相控阵雷达技术专题技术报告包括相控阵雷达行业报告、相控阵雷达专业书籍、相控阵雷达仿真代码、相控阵雷达设计、相控阵雷达论文、相控阵雷达PPT、相控阵雷达技术理论等书籍+代码等资料300余份文件，来源于国内外多行业的成果，从多维度、多方面、代码+文档的资料。
相控阵雷达设备无需天线机械旋转即可对地平线进行角度扫描。这可以通过天线元件中与电压相关的相移来实现。这种位移可以在块状铁电体中产生，但只能在非常高的电压 （kV） 下产生，这需要大尺寸和重量。生产具有铁电薄膜的相控阵雷达器件是可取的，因为这可能需要与硅芯片技术兼容的非常低的电压（5 V），因此实施例具有小尺寸和重量。薄膜铁电体在施加适度电压时会表现出介电常数的大幅降低，通常在 5 V 时为 25-60%。这表明它们可以用作相控阵雷达中的有源相移元件，该项目在1990年代由美国格鲁曼公司和TRW公司的研究人员以及列宁格勒的Vendik小组仔细研究。
总结了用于地面、船舶、空中和太空应用的无源、有源、双极和单片微波集成电路 （MMIC） 相控阵的最新发展和未来趋势。涵盖的是DD（X）舰船雷达套件;萨德（前身为GBR）;欧洲眼镜蛇;以色列BMD雷达天线;荷兰船载APAR;机载美国 F-22、JSF 和 F-18 雷达、欧洲 AMSAR、瑞典 AESA、日本 FSX 和以色列 Phalcon;铱星（66颗卫星在轨，共198个天线）和Globalstar MMIC星载有源阵列系统（最后两个用于通信，但该技术与雷达系统使用的技术相同。事实上，铱T/R模块技术源自为天基雷达开发的技术）;Thales（前身为 Thomson-CSF）4“ MMIC 晶圆，94 GHz导引头天线;数字波束成形;铁电行列扫描;用于通信和雷达的光学电子扫描;MMIC C至Ku波段高级共享孔径计划（ASAP）和AMRFS天线系统，用于通信、雷达、电子对抗（ECM）和电子支持措施（ESM）的共享使用;以及连续横截线 （CTS） 电压可变介质 （VVD） 天线。
过去二十五年的成就
相控阵在过去三十年中取得了长足的进步。许多电子管无源阵列和固态有源阵列说明了这一点，它们使用已经部署或正在开发的分立式和MMIC技术。1–24,82–84,86 图 1 和图 2 显示了无源相控阵，即第一代相控阵。图 3 显示了 Rotman 透镜阵列。图4显示了使用第二代分立元件的有源固态阵列。图5和图6是第三代微波模拟集成电路（MMIC）的相控阵。制造的数字显示在图中的括号中。请注意，在某些情况下，即使对于MMIC有源相控阵，也会产生非常大的数字（见表1）。
此外，人们还看到世界各地正在开发相控阵。其中包括新的L波段GEC-Marconi S185OM（SMARTELLO），它将为皇家海军45型防空战（AAW）驱逐舰上的SAMPSON雷达和新的AMS L波段RAT 31DL提供超远距离搜索。86 SMARTELLO 使用 SMART-L 天线和 Martello 的元件。铱星卫星系统已经部署;它由66颗卫星组成。这是一项巨大的技术成功，但不幸的是，这不是一个财务上的成功。14 可是，它仍然在运作。事实上，2002年发射了三颗替代卫星。
最近正在开发的其他相控阵，但未指定该技术。其中包括美国陆军的联合对地攻击巡航导弹防御高架网状传感器系统（JLENS），该系统由远程3D监视雷达和部署在浮空器中的高频精确跟踪和照明雷达组成;中型扩展防空系统（MEADS）UHF监视雷达;美国陆军的多任务雷达（MMR）;英国/美国机载对峙雷达（ASTOR），相当于英国的美国联合STARS（JSTARS），以及美国海军陆战队负担得起的地面雷达（AGBR）和多用途雷达系统（MRRS）。图8和图9给出了最先进的GaAs MMIC功率放大器以及GaAs和InP低噪声放大器（LNA）。85 中华人民共和国在很短的时间内在相控阵的发展方面取得了长足的进步——无源、有源、超视距、双频段、宽带、超低旁瓣、合成孔径、自适应、数字波束成形、超分辨率和仅相位零转向。
MMIC有源相控阵的开发
随着最近授予MMIC有源相控阵合同的生产和开发合同，例如三台THAAD EDM（工程开发模型）雷达，COBRA雷达，SAMPSON雷达，海基测试XBR雷达，前向BMD雷达，MEADS雷达，空中交通导航，集成和协调系统（ATNAVICS）雷达，四面有源相控阵雷达（APAR）系统，新型B-2雷达， E-10A（联合STARS的升级）上的多平台雷达技术插入计划（MP-RTIP），全球鹰上的MP-RTP，F-15C（AN/APG-63（V），25架已经服役），F-16，F/A-18，F/A-22和F-35联合攻击战斗机（JSF）机载雷达，计划中的美国DD（X）舰艇和SPY-3 / VSR雷达套件的开发合同，MMIC雷达的未来看起来非常好。79,80,83 正在为DD（X）舰艇开发的新型X波段SPY-3是美国海军的第一台有源雷达，计划用于探测，跟踪和照明低空飞行，反舰，巡航导弹，预计将由三面雷达组成。83 当不支持交战行动时，它将执行地平线搜索、地表搜索和潜望镜探测。83 协同交战能力（CEC）是海军舰艇和通信阵列天线。
未来相控阵系统的研发工作
机载系统的杂波抑制（STAP 和 DPCA）
为了应对机载雷达的地面杂波和旁瓣干扰，目前正在进行大量工作，以开发使用时空自适应处理（STAP）的机载相控阵。25,26 STAP是位移相位中心天线（DPCA）处理的一般形式。几年前，NRL在改进的E2-C系统上演示了STAP技术。27,28 最近，飞行演示 STAP 相对于主波束杂波提供了 52 至 69 dB 的旁瓣杂波消除。29 该系统使用安装在飞机侧面的阵列。天线的方位角有 11 个自由度，仰角有 2 个自由度，总共有 22 个。在STAP之前，天线RMS旁瓣电平为-30 dBi;使用STAP时，为-45 dBi。
C波段至Ku波段多用户高级共享孔径程序（ASAP）MMIC阵列和双频AMRFS和RECAP阵列COBRA DANE 雷达系统的带宽为 16%，Rotman 透镜多波束阵列系统的带宽为 2.5 比 1。已经开展了开发有源MMIC相位控制阵列的技术，该阵列具有大于2比1的频率带宽，同时由多个用户共享。
第二次世界大战后，雷达技术得到了进一步发展和完善，按年代顺序，雷达技术在以下方面得到了巨大进展［7］。20世纪50年代：主要包括微波雷达、单脉冲雷达、脉冲压缩雷达、合成孔径雷达和机载脉冲多普勒雷达等技术。
(1) 微波雷达：20世纪50年代，雷达的工作频段由高频(HF)、甚高频 (VHF) 发展到了微波波段，直至K波段。到50年代末，为了有效地探测卫星和远程弹道导弹而需要研制超远程雷达，雷达的工作频段又返回到了较低的VHF和UHF 波段。在这些波段上可获得兆瓦级的平均功率，可采用线尺寸达百米以上的大型天线。大型雷达已开始应用于观测月亮、极光、流星和金星。
(2) 单脉冲雷达：20世纪40年代提出的单脉冲雷达原理，在50年代已成功地应用于目标跟踪雷达。这种供测量用的单脉冲精密跟踪雷达的角跟踪精度可达0.1mrad，即使在今天来看，这样的精度也是相当高的。
(3) 脉冲压缩雷达：脉冲压缩原理也是在20世纪40年代提出的，但直到50年代才得以应用于雷达系统。最早的高功率脉冲压缩雷达采用相位编码调制，把一个长脉冲分成数百个子脉冲，各脉冲的相位随机选择为0°或180°。
(4) 速调管：英国在1943年发明了高功率磁控管并且很快实用于高功率雷达。20世纪50年代，大功率速调管放大器开始应用于雷达，其发射功率比磁控管大两个数量级。
(5) 合成孔径雷达(SAR)：20世纪50年代出现的机载侧视合成孔径雷达，利用装在飞机上的一个相对较小的侧视天线，可产生地面的二维高分辨率条带地图。
(6) 机载脉冲多普勒雷达：20世纪50年代初提出的构思，并于50年代末成功地应用于空-空导弹的下视、下射制导雷达。
20世纪60年代：以第一部电扫相控阵天线技术和后期开始的数字处理技术为标志，其他技术还包括动目标指示(MTI)、超视距(OTH)雷达等。
(1) 电扫相控阵雷达：1957年苏联成功地发射了人造地球卫星，这表明射程可达美国本土的洲际弹道导弹已进入实用阶段，人类进入了空间时代。美、苏相继开始研制超远程相控阵雷达，用于外空监视和洲际弹道导弹预警。美国AN／FPS-85雷达就是这种雷达的典型，该雷达于20世纪60年代完成，服役于美国空军。其天线波束可在方位和仰角方向上实现相控阵扫描。这是正式用于探测和跟踪空间物体的第一部大型相控阵雷达。这部雷达的发展表明了数字计算机对控制相控阵雷达的重要性。
(2) 动目标指示雷达：1964 年在美国海军的E-2A预警机上的雷达实现了动目标指示。采用偏置相位中心天线(DPCA)和机载时间平均杂波相干雷达(TACCAR)实现运动多普勒频率补偿技术，是机载动目标指示雷达能够成功的关键。
(3) 超视距雷达：美国海军研究实验室研制的探测距离在3600km以上的“麦德雷”高频超视距雷达,将雷达的探测距离提高至10倍，并首先证明了超视距雷达探测飞机、弹道导弹和舰艇等的能力，同时还具有确定海面状况和海洋上空气流分布的能力。
(4) 电子抗干扰装置：用来对抗敌方雷达干扰的措施也出现于20世纪60年代，最典型的例子就是美国陆军的“奈基Ⅱ型”对空武器系统所用的雷达。这个系统包括一部L波段对空监视雷达，它利用一个大型天线，在很宽的频带内具有高平均功率。该雷达有战时使用的保留频率，并有相干副瓣对消器。此外，这部雷达还与一部S波段点头式测高雷达、S波段截获雷达、X波段跟踪雷达和Ku波段测距雷达一起工作，使电子干扰更加困难。
20世纪70年代：由于数字信号处理等技术的飞速发展，在50年代末有所突破、60年代得到大力发展的几种主要相干雷达，如合成孔径雷达、相控阵雷达和脉冲多普勒雷达等，在70年代又有了新发展。
(1) 合成孔径雷达数字处理：合成孔径雷达的计算机成像在20世纪70年代中期取得突破，高分辨率合成孔径雷达已经移植到民用并进入空间飞行器。1978年安装在海洋卫星(seasat)上的合成孔径雷达获得了二维分辨率为25m×25m的雷达图像，用计算机处理后能提供大量地理、地质和海洋状态信息。在1cm波段上，机载合成孔径雷达的分辨率已可达到约30cm×30cm。分米量级分辨率的SAR在U-2高空间谍飞机上得到应用。相控阵雷达和脉冲多普勒雷达的发展都与数字计算机的高速发展密不可分。
(2) 低噪声接收机前端：低噪声晶体管放大器前端，成为20世纪70年代广泛受到雷达工程师欢迎的技术。
(3) 脉冲压缩技术：由于采用了声表面波延迟线，可把脉冲压缩到几个纳秒(ns),达到分米级径向距离分辨率，高分辨率脉冲压缩的实用性因而也得到了提高。
(4) 机载预警雷达：E-3预警机的脉冲多普勒雷达研制成功，标志着机载预警雷达有了重大发展。机载脉冲多普勒雷达之所以能够成功，在很大程度上依靠天线的超低副瓣性能(最大副瓣低于-40dB)。
(5) 探地雷达：在20世纪70年代越南战争期间，为了探测地雷、地下坑道等，开发了甚高频宽带探地雷达。此后，这种雷达一直供探测地下管道和电线电缆等民事应用。
(6) 大型高分辨率相控阵雷达：于20世纪70年代投入运转的AN/FPS-108型“丹麦眼镜蛇”(Cobra Dane)雷达是一部有代表性的大型高分辨率相控阵雷达，美国将该雷达用于观测和跟踪苏联勘察加半岛靶场上空的再入段弹道导弹的多个弹头。
(7) 雷达的空间应用：雷达被用来帮助“阿波罗”飞船在月球上着陆，在卫星上雷达被用做高度计、测量地球及其表面的不平度等。
20世纪80年代：相控阵雷达技术大量用于战术雷达，这期间研制成功的主要是相控阵雷达，包括美国陆军的“爱国者”、海军的“宙斯盾”和空军的B-1B系统，它们都被批量生产。L 波段和 L 波段以下的固态发射机得到广泛使用。在空间监视雷达方面，“铺路爪”(Pave Paws) 全固态大型相控阵雷达(AN/FPS-115) 是雷达的一个重大发展。通过对降雨的测量、剪切风和其他恶劣气象条件的告警及对风速和风向的垂直分布的及时测量等，雷达成为气象研究和安全飞行等的重要工具。
20世纪90年代:对雷达观测隐身目标的能力、在反辐射导弹 (ARM) 与电子战 (EW) 条件下的生存能力和工作有效性提出了很高的要求，对雷达测量目标特征参数和进行目标分类、目标识别有了更强烈的需求。随着微电子和计算机的高速发展，雷达的技术性能也在迅速提高，在军事上的应用进一步扩大，雷达安装平台的种类日益增多，雷达成像技术取得了巨大进展。双/多基地雷达与雷达组网技术的应用，与无源雷达及其他传感器综合，实现多传感器数据融合等技术，在现代雷达发展过程中均占有重要地位。
特别是最近十几年来，微电子机械(MEM)和数字信号处理(DSP)等技术的飞速发展为有源电扫相控阵列(AESA)多功能雷达发展提供了技术动力，这种雷达系统是新一代高分辨率雷达的代表。这些技术包括以下几方面。
(1) 低成本、高效率的微波单晶集成电路(MMIC)发射／接收模块。
(2) 平面多层电路的应用，可以同时馈送直流电源功率、数字控制信号和射频信号。
(3) 微电子机械开关的出现，可以为相控阵列天线中各单个辐射单元提供高度可靠的极化开关和数字延时模块。
(4) 频率捷变/调频激励器和接收机的使用，可以提供极大的频带宽度和很大的调谐范围。
(5) 嵌入式低成本商用信号处理器，可提供每秒每立方英尺(1英尺大约为30cm)1013～1014次运算。
(6) 空时自适应处理(Space-Time Adaptive Processing，STAP)技术的发展，不但可以对消运动的地物杂波，而且可以通过自适应波束调零，消除人为干扰信号的影响。
(7) 各种信号处理算法：使用高更新率和高精度的算法，实现大批运动目标(数以千计)的自动跟踪；采用高分辨率距离像、合成孔径雷达和逆合成孔径雷达成像，实现空中和地面目标的自动识别等。
(8) 通过捷变波束的使用，可以使AESA雷达在脉间(pulse-to-pulse)实现同时或交替地面或空中动目标指示(GMTI／AMTI)、SAR／ISAR成像和目标识别波形。这种高分辨率成像同高更新率MTI的结合，可以得到比传统MTI中运动的“点”目标更多的目标信息，从而自动完成目标的检测和识别，典型自动目标搜索、检测和成像识别过程的示意图。
2020 年，黎巴嫩贝鲁特发生的巨大爆炸震撼了世界，并主导了我们的新闻源。黎巴嫩首都遭受了有记录以来第五大的人工非核爆炸，造成200多人死亡，7000多人受伤，30万人无家可归。衡量如此规模的破坏并非易事，地方当局过于关注那些直接受其影响的人，无法进行更大规模的调查。美国宇航局的高级快速成像和分析（ARIA）团队加紧行动，收集和分析卫星衍生的合成孔径雷达（SAR）数据，以绘制港口城市的破坏程度，如下图所示。这使响应团队从巨集角度更深入地了解破坏程度，使他们能够快速识别并关注受灾最严重的地区。
美国宇航局贝鲁特爆炸破坏地图
在美国宇航局喷气推进实验室（JPL）最近发出的一份通讯中读到这一点，激起了我的好奇心，让我开始思考。什么是SAR？它还是用来做什么的？要理解SAR，我们首先必须了解雷达的基础知识。
雷达成像并不是一项新技术，从原理上讲，它实际上非常简单：发射器发射无线电信号，该信号从表面反射，然后被接收器检测到。距离是通过接收发射信号所花费的时间除以光速 （C），然后再除以 2 来测量的。通过对发射信号进行脉冲，可以通过测量接收信号的多普勒频移来测量被检测物体的速度。根据速度的不同，多普勒频移的量也会发生变化，就像救护车的警笛声在靠近然后经过您时会改变音调一样。
雷达最著名的应用可能是空中交通管制，其中大型旋转雷达天线扫描天空以寻找飞机。但这些经过专门调整，用于搜索飞机大小的物体，并在 S 波段内以 2.7 至 2.9 GHz 的频率运行。根据雷达的预期应用，必须使用不同的频率。雷达使用许多不同的频段，范围从 P 波段的 0.3 GHz 到 Ka 波段的 40 GHz。下表 1 概述了这些波段及其用途。
每个波段的优点可以通过波长的大小以及脉冲的反射方式来解释。较短的波长会被较小的物体反射，而较长的物体不会受到这些相同物体的影响，从而有效地使我们能够看穿它们。这方面的一个例子可能是测量森林特征的应用程序。X波段信号将能够看到森林中叶片覆盖物的密度，因为它的波长大约是叶子的大小，而P波段信号将穿透叶子，可以测量树干和树枝的密度。
所以现在我们知道了用雷达可以看到什么，以及我们需要什么波长才能看到它。下一步是将信号发送到目标（然后再次返回）。有几种方法可以做到这一点：
第一个雷达是静态的，视场（FOV）没有移动。他们依赖于进入 FOV 的目标。
接下来是我们可能最熟悉的雷达——那些带有旋转碟形天线的雷达，该天线装有收发器。在这里，传感器移动 FOV，扫描以定位目标。
将前两种雷达中的一种放置在移动的车辆上是对更大区域进行成像的另一种方法。SAR 和侧视航空雷达 （SLAR） 就是这方面的例子。
最后，改变FOV的最复杂方法是拥有多个天线，这通常是在相控阵中完成的。
什么是相控阵？
相控阵天线通常是计算机控制的天线阵列。通常，当信号从多个天线广播时，存在干扰模式的风险，这可能导致信号强度降低。对于雷达来说，这可能导致对雷达目标大小的误报，以及假阳性或假阴性。但是，干涉方向图可用于提高雷达的精度。通过仔细控制几束无线电波，可以创建建设性的干涉图案，从而增强信号强度。通过调整天线之间的相位关系，信号可以通过电子方式“引导”指向不同的方向，而无需移动天线，这被称为波束成形。
波束成形只需两个天线即可实现，但相控阵天线的单个天线数量达数百或数千个。波束成形对雷达特别有益，因为它可以减少某些方向的信号辐射，同时在所需方向上增强信号辐射。因此，雷达反射信号的精度得到了实质性的提高。系统中的大量天线也增加了冗余，这在航空航天和国防等关键任务应用中非常宝贵。
为什么要在雷达应用中使用相控阵天线？
如上所述，PAR没有活动部件，这对于雷达应用非常有益。首先，视野可以在几微秒内改变。这比传统的旋转雷达天线快得多，后者可能需要更长的时间才能完成一次旋转。停留时间，或雷达向目标发送信号所花费的时间，可以自由选择，从而增加每次扫描对目标的命中次数。每次扫描的命中次数越多，意味着目标的图像质量更丰富。对于传统雷达，停留时间受天线旋转速度的限制。
这种波束灵活性和更高的信号质量意味着 PAR 可以同时用于多种应用。然而，PAR的频率捷变较低，扫描范围有限，方位角和仰角通常只有120°。由于PARs在开发和建设过程中的复杂性，以及实时处理大量数据的计算要求，PARs价格昂贵，因此应用有限。
相控阵雷达用在什么地方？
PAR通常用于航空航天和国防工业。一个例子是现代军舰，其中单个 PAR 可以同时跟踪 100 多个目标。在快节奏的现代海战中，探测和跟踪敌舰、飞机和导弹，以及增强导弹和近距离武器系统 （CIWS） 的目标数据都是 PARS 擅长的重要任务。对于海军应用，PAR 通常在 S 和 X 波段运行。
然而，PARs不仅被发现附着在军舰的侧面。一些陆基PAR扫描天空以寻找洲际弹道导弹等来袭的射弹，而另一些则搜索太空中快速移动的物体。它们也出现在军用飞机上，执行与舰载兄弟姐妹类似的任务：探测敌方目标和来袭导弹。
由于最近商业和娱乐无人机的兴起，PAR 更加有用。将 PAR 连接到无人机上使其能够看到潜在的障碍物和威胁，例如电力线和其他飞机，这是迈向自主无人机送货服务的重要一步。K 波段 PAR 越来越多地用于检测进入机场等限制区域的无人机。虽然无人机的雷达信号不容易与鸟类的雷达信号区分开来，但当与摄像头配对时，它可以轻松检测到无人机。
由于 PAR 的复杂性和用例，开发过程可能成本高昂且具有挑战性。是德科技的 PathWave 系统设计软件通过精确仿真整个系统，帮助克服这些挑战并降低开发成本。Keysight W1720 相控阵波束成形套件用于 PathWave，可帮助射频（RF）系统和系统级 PHY 架构师验证 5G 和 PAR 应用的设计。
全球雷达市场规模呈现逐年上升趋势。据Grandview Research的公开数据显示，到2020年全球雷达市场规模达到了314亿美元左右。2020年，全球民用雷达市场规模约为122亿美元左右。
将相控阵雷达应用于民用产业化领域最核心的问题是成本的可负担性、极化能力和多功能性。纳睿雷达自主研发的有源相控阵雷达产品突破了先进相控阵雷达技术在民用领域推广应用的技术壁垒和成本瓶颈。
据了解，民用领域的全极化有源相控阵雷达主要源于美国提出的多功能有源相控阵雷达研究计划（MPAR），目前美国仍处于试验阶段，其同样面临过高的成本问题和诸多待解的技术难题。
在技术上，纳睿雷达公司成功地将相控阵技术和极化技术相结合，通过控制阵列各个辐射单元的馈电相位来改变波束指向，同时充分利用从目标获得的极化信息，获得精细化、多维度和智能化处理能力。
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为了让需要雷达专业技术的人员，获得专业的雷达资料，我专门做了雷达专业技术的星球，这里面只分享与雷达相关的资料，内部提供激光雷达、相控阵雷达、数字阵列雷达的报告、书籍、仿真代码，每天都有更新，特殊情况除外，需要的同志可以加入，我正在「雷达专业技术交流群」和朋友们讨论有趣的话题，你⼀起来吧？https://t.zsxq.com/16Q3QTbNf
