電子掃描陣列雷達與機械掃描雷達天線的區別與優勢

電子掃描陣列雷達（英語：electronically scanned array，簡稱：ESA radar），是指一類通過改變天線表面陣列所發出波束（wave beam）的合成方式，來改變波束掃描方向的雷達。這種設計有別於機械掃描的雷達天線，可以減少或完全避免使用機械馬達驅動雷達天線便可達到涵蓋較大偵測範圍的目的。當然，這並非表示電子掃描雷達就不可以採用機械轉動的方式來增大掃描範圍，事實上採用機械轉動電子掃描雷達基座的方式可以進一步增大雷達波所能覆蓋的範圍，比如俄國現代級、英國45型等防空驅逐艦都裝備或將裝備雙面電子掃描陣列雷達（而不是如美國神盾艦上的四面陣），這就使它們不得不採用旋轉陣面的方式來覆蓋360度圓周，是「電子掃描」+「機械轉動」結合的典型實例。

目前使用的電子掃描方式包括改變頻率或者是改變相位的方式，將合成的波束髮射的方向加以變化。電子掃描的優點包含掃描速率高，改變波束方向的速率快，對於目標訊號測量的精確度高於機械掃描雷達，同時免去機械掃描雷達天線驅動裝置可能發生的故障。由於可以在極短的時間內迅速改變波束指向，電子掃描雷達比使用純機械掃描的傳統雷達有更強的多目標接戰能力，邊掃描邊跟蹤能力，以及空對空-空對地多模式同時工作的能力等等。

歐洲颱風戰鬥機機頭的電子掃描陣列雷達

薩克森級巡防艦上的相控陣雷達

電子掃描天線使用的陣列包含「一維線性陣列」與「二維陣列」兩種，兩種陣列代表波束可以控制方向上的差異。

頻率掃描

軍事上很少有電子掃描雷達採用掃頻的方式來控制波瓣指向，因此通常所說的「電掃」都是指「相位掃描」的相控陣雷達。但是早期的相控陣雷達上也有混合了掃頻機制的例子，比如美國核動力導彈巡洋艦「長灘號」以及核動力航空母艦「企業號」上的SCANFAR雷達系統，其目標追蹤子系統AN/SPS-33雷達就是對目標高度掃描採用頻率掃描，而對目標方位角掃描採用相位掃描的機制工作的。

被動相控陣/無源相控陣

提康德羅加級導彈巡洋艦之類神盾艦上的神盾系統就是以無源相控陣雷達為主特徵

凱山一號導彈的相控雷達車

無源相控陣雷達（英語：Passive Phased Array Radar，PPAR radar），是PESA radar即無源電子掃描陣列雷達的一種。英文Passive翻譯為「被動」或「無源」，意思是指天線表面的陣列單元只有改變「訊號相位」的能力而沒有發射信號的能力，訊號的產生還是依靠天線後方的訊號產生器，經訊號放大器，再利用電磁波導（波導管）或空間饋電方式傳送到陣列單元上面，接收時則反向而行。由於每個陣列單元自身不能作為訊號源主動發射電磁波，所以被稱作被動相控陣或無源相控陣。

現在的無源相控陣雷達多是以行波管產生訊號，這和最新的脈衝多普勒雷達產生訊號的方式一樣，區別主要在天線上。

主動相控陣/有源相控陣

有源相控陣雷達（英語：Active Phased Array Radar，APAR radar），是AESA radar即有源電子掃描陣列雷達的一種。英文Active翻譯為「主動」或「有源」，意思是指天線表面的每一個陣列單元都完整地包含訊號產生、發射與接收的能力，也就是將訊號產生器、放大器等等全部縮小放在每一個陣列單元以內，天線不需要依靠訊號產生器以及波導管饋送訊號。由於每個陣列單元都可以單獨作為訊號源主動發射電磁波，所以被稱作主動相控陣或有源相控陣。這是目前相控陣天線發展的主流趨勢。

有源相控陣的的每個單元只掃描一小塊固定區域。各個模組的訊號的相對相位經過適當調整，最後會強化訊號在指定方向的強度，並且壓抑其他方向的強度。在同樣的涵蓋範圍以內，不需要移動雷達天線也可以滿足掃描的需求。此雷達的電子零件需要「快速移相器」，而控制相控陣也需要極高的計算能力。此雷達理論在二次大戰時提出，最早使用是用於地面的大型彈道導彈預警雷達上面。空用系統最早是出現在美國空軍一架RC-135 Rivet Amber飛機上面進行試驗，這架飛機稍後發生意外墜毀。能夠使用在船艦上或者是軍用飛機上的小型化有源陣列技術要到1980年代才逐漸成熟，成本降低到可以接受的程度。

有源相控陣的好處除了與無源相控陣類似之外，由於取消波導管的配置，電磁波能量在傳送過程中的散失得以降低，能量輸出得以集中在波束上。此外，波束訊號的產生是在陣列單元上面，免除傳送的線路也就降低噪訊的影響。有源陣列天線在頻率的變換與多模式的同時運作方面比無源陣列更有效，當天線表面的陣列有部分受損或者是故障的情況下，雷達的性能會稍微降低，但是不會無法工作。有源陣列的天線在執行多工模式時，可以將雷達分為幾個區塊，各自發出波束同時執行不同的任務。而無源陣列則是以快速波束跳躍的方式在近乎同時的情形下執行多工掃描。由於有源陣列相比於無源陣列省略波導管造成的能量耗損，因此探測距離得以大幅延長，而無源相控陣雷達的探測距離卻由於耗損而稍遜於同功率的傳統機械雷達。

使用型態

陸基系統

美國率先將大型電子掃描陣列雷達用作彈道導彈預警雷達，如鋪路爪長程預警雷達，安裝於美國本土、英國、格陵蘭及中華民國。美國與前蘇聯、法國、英國、中國等太空大國都有部署類似的系統擔任警戒和監視太空的工作。這些大型預警雷達也被用於監控近地軌道航天器的運行情況，例如美國太空站「天空實驗室」報廢並再入大氣層的時候，就聯絡了全球幾乎所有可用的大型預警雷達全程監控墜落情況。

現代化的陸基區域防空導彈系統通常也使用相控陣雷達作為系統中最主要的預警和跟蹤雷達，如美國的MIM-104「愛國者」系列防空導彈系統，前蘇聯的S-300系列防空導彈系統，中華民國的天弓系列防空導彈系統，中國大陸的FT-2000防空導彈系統等。

空基系統

以色列EL/M-2022U機腹雷達

空用系統最早是出現在美國以C-135改裝的電子作戰飛機上面，其中以使用無源相控陣的較多，使用有源陣列的只有Rivet Amber一架，當意外發生之後，美國空軍並未另外改裝一架C-135補充損失。除了電子戰飛機以外，某些預警機或戰場監視飛機也裝備或計劃裝備相控陣雷達，而不是如同美國E-2或前蘇聯A-50那樣機械掃描雷達的圓盤狀天線。

上面所說的是支援型軍用飛機，可以安裝在直接作戰的軍用飛機——戰鬥機、轟炸機上的相控陣雷達系統當中，蘇聯為MiG-31設計的SBI-16 Zaslon雷達是世界第一款使用在中小型軍用機種上面的相控陣雷達，美國第一款裝置在非支援型軍用飛機上的相控陣雷達是B-1B上的AN/APQ-164雷達。這兩款都是無源相控陣。

第一種能夠安裝在中小型軍用機上的實用型有源相控陣雷達是裝置在日本F-2戰鬥機上的J/APG-1，第二種則是美軍F/A-22猛禽戰鬥機上的AN/APG-77。

海基系統

海上的相列雷達可以AN/SPY-1 3D相控陣雷達為例。AN/SPY-1是一種多功能雷達系統，擁有四面固定的無源相控陣天線，是神盾戰鬥系統的中樞。由於相列雷達的優點，一艘戰艦可以只用一個雷達系統充當海面偵搜雷達（找船隻）、空中偵搜雷達（找飛機與導彈）以及多目標火控系統。第三項是戰艦使用相列雷達的最重要理由。在引進相列雷達以前，導引一或兩枚防空導彈就需要一個火控雷達全力關注。一艘船因此只能與少數目標接戰。相列雷達能快速重新定向雷達波，快到足以模擬許多個火控雷達，導引許多防空導彈。這是神盾系統接戰能力很強的原因之一。

類似的還有前蘇聯由陸基S-300衍生而來的S-300F海基防空導彈系統，其跟蹤雷達也直接由陸基系統的相控陣雷達改造而來，是旋轉基座的單面相控陣。052C型驅逐艦上則裝備了比AN/SPY-1更加先進的四面固定式主動相控陣雷達H/LJG346，在其HHQ-9防空導彈系統中扮演核心角色。

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