobile 6.0，中文操作菜单。不足之处是雷达波不能穿透大面积纯的金属板（钢筋混凝土可以穿透）。
特点：无探针、无线缆、体积小、重量轻、现场安装方便、操作简单（傻瓜型）、定位精确、坚固耐用、具有防水功能，可在雨天操作。
雷达生命探测的是采用无线探测发射器的原理： ◆尺寸：45×45×23 cm ◆重量：11kg（包括电池）
◆废墟瓦砾中探测距离：静止目标8m内，移动目标10m内
◆探测反应时间：可在3分钟内检测出瓦砾中是否有生命体存在，目标响应时间小于3s ◆穿透能力：可穿透10m深的废墟 ◆废墟瓦砾中探测范围：大于78 m2 ◆探测角度：120°角
◆符合美国联邦通信委员会（FCC）认证
◆无论在阳光下还是在黑暗环境中都能清晰读取掌薄数据 掌上操作显示器
◆PDA掌上电脑，方便携带
◆专业探测软件集成了上千种人体呼吸心跳模式，使探测结果更精确 ◆当探测到幸存者时，能显示其与探测器间的距离 ◆USB接口可与电脑连接传递数据
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第二篇：雷达生命探测仪方案_终极版
Life Detector®
雷达生命探测仪
概述
每年，总有大量人员因为泥石流、隧道坍塌、建筑物崩倒、雪崩、火灾等灾害而丧失了宝贵的生命。我们的目标就是要缩短发现掩埋在坍塌的建筑、泥石流等灾难现场的幸存者的时间，从而
提高幸存者获救的几率、为幸存者赢得宝贵的时间。雷达生命探测仪通过感应和探测埋藏在废墟下的幸存者呼吸和心跳产生的微弱的电波来确定活体生命的存在。该产品主要用于搜救在地震、瓦斯爆炸、泥石流、塌陷等自然灾害中的幸存者。可深入到废墟深处的天线将探测到的结果传递给接收主机，主机通过分析计算将以声音和监视器显示波形的形式输出探测结果，可以避免外界杂音的干扰；且此探测仪也提供了改良的S/N比率，同传统模式相比，大大提升了识别生命体的能力。
Life Detector®
原理
雷达生命探测仪利用无线电波探测幸存者的呼吸和移动：将雷达探头伸入到废墟的空隙后，探头发出的高频连续雷达波就可有效的覆盖废墟下大量的空间，如有轻微呼吸和移动，则接触到
人体后返回的雷达波在显示设备中以截然不同于普通雷达波的波形显示出来，并且伴有声音提示，救援人员即可根据雷达生命探测仪的提示迅速执行搜救行动。
工作原理如下图所示：
图1.1 原理示意图
在有幸存者与无幸存者的情况下，波形会以不同的形状被表示出来：
图1.2 无幸存者时波形 图1.3 有幸存者时波形
Life Detector®
特色
☞ 高科技
傅氏变换算法（FFT）的高效执行使DSP(电子信号处理器)得以高速运行。
探测仪通过具有强大穿透能力（在一般的救援工作中可穿透泥土、混凝土、薄钢板等障碍物）的高频连续雷达波对幸存者生理活动的探测，从而实现对是否有幸存者的情况辨别。
主机使用连续波雷达技术（军用航天技术,非低端产品所使用的民用脉冲雷达技术）,在30s内探测出200㎡、150m³范围内是否有幸存者。
☞ 高灵敏度
其特殊的电路结构可消除不必要的反射波，新颖的超外差式系统使得超高灵敏度得以实现。 高频连续雷达波可以自动调整，亦可过滤无用的无线电波并自动做出高灵敏度的波形指示。
☞ 高效率
通过防水防撞击且可从任何方位缝隙深入的伸缩式天线的深入，救援人员可从废墟中成功获取幸存者微弱的呼吸、心跳和移动信息。
深入废墟的天线可避免受同一救援地点其他救援活动的干扰，大大提高救援工作的效率。 无需要个人电脑，探测仪皆通过自身进行调整、探测。 其简洁明了的操作界面及按钮使设备更易于应用。
☞ 适应性强
电池持续工作时间：≥20小时（可外接汽车电源）。 使用美国Pelican安全箱（防水防尘抗压抗冲击）。 重量轻，便于携带。 整机防水设计（IP67）。
Life Detector®
产品优势
高科技的技术基础：整套设备使用高频连续波雷达技术，具有穿透性强、精确定位、抗干扰能力强、灵敏度高等优势。
探测距离远、反应速度快：有效探测距离可达20m以上；在30s内可以预估150m³范围内
幸存者的位置信息，从而极大提高救援效率。
强大的穿透能力：T-LD4-C雷达生命探测仪具有很强的介质穿透能力，（如土壤、砖墙废墟、包括穿透多层钢筋混凝土预制板废墟等遮挡介质）。
灵活、高效的使用方式：天线采用高强度防撞击材料制成，置于高强度合金钢和不锈钢体内。与探测主机经由20m高频电缆相连接。插入式天线防水防撞击设计，分别由3节高强度不锈钢钢管连接，可以在任何有利方位插入废墟内部，天线深入废墟深处从而可以避免外界杂音的干扰；使用时不受地理条件的限制，可以灵活运用。
20米高频电缆连接：雷达主机可以根据实时地理条件放置在远离探测区域的地方，而后端的操作人员只需控制主机即可，所有的数据都显示在主机上，从而保证了搜救过程中救援人员的安全。 灵敏度高：新颖的超外差系统处理技术，可探测到掩埋在废墟中的任何存活者,特别是可探测意识淡漠伤员的呼吸，具有很强的实用价值。
简单明了的控制接口：主机面板按钮操作简单明了。当发现幸存者时,主机显示波形及警报声音，使用者即学即会，主机与天线分离设计，减少操作危险。
抗干扰能力强：高速傅氏变换技术使复杂现场的各类干扰无法进入,具有很强的实用价值。
使用范围广：广泛应用于地震、消防、坍塌等灾害，可以快速探测和搜寻被埋于倒塌建筑物、废墟、土壤、岩石等复杂环境中的人类幸存者，属于非接触、无约束、无损伤生命探测装置。 GPS卫星定位系统：实时对搜救人员进行定位，方便指挥中心对其行动动向进行了解和调整。 大容量存储：超大容量闪存卡可对长达32000小时的探测数据进行保存和记录。
音频通讯系统：新一代产品整合与幸存者通讯系统，在探测到幸存者的同时，可深入废墟内等
狭窄受限空间与受害者进行通话，同时可以保证在嘈杂环境中，各救援队员之间的相互通话，从而做到无隙沟通，优化救援效率，保障救援队员和幸存者的生命安全。
高速冲孔设备：在雷达天线无法深入的时候对障碍物进行冲孔操作，使天线探头可以深入搜救。
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产品参数
采用军用高频连续波雷达，具有穿透性强、精确定位、抗干扰能力强、灵敏度高等特性。 采用主机、天线分离式设计，在力求精确的基础上扩大搜救范围。
探测距离：≥20m（建筑瓦砾、废墟内），30秒内可以预估200㎡、150m³内幸存者的位置信息。
天线：采用高强度防撞击材料制成，置于高强度合金钢和不锈钢体内。与探测主机经由20m高频电缆相连接。采用插入式，分别由3节高强度不锈钢钢管连接，利于插入任何恶劣环境下的废墟中，天线插入废墟从而可以隔绝外界噪音的干扰；天线探测的结果传递给接收主机，主机通过分析计算将以声音和监视器显示波形的形式输出探测结果。 主机：集成数据分析系统在彩页液晶屏幕中显示即时探测的数据。
音频通信系统：该仪器具备与幸存者通讯功能，在探测到幸存者的同时，可以深入废墟内等狭窄受限空间与受害者进行通话，同时可以保证在嘈杂环境中，各救援队员之间的相互通话，从而做到无隙沟通，优化救援效率，保障救援队员和幸存者的生命安全。
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高速冲孔设备：在雷达天线无法深入的时候对障碍物进行强力冲孔操作，从而使得天线探头可深入搜救。
GPS卫星定位系统：实时对搜救人员及地点进行定位，方便指挥中心了解和调整行动动向。 天线长度：1.5mx2；高频电缆长度：20m；阻抗：50欧。
内置电池:DC12V，容量达24AH；连续工作时间≥20小时。 充电器：输入AC220V，输出DC12V。
主探测单元：DC12V，高频功率：70mw或更低；尺寸520x400x200mm；重量：约12Kg。 整机防水等级：IP67。
通讯系统整套包括：微型通讯主机、救援探杆（雷达天线）、带有吊杆话筒挡风板的探测型头戴耳机、探测管接头、绳索连接器、带安全钩的12m探测8绳、6m探测接口电缆、麦克风静音电缆、军用型pelican安全箱（防水防尘抗压抗冲击），便于携带。 另附产品说明书及视频光盘1套。
第三篇：雷达工作 原理
雷达的原理
雷达(radar)原是“无线电探测与定位”的英文缩写。雷达的基本任务是探测感兴趣的目标，测定有关目标的距离、方问、速度等状态参数。雷达主要由天线、发射机、接收机（包括信号处理机）和显示器等部分组成。
雷达发射机产生足够的电磁能量，经过收发转换开关传送给天线。天线将这些电磁能量辐射至大气中，集中在某一个很窄的方向上形成波束，向前传播。电磁波遇到波束内的目标后，将沿着各个方向产生反射，其中的一部分电磁能量反射回雷达的方向，被雷达天线获取。天线获取的能量经过收发转换开关送到接收机，形成雷达的回波信号。由于在传播过程中电磁波会随着传播距离而衰减，雷达回波信号非常微弱，几乎被噪声所淹没。接收机放大微弱的回波信号，经过信号处理机处理，提取出包含在回波中的信息，送到显示器，显示出目标的距离、方向、速度等。
为了测定目标的距离，雷达准确测量从电磁波发射时刻到接收到回波时刻的延迟时间，这个延迟时间是电磁波从发射机到目标，再由目标返回雷达接收机的传播时间。根据电磁波的传播速度，可以确定目标的距离为：S=CT/2
其中S：目标距离
T：电磁波从雷达到目标的往返传播时间
C：光速
雷达测定目标的方向是利用天线的方向性来实现的。通过机械和电气上的组合作用，雷达把天线的小事指向雷达要探测的方向，一旦发现目标，雷达读出些时天线小事的指向角，就是目标的方向角。两坐标雷达只能测定目标的方位角，三坐标雷达可以测定方位角和俯仰角。
测定目标的运动速度是雷达的一个重要功能，—雷达测速利用了物理学中的多普勒原理．当目标和雷达之间存在着相对位置运动时，目标回波的频率就会发生改变，频率的改变量称为多普勒频移，用于确定目标的相对径向速度，通常，具有测速能力的雷达，例如脉冲多普勒雷达，要比一般雷达复杂得多。
雷达的战术指标主要包括作用距离、威力范围、测距分辨力与精度、测角分辨力与精度、测速分辨力与精度、系统机动性等。
其中，作用距离是指雷达刚好能够可靠发现目标的距离。它取决于雷达的发射功率与天线口径的乘积，并与目标本身反射雷达电磁波的能力（雷达散射截面积的大小）等因素有关。威力范围指由最大作用距离、最小作用距离、最大仰角、最小仰角及方位角范围确定的区域。
雷达的技术指标与参数很多，而且与雷达的体制有关，这里仅仅讨论那些与电子对抗关系密切的主要参数。
根据波形来区分，雷达主要分为脉冲雷达和连续波雷达两大类。当前常用的雷达大多数是脉冲雷达。常规脉冲雷达周期性地发射高频脉冲。相关的参数为脉冲重复周期（脉冲重复频率）、脉冲宽度以及载波频率。载波频率是在一个脉冲内信号的高频振荡频率，也称为雷达的工作频率。
雷达天线对电磁能量在方向上的聚集能力用波束宽度来描述，波束越窄，天线的方向性越好。但是在设计和制造过程中，雷达天线不可能把所有能量全部集中在理想的波束之内，在其它方向上在在着泄漏能量的问题。能量集中在主波束中，我们常常形象地把主波束称为主瓣，其它方向上由泄漏形成旁瓣。为了覆盖宽广的空间，需要通过天线的机械转动或电子控制，使雷达波束在探测区域内扫描。
概括起来，雷达的技术参数主要包括工作频率（波长）、脉冲重复频率、脉冲宽度、发射功率、天线波束宽度、天线波束扫描方式、接收机灵敏度等。技术参数是根据雷达的战术性能与指标要求来选择和设计的，因此它们的数值在某种程度上反映了雷达具有的功能。例如，为提高远距离发现目标能力，预警雷达采用比较低的工作频率和脉冲重复频率，而机载雷达则为减小体积、重量等目的，使用比较高的工作频率和脉冲重复频率。这说明，如果知道了雷达的技术参数，就可在一定程度上识别出雷达的种类。
雷达的用途广泛，种类繁多，分类的方法也非常复杂。通常可以按照雷达的用途分类，如预警雷达、搜索警戒雷达、无线电测高雷达、气象雷达、航管雷达、引导雷达、炮瞄雷达、雷达引信、战场监视雷达、机载截击雷达、导航雷达以及防撞和敌我识别雷达等。除了按用途分，还可以从工作体制对雷达进行区分。这里就对一些新体制的雷达进行简单的介绍。（军事观察·warii.net）
双/多基地雷达
普通雷达的发射机和接收机安装在同一地点，而双/多基地雷达是将发射机和接收机分别安装在相距很远的两个或多个地点上，地点可以设在地面、空中平台或空间平台上。由于隐身飞行器外形的设计主要是不让入射的雷达波直接反射回雷达，这对于单基地雷达很有效。但入射的雷达波会朝各个方向反射，总有部分反射波会被双/多基地雷达中的一个接收机接收到。美国国防部从七十年代就开始研制、试验双/多基地雷达，较著名的“圣殿”计划就是专门为研究双基地雷达而制定的，已完成了接收机和发射机都安装在地面上、发射机安装在飞机上而接收机安装在地面上、发射机和接收机都安装在空中平台上的试验。俄罗斯防空部队已应用双基地雷达探测具有一定隐身能力的飞机。英国已于70年代末80年代初开始研制双基地雷达，主要用于预警系统。
相控阵雷达
我们知道，蜻蜓的每只眼睛由许许多多个小眼组成，每个小眼都能成完整的像，这样就使得蜻蜓所看到的范围要比人眼大得多。与此类似，相控阵雷达的天线阵面也由许多个辐射单元和接收单元（称为阵元）组成，单元数目和雷达的功能有关，可以从几百个到几万个。这些单元有规则地排列在平面上，构成阵列天线。利用电磁波相干原理，通过计算机控制馈往各辐射单元电流的相位，就可以改变波束的方向进行扫描，故称为电扫描。辐射单元把接收到的回波信号送入主机，完成雷达对目标的搜索、跟踪和测量。每个天线单元除了有天线振子之外，还有移相器等必须的器件。不同的振子通过移相器可以被馈入不同的相位的电流，从而在空间辐射出不同方向性的波束。天线的单元数目越多，则波束在空间可能的方位就越多。这种雷达的工作基础是相位可控的阵列天线，“相控阵”由此得名。
相控阵雷达的优点
（1）波束指向灵活，能实现无惯性快速扫描，数据率高；（2）一个雷达可同时形成多个独立波束，分别实现搜索、识别、跟踪、制导、无源探测等多种功能；（3）目标容量大，可在空域内同时监视、跟踪数百个目标；（4）对复杂目标环境的适应能力强；（5）抗干扰性能好。全固态相控阵雷达的可靠性高，即使少量组件失效仍能正常工作。但相控阵雷达设备复杂、造价昂贵，且波束扫描范围有限，最大扫描角为90°～120°。当需要进行全方位监视时，需配置3～4个天线阵面。
相控阵雷达与机械扫描雷达相比，扫描更灵活、性能更可靠、抗干扰能力更强，能快速适应战场条件的变化。多功能相控阵雷达已广泛用于地面远程预警系统、机载和舰载防空系统、机载和舰载系统、炮位测量、靶场测量等。美国“爱国者”防空系统的AN／MPQ-53雷达、舰载“宙斯盾”指挥控制系统中的雷达、B-1B轰炸机上的APQ-164雷达、俄罗斯C-300防空武器系统的多功能雷达等都是典型的相控阵雷达。随着微电子技术的发展，固体有源相控阵雷达得到了广泛应用，是新一代的战术防空、监视、火控雷达。
宽带／超宽带雷达
工作频带很宽的雷达称为宽带／超宽带雷达。隐身兵器通常对付工作在某一波段的雷达是有效的，而面对覆盖波段很宽的雷达就无能为力了，它很可能被超宽带雷达波中的某一频率的电磁波探测到。另一方面，超宽带雷达发射的脉冲极窄，具有相当高的距离分辨率，可探测到小目标。目前美国正在研制、试验超宽带雷达，已完成动目标显示技术的研究，将要进行雷达波形的试验。
合成孔径雷达
合成孔径雷达通常安装在移动的空中或空间平台上，利用雷达与目标间的相对运动，将雷达在每个不同位置上接收到的目标回波信号进行相干处理，就相当于在空中安装了一个“大个”的雷达，这样小孔径天线就能获得大孔径天线的探测效果，具有很高的目标方位分辨率，再加上应用脉冲压缩技术又能获得很高的距离分辨率，因而能探测到隐身目标。合成孔径雷达在军事上和民用领域都有广泛应用，如战场侦察、火控、制导、导航、资源勘测、地图测绘、海洋监视、环境遥感等。美国的联合监视与目标攻击雷达系统飞机新安装了一部AN／APY3型X波段多功能合成孔径雷达，英、德、意联合研制的“旋风”攻击机正在试飞合成孔径雷达。
毫米波雷达
工作在毫米波段的雷达称为毫米波雷达。它具有天线波束窄、分辩率高、频带宽、抗干扰能力强等特点，同时它工作在目前隐身技术所能对抗的波段之外，因此它能探测隐身目标。毫米波雷达还具有能力，特别适用于防空、地面作战和灵巧武器，已获得了各国的调试重视。例如，美国的“爱国者”防空导弹已安装了毫米波雷达导引头，目前正在研制更先进的毫米波导引头；俄罗斯已拥有连续波输出功率为10千瓦的毫米波雷达；英、法等国家的一些防空系统也都将采用毫米波雷达。
激光雷达
工作在红外和可见光波段的雷达称为激光雷达。它由激光发射机、光学接收机、转台和信息处理系统等组成，激光器将电脉冲变成光脉冲发射出去，光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，送到显示器。隐身兵器通常是针对微波雷达的，因此激光雷达很容易“看穿”隐身目标所玩的“把戏”；再加上激光雷达波束窄、定向性好、测量精度高、分辨率高，因而它能有效地探测隐身目标。激光雷达在军事上主要用于靶场测量、空间目标交会测量、目标精密跟踪和瞄准、目标成像识别、导航、精确制导、综合火控、直升机防撞、化学战剂监测、局部风场测量、水下目标探测等。美国国防部正在开发用于目标探测和识别的激光雷达技术，已进行了前视／下视激光雷达的试验，主要探测伪装树丛中的目标。法国和德国正在积极进行使用激光雷达探测和识别直升机的联合研究工作。参考资料：
第四篇：DKL生命探测仪
DKL生命探测仪
（一）特点
DKL生命探测器为目前世界上最先进的搜救仪器，体积轻巧仅约1公斤，手持式设计，携带方便，操作简单，性能优越于其他任何高科枝的搜救产品，并已广泛为世界上先进国家的军事、海关、海巡、消防、安全、救援、航天等政府部门使用。此产品是由美国高科技公司结合世界上最尖端的生化、介电质、超低频传导及DNA技术研发而成，已申请多项技术专利，此型号为DKL公司目前设计最成熟的产品。
（二）技术参数；
一、感应方式：侦测人体心脏所发射之超低频电波产生之电场，此极低频电波为30HZ或以下，其可穿透建筑物钢筋混凝土墙、钢门、树木等，开放空间侦测距离可达500公尺。
二、非感应目标：除人体以外之任何动物皆不被侦测。
三、侦测频率：超低频30HZ或以下。
四、垂直侦测角度：开放空间120度(上下各60度)，建筑物内80度(上下各40度)。
五、水平侦测角度： /-2度(左右各2度)。
六、手握式操作，重量1公斤或以下。
七、侦测距离：不须使用任何工具即可更换下列二型侦测杆。1.伸缩式短距离型：0-20公尺； 2.伸缩式长距离型：0-500公尺。
八、目标锁定功能：当侦测到人体心脏所发出超低频电波产生之电场后侦测杆会自动锁定此电场，人体移动时，侦杆也会跟着移动。
九、电源：9伏特可充电式电瓶，充电时间14至16小时；操作时间：正常情况下12小时，若连续使用雷射光点辅助操作为2小时。
十、配备美国标准三A级雷射光点提供操寻找侦测杆方向。
（三）功能
提供抢救人员在进入搜救现场时先行确认其内部是否有人存活减低抢救人员搜救时的危险程度并在第一时间侦测出任何遮挡物背后的生存者。以被动接收方式侦测远端微弱心跳介电场的方向，并只侦测存活的人类而不受其它动物的干扰。能穿越钢板、水泥、复合材料、树丛等各种障碍物，使侦测距离在开放空间可达500米，水面上达1公里以上。经特殊处理，适用于各种恶劣的天气条件，维护简单而且故障率极低，如配合便携式电脑及专用的人工智能软件，即可产生侦测的图像和声音信息，进一步提高操作人员的判别能力，同时也可减少新手训练的时间。
（四）工作原理
DKL专利技术是集合人体心脏的生理学研究和物理学的一个叫做介电泳的分支的研究而成，该分支处理非均匀电场中的电介质材料特性。心脏的每次跳动产生一个微弱的电场信号。这些信号构成了在人体周围360度扩展的超低频非均匀电场。人体的每一个部分都对该电场产生影响，但心脏周围的电场行为是主要的电场产生地。
心生命探测器的专利滤波电路允许只有人体非均匀电场才能对生命探测器中的特殊电介质材料进行极化。当生命探测器穿过人体电场时，电介质材料被极化。正电荷和负电荷分离，并且分别被收集到设备的两端。生命探测器就指向非均匀电场的最强部分。
DKL配备特殊电波过滤器，可将其他异于人类的动物，诸如狗、猫、牛、马、猪等不同于人类的频率加以过滤去除，使DKL生命探测器只会感应到人类所发出的频率产生之电场。
（五）工作范围
有效距离: DKL配备两种不同侦测杆，长距离侦测杆侦测距离可达500公尺，短距离为20公尺。DKL在碰到障碍物诸如钢筋混凝墙，钢板等时，侦测距离会减少，雷射光可增加10%侦测距离。垂直角度
没有障碍物时：上下各60度，总计120度。有障碍物时：上下各40-50度，总计80-100度。水平侦测角度:左右各2度，总计4度。
2022年3月19日
授课人；刘鸟涛
第五篇：雷达的工作原理
雷达的工作原理
蜻蜓的复眼
我们知道，蜻蜓的每只眼睛由许许多多个小眼组成，每个小眼都能成完整的像，这样就使得蜻蜓所看到的范围要比人眼大得多。与此类似，相控阵雷达的天线阵面也由许多个辐射单元和接收单元（称为阵元）组成，单元数目和雷达的功能有关，可以从几百个到几万个。这些单元有规则地排列在平面上，构成阵列天线。利用电磁波相干原理，通过计算机控制馈往各辐射单元电流的相位，就可以改变波束的方向进行扫描，故称为电扫描。辐射单元把接收到的回波信号送入主机，完成雷达对目标的搜索、跟踪和测量。每个天线单元除了有天线振子之外，还有移相器等必须的器件。不同的振子通过移相器可以被馈入不同的相位的电流，从而在空间辐射出不同方向性的波束。天线的单元数目越多，则波束在空间可能的方位就越多。这种雷达的工作基础是相位可控的阵列天线，“相控阵”由此得名。
有源相阵控雷达和无源相阵控雷达的区别是就是无源是只有单个或者几个发射机子阵原只能接收，而有源是每个阵原都有完整的发射和接收单元！
相控阵雷达的优点：
（1）波束指向灵活，能实现无惯性快速扫描，数据率高；
（2）一个雷达可同时形成多个独立波束，分别实现搜索、识别、跟踪、制导、无源探测等多种功能；
（3）目标容量大，可在空域内同时监视、跟踪数百个目标；
（4）对复杂目标环境的适应能力强；
（5）抗干扰性能好。全固态相控阵雷达的可*性高，即使少量组件失效仍能正常工作。
但相控阵雷达设备复杂、造价昂贵，且波束扫描范围有限，最大扫描角为90°～120°。当需要进行全方位监视时，需配置3～4个天线阵面。
相控阵雷达与机械扫描雷达相比，扫描更灵活、性能更可*、抗干扰能力更强，能快速适应战场条件的变化。多功能相控阵雷达已广泛用于地面远程预警系统、机载和舰载防空系统、机载和舰载系统、炮位测量、靶场测量等。美国“爱国者”防空系统的AN／MPQ-53雷达、舰载“宙斯盾”指挥控制系统中的雷达、B-1B轰炸机上的APQ-164雷达、俄罗斯C-300防空武器系统的多功能雷达等都是典型的相控阵雷达。随着微电子技术的发展，固体有源相控阵雷达得到了广泛应用，是新一代的战术防空、监视、火控雷达。
相控阵雷达有多神？
“宙斯盾”系统的核心就是SPY—1D相控阵雷达，特别是它出众的预警搜索能力和识别能力，仿佛给妄图“独立”的台湾新领导人一根救命稻草，一把梦幻的保护伞，而相控阵雷达又再一次走进国人的视线中。说到相控阵雷达或技术，大家可能很陌生，但如果说起去年美国军方关于中国如何监测其隐型战斗机的报道，大家可能就清楚了。用一大串电视接收天线来监视天空，经济又有效，这就是最原始、最基础的雷达，相控阵雷达。
下面谈一谈雷达和相控阵雷达的发展情况。
一、雷达及其分类
雷达（Radar，即 radio detecting and ranging），意为无线电搜索和测距。它是运用各种无线电定位方法，探测、识别各种目标，测定目标坐标和其它情报的装置。在现代军事和生产中，雷达的作用越来越显示其重要性，特别是第二次世界大战，英国空军和纳粹德国空军的“不列颠”空战，使雷达的重要性显露的非常清楚。雷达由天线系统、发射装置、接收装置、防干扰设备、显示器、信号处理器、电源等组成。其中，天线是雷达实现大空域、多功能、多目标的技术关键之一；信号处理器是雷达具有多功能能力的核心组件之 雷达种类很多，可按多种方法分类：
（1）按定位方法可分为：有源雷达、半有源雷达和无源雷达。
（2）按装设地点可分为；地面雷达、舰载雷达、航空雷达、卫星雷达等。
（3）按辐射种类可分为：脉冲雷达和连续波雷达。
（4）按工作被长波段可分：米波雷达、分米波雷达、厘米波雷达和其它波段雷达。
（5）按用途可分为：目标探测雷达、侦察雷达、武器控制雷达、飞行保障雷达、气象雷达、导航雷达等。
相控阵雷达是一种新型的有源电扫阵列多功能雷达。它不但具有传统雷达的功能，而且具有其它射频功能。有源电扫阵列的最重要的特点是能直接向空中辐射和接收射频能量。它与机械扫描天线系统相比，有许多显著的优点。例如、相控阵省略了整个天线驱动系统，其中个别部件发生故障时，仍保持较高的可*性，平均无故障时间为10万小时，而机械扫描雷达天线的平均无故障时间小于1000小时。下面主要介绍先进的相控阵雷达。
二、相控阵雷达的概况
相控阵技术，早在30年代后期就已经出现。1937年，美国首先开始这项研究工作。但一直到50年代中期才研制出2部实用型舰载相控阵雷达。60年代，美国和前苏联相继研制和装备了多部相控阵雷达，多用于弹道导弹防御系统，如美国的AN/FPS-
46、AN/FPS-85、MAR、MSR，前苏联的“鸡笼”和“狗窝”等。这些都属于固定式大型相控阵雷达，其共同点：采用固定式平面阵天线，天线体积大、辐射功率高、作用距离远。其中美国的AN/FPS-85和前苏联的“狗窝”最为典型，70年代，相控阵雷达得到了迅速发展，除美苏两国外，又有很多国家研制和装备了相控阵雷达，如英、法、日、意、德、瑞典等。其中最为典型的有：美国的AN/TPN-25、AN/TPQ-37和GE-592、英国的AR-3D、法国的AN/TPN-
25、日本的NPM-510和J/NPQ-P7、意大利的RAT-31S、德国的KR-75等。这一时期的相控阵雷达具有机动性高、天线小型化、天线扫描体制多样化、应用范围广等特点。80年代，相控阵雷达由于具有很多独特的优点，得到了更进一步的应用。在已装备和正在研制的新一代中、远程防空导弹武器系统中多采用多功能相控阵雷达，它已成为第三代中、远程防空导弹武器系统的一个重要标志。从而，大大提高了防空导弹武器系统的作战性能。在21世纪，相控阵雷达随着科技的不断发展和现代战争兵器的特点，其制造和研究将会更上一层楼。
三、相控阵原理
相控阵，就是由许多辐射单元排成阵列形式构成的走向天线，各单元之间的辐射能量和相位关是可以控制的。典型的相控阵是利用电子计算机控制移相器改变天线孔径上的相位分布来实现波束在空间扫描，即电子扫描，简称电扫。相位控制可采用相位法、实时法、频率法和电子馈电开关法。在一维上排列若干辐射单元即为线阵，在两维上排列若干辐射单元称为平面阵。辐射单元也可以排列在曲线上或曲面上．这种天线称为共形阵天线。共形阵天线可以克服线阵和平面阵扫描角小的缺点，能以一部天线实现全空域电扫。通常的共形阵天线有环形阵、圆面阵、圆锥面阵、圆柱面阵、半球面阵等。综上所述，相控阵雷达因其天线为相控阵型而得名。
相控阵雷达有相当密集的天线阵列，在传统雷达天线面的面积上目前可安装一千多到两千多个相控阵天线(F-22约有2000个)，任何一个天线都可收发雷达波，而相邻的数个天线即具有一个雷达的功能。扫描时，选定其中一个区块(数个天线单元)或数个区块对单一目标或区域进行扫描，因此整个雷达可同时对许多目标或区域进行扫描或追踪，具有多个雷达的功能。由於一个雷达可同时针对不同方向进行扫描，再加之扫描方式为电子控制而不必由机械转动，因此资料更新率大大提高，机械扫描雷达因受限於机械转动频率因而资料更新周期为秒或十秒级，电子扫描雷达则为毫秒或微秒级。因而它更适於对付高机动目标。此外由於可发射窄波束，因而也可充当电战天线使用，如电磁干扰甚至是构想中发射反相位雷达波来抵消探测电波等。
四、相控阵雷达分类
相控阵雷达大体可分为两大类，即全电扫相控阵和有限电扫相控阵。全电扫相控阵又可称固定式相控阵，即在方位上和仰角上都采用电扫，天线阵是固定不动的。有限电扫相控阵是一种混合设计的天线，即把两种以上天线技术结合起来，以获得所需要的效果，起初把相扫技术与反射面天线技术相结合，其电扫角度小，只需少量的辐射单元，因此可大大降低设备造价和复杂程度。
天线阵，根据扫描情况可分为相扫、频扫、相／相扫、相／频扫、机/相扫、机／频扫、有限扫等多种体制。相扫系列利用移相器改变相位关系来实现波束电扫。频扫是利用改变工作频率的方法来实现波束电扫。相/相扫是利用移相器控制平面阵两个角坐标实现波束电扫。相／频扫是利用移相器控制平面阵一个坐标而另一坐标利用频率变化控制来实现波束电扫．机/相扫是在方位上采用机扫、仰角上采用相扫。机／频扫是在方位上采用机扫、仰角上采用频扫。
五、相控阵雷达的特点
相控阵雷达之所以具有强大的生命力，因为它优胜于一般机械扫描雷达。它具有以下特点：
（1）能对付多目标。相控阵雷达利用电子扫描的灵活性、快速性和按时分割原理或多波束，可实现边搜索边跟踪工作方式，与电子计算机相配合，能同时搜索、探测和跟踪不同方向和不同高度的多批目标，并能同时制导多枚导弹攻击多个空中目标。因此，适用于多目标、多方向、多层次空袭的作战环境。
（2）功能多，机动性强。相控阵雷达能够同时形成多个独立控制的波束，分别用以执行搜索、探测、识别、跟踪、照射目标和跟踪、制导导弹等多种功能。一部相控阵雷达能起到多部专用雷达的作用，如“爱国者”的一部多功能相控阵雷达可以完成相当于“霍克”和“奈基”－2型9部雷达的功能，而且还远比它们能够同时对付的目标多。因此，可大大减少武器系统的设备，从而提高系统的机动能力。
（3）反应时间短、数据率高。相控阵雷达可不需要天线驱动系统，波束指向灵活，能实现无惯性快速扫描，从而缩短了对目标信号检测、录取、信息传递等所需的时间，具有较高的数据率。相控阵天线通常采用数字化工作方式，使雷达与数字计算机结合起来，能大大提高自动化程度，简化了雷达操作，缩短了目标搜索、跟踪和发控准备时间，便于快速、准确地实施畦达程序和数据处理。因而可提高跟踪空中高速机动目标的能力。
（4）抗干扰能力强。相控阵雷达可以利用分布在天线孔径上的多个辐射单元综合成非常高的功率，并能合理地管理能量和控制主瓣增益，可以根据不同方向上的需要分配不同的发射能量，易于实现自适应旁瓣抑制和自适应抗各种干扰，有利于发现远离目标和小雷达反射面目标（如隐形飞机），还可提高抗反辐射导弹的能力。
（5）可靠性高。相控阵雷达的阵列组较多，且并联使用，即使有少量组件失效，仍能正常工作，突然完全失效的可能性最小。此外，随着固态器件的发展，格控阵雷达的固态器件越来越多，甚至已生产出全固态儿控阵雷达，如美国的。“爱国者”雷达，其天线的平均故障间隔时间高达15万小时，即使有10％单元损坏也不会影响雷达的正常工作。
当然，相控阵雷达不是十全十美的，也有其缺点。主要是造价贵，典型的相控阵雷达比一般雷达的造价要高出若干倍。此外，相控阵雷达对于短程弹道导弹的袭击可以说是无能为力，这也是美国及台湾为什么担心大陆方面在福建沿海部署东风导弹的原因。而1991年，海湾战争期间，伊拉克用“飞毛腿”导弹袭击以色列的时候，其“爱国者”导弹根本无法有效将其击落，何况短短的台湾海峡呢？
有源相阵控雷达和无源相阵控雷达的区别
区别就是无源是只有单个或者几个发射机子阵原只能接收，而有源是每个阵原都有完整的发射和接收单元！机载雷达经历了从机械扫描形式到相控阵电子扫描，再到最新的保形“智能蒙皮”天线的发展过程，电子扫描雷达在作战使用中的优势在哪里？未来的综合式射频（RF）传感器系统的总体特点和关键技术是哪些？
近50多年来，机载雷达不断采用新的技术成果，性能不断提高，其中重要的有全向多脉冲射频（MPRF）模式和高分辨率多普勒波束锐化（DBS）技术在雷达中的实际应用。目前，由于在信号处理和砷化镓微波集成电路领域技术的进步，雷达作为战术飞机主传感器的地位仍然会继续保持下去。有源ESA的出现是技术上的又一进步。它的每一个阵元中都有一个RF发射机和灵敏的RF接收机，在各个发射/接收（T/R）模块内都有一个功率放大器、一个低噪声放大器和用砷化镓技术制造的相位振幅控制装置。有源ESA雷达技术放弃了传统的中心式高功率发射机，除了具有无源相控阵雷达的优点外，还提高了能量的使用效率并具有自适应波束控制、强抗干扰能力和高可*性等优点。
西方国家第一代有源相控阵雷达系统接近定型的有美国装备F-22和日本装备FS-X的雷达。英、法和德国共同研制的AMSAR项目也确定使用先进的有源相控阵雷达技术，为其后续的欧洲战斗机雷达的升级改装做准备。从今天的角度来看，雷达技术未来的下一个发展方向是保形“智能蒙皮”阵列，它把有源ESA技术和多功能共用RF孔径结合了起来，在天线阵元的安排上，与飞机机身的结构巧妙地配合，实现宽波段和多功能。保形天线阵列有高性能的处理器并使用空-时自适应处理技术有效地抑制了外部的噪声、干扰和杂波并能以最优化的方式来探测所感兴趣的目标。虽然有许多相关的技术问题需要解决，但保形“智能蒙皮”技术并非是个不切实际的解决方案，预计在20～25年的时间内就可以达到实用阶段。
在10～15年内，对战术飞机射频传感器（包括雷达）未来所执行的任务来说，最迫切的需要是增加功能、提高性能，并且还要注重经济性和可维护性。美国的“宝石路”计划已经证明，航空电子系统通过采用通用模块、资源共享和传感器的空间重构（重构的设备包括雷达、电子战及通信-导航-识别等射频传感器）可以做到系统的造价和重量减小一半，而可*性提高三倍。它所确立的综合模块化航空电子的设计原则已用于JSF战斗机的综合传感器系统（ISS）和多重综合式射频传感器工程的设计中，欧洲类似的用于未来战术飞机的综合式射频传感器项目也正在实施。
