来源 | 雷达信号处理matlab

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相控阵是由若干单独的天线或者辐射单元组成的电控扫描阵列。它的辐射方向图由每一个天线单元上电流的幅度和相位确定，并且通过计算机改变每一个天线单元上电流的相位来实现波束的扫描。

因此，相控阵天线的波束可以快速地从一个方向扫描到另一个方向，具有很大的灵活性。它不同于用机械扫描方法定位天线，相控阵的波束扫描几乎是无惯性的，比天线机械扫描的雷达有更多的优越性。因此，相控阵雷达技术在过去三十多年里得到迅速的发展，并在军事和民用领域得到广泛的应用。

相控阵雷达一般采用大功率的移相器实现波束的扫描。随着微电子技术的迅速发展，近些年数字频率直接合成器（DDS）的出现，在一些现代雷达中，不采用移相器，而采用多个 DDS 直接产生射频激励信号，经放大后直接送各发射天线单元，通过控制每个 DDS 的初始相位来实现电扫描。这就是数字阵列雷达的基本原理。

近场与远场

由天线辐射的能量产生的电场强度是天线物理孔径的形状和分布于天线孔径上的电流幅度、相位分布的函数。辐射能量的电场强度的模值（绝对值）曲线图  称为天线场强方向图。

根据辐射电场测量处与天线面之间的距离，可将辐射场分为三个特殊的区域，分别为近场区、菲涅耳（Fresnel）区和夫琅禾费（Fraunhofer）区。在近场区和菲涅耳区，从天线发射的电磁波有球形波前（同等相位波前）。在 Fraunhofer 区，波前可以用局部的平面波来代替。

多数雷达在应用时，通常对近场区和 Fresnel 区是不感兴趣的。大多数雷达工作于 Fraunhofer 区，也称为远场区。在远场区，电场强度可以由孔径的傅立叶变换计算得到。

远场区示意图如下图所示。

假定在  点的一个辐射源发射球面波，孔径为  的接收天线距离辐射源为  。在接收天线处，球面波与局部平面波的相位差异可以由距离  来表示。距离  由下式给出：

由于在远场区  ，因此上式可以通过二项式近似展开成

当距离  小于等于  个波长时，通常可以认为是远场区。确切地说，若

则

因此，当天线与辐射源的距离  满足上式时，就认为辐射源在天线的远场区。远场区是天线尺寸和工作波长的函数。

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