基于MMIC的基础研究 (3)
相控阵雷达的天线孔径上布满了排成阵列的相互独立的辐射单元，以计算机指令
控制附在各辐射元背后的移相器即可使合成波束以微秒级的速度扫遍整个覆盖区。相
控阵雷达的这种特有的电扫描机制使得它在许多性能上远远胜过采用传统的机械扫
描天线的雷达。由于省略了天线旋转系统，相控阵雷达的设计就不再受到机械惯性的
约束，其结果是从根本上缓解了大天线孔径与高扫描速率的矛盾。此外相控阵的电扫
描机制还有助于实现雷达的多模式上作和多目标跟踪能力。早期研制的相控阵是所谓
的无源相控阵。它采用中央发射器和接收器，经微波馈电网络与各辐射元相连。这种
结构的致命弱点之一是馈电网络损耗大、造价高，二是高功率发射器带宽窄、稳定性
及可靠性差。克服这些难题的唯一途径是以有源相控阵取而代之。 所谓有源阵与无源阵恰恰相反，它采用的是分布式的发射器及接收器，即为每个
辐射元一一对应的配置一个发-收〔T/R〕模块，该模块直接安装在辐射元背后。这时
馈电网络仅作直流供电和数控信号传输分配之用。有源阵的优点首先表现在功率效率
上，测算表明至少 2～3 倍于同等规模的无源阵。其次表现在故障弱化能力上，部分
T/R 模块失效只能使有源阵性能等级降低，而不会像无源阵那样在中央收发信机损坏
时完全丧失工作能力。然而最重要的是只有有源阵才是真正具有波束捷变、多波束重
构、自适应能量管理等实战环境要求的作战能力。有源阵的实用化强烈依赖低成本的
高速计算机系统和尺寸、性能、价格均满足要求的固态化 T/R模块。而上述两个基本
条件的长期匮乏，或者技术及经济的双重障碍造成了有源阵大器晚成的发展局面。有
源阵的概念早在60年代即己引起广泛的兴趣，而它的登台亮相却整整推迟了 20 年。
80年代末继 VHSIC计划获得圆满成功后 MIMIC 计划又取得初步成效。 这就如同久旱逢
甘露，人们于是就迫不及待地把有源阵推上了战场舞台。首当其冲的是战场高空区域
防御系统 (THHAD)的 X波段地基相控阵雷达，该雷达使用 25 344个MMIC T/R 模块。
紧随其后的是火炮定位系统 (CDBRA)的C波段地基相控阵雷达，使用2 700个MMIC T/R
模块[23]。
1.2.2 电子对抗
电子对抗分三个主要方面：电子侦察、电子干扰和电子防御。电子战系统的工作
频段。它必须覆盖军用雷达及通信系统所使用的主要频段。长程探测和监视雷达通常
使用较低频段，如L 波段和S波段；而地对空及空对空导弹制导雷达一般工作在较高
频段、如 X 波段和 Ku 波段；机载火控雷达主要使用 X 波段。为了探测、骚扰乃至摧
毁上述雷达以及雷达承载的作战平台，专攻雷达的电子战系统必须有能力在 2GHz～
18GHz 这样宽的频带内有效工作。毫米波制导具有许多优良的性能，例如可全天候工
作、定位精度高以及装置体积小等。随着 MMIC 技术的成熟和进展，毫米波低端，即
Ka频段制导技术的实用化前景己经明朗，这就迫使雷达电子战系统的策划者、研制者
加快工作频段进一步向上拓延的步伐。电子战系统的宽带特性使得它对 T/R模块的要
求和雷达系统有着天壤之别，而正是这种差别使得它对 MMIC 技术的要求更为迫切。
在 MMIC 技术成熟之前，设计和制造如此宽带的混合集成电路简直比登天还难，万般
无奈之下只得采用多个模块捆绑的权宜之计，每个模块覆盖一个子带，例如 2GHz～
6GHz，6GHz～18GHz，而 MMIC电路不仅寄生参数小，可控性好，而且在设计阶段就能