近日，随着国产万吨大驱055级驱逐舰首舰的下水，军迷们对此的讨论可以说是越来越热烈了。尤其是对该舰的相控阵雷达。那么小编这次就再老生常谈，谈一谈相控阵雷达的T/R组件，是怎么一回事

　　熟悉相控阵的朋友都知道，有源相控阵（AESA）区别于无源相控阵（PESA）的一大主要特征。T/R组件，即transmit/receive module，中文翻译过来是收/发组件。位于有源相控阵天线的后端，看简易图1，就能明白它在系统中所处的位置。

　　有源相控阵雷达处于发射时段时，其中器件包括驱动、移相器、开关和功率放大器等，然后经开关传输至有源阵面天线单元。而有源相控阵雷达处于接收时段时，微弱的目标回波信号经天线接收，经接收通道的电子器件进行相应的处理后，最后由接收机接收。其中低噪声放大器、转换开关、限幅器、移相器（与发射通道共用）等电子器件构成了接收通道。

　　而对于无源相控阵雷达来说，天线后端连接的是限幅器、移相器。因为一般没有用低噪声放大器，因而PESA噪声系数比AESA一般大5dB以上。PESA的功分网络损耗也非常大，这进一步恶化了信噪比，在低电平端进行移相比PESA的高电平上移相靠谱多了。不仅提高了噪声特性，也极大提高了可靠性和可维护性。这里说一句题外话，苏35的雪豹E无源相控阵雷达走了一条捷径，它的天线后端采用了低噪声放大器，因而信噪比是比普通无源相控阵高，但是仍低于有源相控阵。

　　因为对于使用集中发射机的PESA雷达来说，单部发射机的功率已经很难进行提高。举个例子，对于典型战斗机使用的X波段雷达而言，单部发射机峰值功率能达到10kw已实属不易，再有提升也相当困难。而如果有了T/R组件，好比是把发射机由集中布置变成了分布式布置。单个T/R组件发射峰值功率不高，比如10w，但如果有1000个T/R组件，这功率不就和刚单部发射机相当么，如果有个1500个甚至更多，不就超出其性能的50%了么？这其实就是空间功率合成技术。这也是目前陆基大型远程预警、反导雷达多倾向采用AESA体制的原因。

　　使得有源相控阵雷达性能比无源的提高了至少一个数量级。当然，成本也是上升了一个数量级。T/R组件的造价，往往是整部雷达造价的三分之一这个量级。拿X波段T/R组件来讲，尽管可以通过增加产量的方式来降低成本，但目前而言，单个T/R组件成本大概是在1000美元级。有人打比方说，插在雷达上的T/R组件，好比是插在雷达上的IPHONE，可以说是非常恰当了。

　　那么？我们先来看看一个典型的T/R组件结构。

　　从图中可以看出，小小的组件里，五脏俱全，器件繁多，比如功率放大器，移相器等等，都对器件本身有很高要求。高性能的器件自然也离不开高成本的材料和工艺。从早期的分立形式T/R，到砖块式和瓦片式T/R组件，集成度越来越高，对工艺要求也越来越大，制造难度也提升，这些都是其成本高的原因。

　　最初的 T/R组件运用的是分立元件，比如世界首个有源固态相控阵雷达铺路爪；然后使用微波混合集成电路（HMIC）；90年代以来；微波单片集成电路（MMIC）在一次次攻下科技难题后，已经开始向实际应用的方面开拓，而且现在已经大量运用在T/R组件上，T/R组件的的大小、体积、规格、成本等都有很大的进步。

　　从早期的硅双极性功率晶体管到现在较为成熟的砷化镓功率管，到现在大家正在逐步使之成熟化的氮化镓器件，可以说，性能正稳步提升。

　　拿美国人的APG77有源相控阵来说，平均功率约2w，整体发射峰值功率可以达到惊人的20kw，在战斗机里算是世界之最。而单个T/R组件重量仅15g，模块化设计使平均故障间隔时间（MTBF）达到2000小时，性能很优异。得益于技术的进步，它的后辈们，如超级大黄蜂使用的APG79雷达和F35使用的APG81雷达，他们的T/R组件是更为紧凑的瓦片式，虽然单个峰值功率降低了，但是集成度更高，技术更为先进。

　　图为美国F22战机使用的APG77雷达及其T/R组件

　　而根据国内相关公开资料报道，我国机载X波段有源相控阵雷达也突破了诸多难题，使用了堪比世界一流水平的MMIC工艺和砷化镓技术，性能达到世界一流。目前也正在氮化镓器件上进行攻关，并取得了一定成果。我们有理由相信，助力国产雷达更加威武霸气！（作者署名：浩汉防务）