说起相控阵雷达很多人都会想到美国伯克舰上装备的宙斯盾雷达，或者我国052D和最新的055大型导弹驱逐舰上装备的国产神盾雷达，可以说进入新世纪后各国新建造的主力战舰基本都装备有大大小小的各种类型的相控阵雷达，而这些相控阵雷达的加入也极大的提升了军舰的综合作战实力，但是经常在网上看到有人说军舰上装备的引以为傲的相控阵雷达事实上平时都是不开机的，只有在战时需要紧急状态下使用，那么这话是正确的吗？
首先这话的确不假，之所以军舰上的相控阵雷达不能长时间开机运行，也是有以下几点原因的：
第一、从相控阵雷达的优势来说，之所以相控阵雷达能够成为新一代战舰的标配，就是因为相比其他传统雷达而言，相控阵雷达不仅体积小巧，更重要的是其拥有极为强大的探测、指挥性能，其可以同时探测数千个目标并跟踪锁定其中最有威胁性的数十个，并迅速引导防空导弹进行拦截，等于是将传统的防空探测雷达和火控雷达综合到一起的产物，因此相控阵雷达堪称现代防空舰的核心系统和必备设备。
但是不管是什么雷达，其原理基本是一致的，从雷达的探测原理来说，将电能输送到雷达发射机后，发射机将电能转换为电磁信号，并且经过雷达天线发射出去。理论上雷达发射机发射功率越高，雷达探测距离越远。所以对于军舰来说，虽然受限于地球曲率的影响，搭载在军舰上的雷达最大探测距离不会超过400公里，但是要想实现400公里内的防空探测，雷达的发射机功率也要变得更高。但是我们知道任何电子设备功率越大发热量就越大，同样对于军舰上的相控阵雷达而言，要想实现几百公里的目标探测，其雷达发射机和天线的发热量肯定不低，虽然现代很多军舰使用的相控阵雷达采用水冷或者风冷的方式解决散热问题，但是雷达设备毕竟是时刻散发热量的，所以发热量一大雷达发射功率就会自动降低保护，这就像我们使用的手机一样，手机玩手游时间长了一发热，手机就会变得卡顿一个道理。所以对于军舰上的相控阵雷达而言，如果长时间开机的话，首先就是雷达发射机发热量上升以后，探测距离就会相应的降低，同时长时间高温运行的话也会对雷达的寿命有一定的影响。
第二、在军舰上综合电力推进系统还没有出现的时候，军舰上使用的主发动机主要是承担军舰的航行推进需求，并不参与发电需求。所以对于传统军舰而言，舰上的所有电子设备用电就需要专用的发电机解决，这就造成一个很大的问题就是，军舰上的发电功率大小事实上和主推进发动机并无关联，而是和专用的发电机功率有直接关系，所以很多军舰虽然使用的燃气轮机输出功率高达几万马力，但是却经常有“用电荒”的问题出现。比如美国的伯克舰虽然装备的四台LM2500系列燃气轮机总输出功率高达10万马力，但是其搭载的发电机却是三台总输出功率一万马力出头的小型燃气轮机。而伯克舰从一开始装备的SPY-1无源相控阵雷达的峰值发射功率高达4000-6000千瓦，所以对于伯克舰来说，只要舰上的相控阵雷达一开机，整艘军舰的其他很多用电设备都得短暂歇菜。所以不是说军舰在航行过程中不想长时间开机运行相控阵雷达，而是舰上越来越多的电子设备运行都需要大量的电能供应，但是迫于军舰上的供电系统是从一开始就设计好的，后期修改的难度不亚于重新设计整套供电系统，所以再这种窘况下就只能将舰上的用电大户不用时短暂关闭了。
同样对于越来越多想要上舰的激光武器、电磁炮等高耗能武器而言，如果其搭载的军舰平台没有发电量惊人的供电系统和使用综合电力推进系统的话，那上舰就只能再等等了。所以在这种需求下，我们看到包括英国的45型驱逐舰、美国的DDG1000、我国的055大型导弹驱逐舰都采用了适应未来海上作战的综合电力推进系统来迎接未来。
当然军舰上的相控阵雷达平时不开机，并不意味着军舰失去了对空对海探测能力，因为一艘军舰上装备的雷达不只有相控阵雷达一种，还包括有很大的其他类型雷达，所以就算是相控阵雷达平时不开机，军舰在航行过程中，也是至少有一部米波远程警戒雷达持续开机运行的，所以这就从需求上解决了相控阵雷达不开机时，军舰航行防空安全的问题。并且由于米波雷达耗电少，同时不怕敌军的电子信号侦查，并且米波雷达的探测范围广、探测距离远，所以米波雷达非常适合在平时作为军舰的主力警戒雷达，而在关键时刻则将任务转交给综合性能更高的相控阵雷达。
早期提康德罗加级巡洋舰因为相控阵雷达太耗电的问题，只能打开四个相控阵面中的一个进行对空搜索。通过四个阵面间断开机的方式进行360度的搜索。另外一个相控阵雷达耗电量大的例子是美国最新型驱逐舰阿利伯克三型，原本双波段雷达的设计是四面阵S波段加三面阵X波段。结果因为伯克级的舰体动力不足，如果加装了三面阵X波段的话，电就不够用了，所以将三面固定阵面的X波段雷达换成了单面的旋转X波段雷达。这样的设计让伯克三型和我国055的对比变成了笑话。问题来了，相控阵雷达相对于传统雷达，耗电量大了多少？为什么如此耗电？真的是因为太耗电电不够用，雷达才不能常开机吗？
相控阵雷达和常规的机械扫描雷达功率差异有多大？我们经常提到的雷达有传统的机械扫描雷达还有我们熟知的相控阵雷达。我们以舰载对空搜索雷达做一下比较，大家就可以直观地看出相比传统雷达，相控阵雷达的耗电量数据有多大了。
比如俄罗斯的顶板三坐标对空搜索雷达，其峰值功率高达90KW，这已经是在原有基础上提升了一倍发射功率的前提下才达到的。而其平时工作的平均功率，估计不会超过20KW.比一架战斗机上使用的雷达功率稍微高点。
而舰载相控阵雷达的耗电量，比顶板对空搜索雷达怎么样呢？第一款进入实用版本的相控阵雷达天线是SPY-1A的改进型，这是一款无源相控阵舰载雷达，主要装备在提康德罗加级巡洋舰上。有两个中央发射机32个放大器为四面相控阵雷达供应雷达信号。每个放大器的峰值功率是132KW，平均功率是32千瓦，折合最大发射功率是4200KW.这样的雷达发射功率太大，提康德罗加级无法提供充沛的电能，只能减小雷达发射功率，仅仅只能支撑提康德罗加级一个阵面工作的用电需求。在SPY-1A基础上升级的SPY-1B同样装备在后续的提康德罗加级巡洋舰上，其平均发射功率提升到了58KW，最大发射功率达到了6000KW。升级后的后续六艘提康德罗加级巡洋舰，可以让相对应的两面相控阵同时开机。
对比以上数据我们发现，同样是对空搜索，俄罗斯最新型的顶板三坐标低空搜索雷达的发射功率，只有美国同期相控阵舰载雷达的发射功率的几十分之一，甚至百分之一。这是不是就能说明，相控阵雷达的发射功率有多大了？
我国在海之星雷达研发成功之后，曾经对美国军舰相控阵雷达的发射功率有个大概的估计。每平方米相控阵雷达的发射功率大概在40千瓦左右。美国宙斯盾的雷达阵面大概在12平方米的面积，也就是说，四面阵同时工作的总功率大概是4800KW的样子，跟上面的数据基本上可以对的上！
相控阵雷达为何会这么耗电？有源相控阵和无源相控阵雷达的耗电量有差距吗？相对于传统雷达只有一个集中发射机的雷达设计体制，相控阵雷达有多少个T/R组件，理论上就需要有多少个雷达发射机。只不过因为有源和无源的区别。有源相控阵雷达的每个T/R组件都是一个单独的发射和接收单元，而无源相控阵雷达是有中央发射机和信号放大器为每个T/R组件提供雷达信号。两者本质上是一样的。
相控阵雷达和传统雷达相比，具备超远距离探测的能力。因为各个组件的雷达波在传输的过程中可以加强，所以大型地面相控阵雷达站具备对数千公里外目标的探测能力。比如我国的大型山体相控阵雷达，美国的铺路爪雷达。只不过这些雷达的发射功率动辄数万千瓦，是真正的电老虎。
舰载相控阵雷达因为优秀的阵面体制，每个发射单元本身就是一个小的雷达单元，在相位加强之后，其探测距离，跟踪目标的数量，抗干扰能力等往往都优于传统的雷达。比如顶板三坐标对空搜索雷达，在峰值功率时对空搜索距离也只有300公里，而相控阵可以轻松将这个距离拉伸到500公里，这就是相控阵雷达更加耗电的原因吧。如果您设计一款传统脉冲多普勒雷达，只要赋予这款雷达足够的发射功率，理论上，雷达的探测距离也可以足够远！传统雷达是对一个方向上的部分空域探测，而相控阵是对360度内的全部空域进行探测，探测范围，覆盖角度等都大的多，其能力相当于几十部传统雷达的叠加，耗电量大也就好解释了。
那么有源相控阵和无源相控阵哪种相控阵雷达体制更加耗电呢？这个问题相信仔细看过以上内容的朋友内心都有了答案了吧？有源体制每个T/R组件都具备单独发射雷达信号的能力，而无源体制需要通过中央发射机工作，在信号放大器的基础上再让T/R组件工作。理论上，无源相控阵工作的电路线程更长，而且中间增加了一级工作单位。传输损耗不可避免，而且在信号传输的过程中，一般强度都会大幅度地衰减。在耗能上，肯定要高于有源相控阵。当然，我们指的，是同样性能阵面的有源相控阵雷达和无源相控阵雷达的耗能对比。
我国052D采用的是四面阵有源相控阵雷达，也就是大家经常说的海之星。这款雷达的平均能耗大概是一平方米10千瓦左右。为什么跟美国的无源相控阵雷达耗能有如此大的差距呢？上面其实我们已经解释了，中央发射机在信号放大器的作用下，实际上会有能量损耗的。而一般电信号的传输过程中，能量有效利用达到50%就已经非常不错了。这也就解释了，我们依托只有7000吨排水量的舰体，却实现了每个同类上万吨舰体才能实现的相控阵雷达探测能力的问题！实际上是我们采用的有源相控阵体制更加节能而已！
我国055是世界上第一款安装双波段双四面阵雷达的先进驱逐舰。之所以能成为世界第一，最大的因素就是其装备的双波段雷达。美国实际上也在设计双波段雷达的驱逐舰，只不过受限于经费不足，只能在伯克级上改进。原本设计图上，伯克级的X波段雷达还是个三面阵，而实际建造的时候，却变成了一部旋转单面阵X波段雷达。这就是雷达耗电惹的祸，在舰体已定的情况下，无法为更多阵面提供电能的伯克级，只能选择牺牲性能了！055因为设计之初就考虑到了电力需求，所以我们完全不用担心电力供应不足的问题！
舰载相控阵雷达不能一直开机实际上是为了散热的需要，那么中国和美国的相控阵雷达的最长开机时间有差别吗？巨大的耗电量带来的，是巨大的散热。任何电能在传输的时候都会有损耗。就好比你用电脑一样，在满足使用的同时，电脑主机散发的热量甚至比一台电冰箱还大。一个房间内同时多放几台电脑的话，数九寒冬的冬季，房间内也不会冷的。网吧不开暖气依然很暖和就是这个原因。电脑的功率才三四百瓦，而舰载雷达的功率高达数千千瓦，这样的功率所散发的热量是电脑没法比的，如果长时间工作的话，散发的热量有可能将雷达的部件给烧坏，所以相控阵雷达的散热也是目前主要的研究方向。
相控阵雷达之所以需要短暂的停止工作，原因就是在散热不及时的时候，通过短暂的停止工作来给设备降温。目前美国相控阵T/R组件材料是砷化镓，这种材料的温度达到60度以上的时候，就会因为温度过高无法工作。目前美国技术部门采用的散热方式主要是风扇散热，这样可以保障相控阵雷达的连续开机时间达到将近3个小时（160分钟）不过在3小时之后，雷达就需要短暂的关机进行散热处理。
我国的相控阵雷达T/R组件的性能采用的是氮化镓，相比于砷化镓只能耐受60度的温度，氮化镓的耐高温性能更好。再加上水冷模式，我们的舰载相控阵雷达的连续开机时间高达6个小时。我们采用有源相控阵雷达体制，本身功率就小得多，再加上更加先进的材料与散热手段。我国最新的舰载相控阵雷达可以连续开机的时间比美国多出去将近一半的时间。大家可以看到055一体桅杆上并没有堆砌那么多的乱七八糟的雷达，什么原因大家明白了吗？我们的雷达连续开机时间长，不需要在短暂停机的状态下用其他雷达做补充！所以一体化桅杆做得也非常漂亮！
一点点技术的进步，在装备的战斗力和建设上都会有巨大的性能体现。我国在相控阵的研发初期，实际上是冒着很大的风险的，因为我们只有直接越过无源相控阵主攻有源相控阵，才能在技术上实现领先。一旦失败，会因为巨大的投入没有产出，同时又不去做无源相控阵而面临我国雷达技术整体落后的局面。上世纪九十年代在相控阵雷达的研发上，美国人的主流是无源相控阵雷达的，有源相控阵只是一种概念，我们将其做成了实物，这才带来了我们雷达工业的全球领先。到今天，我们的舰载相控阵世界第一，空基预警机世界第一，甚至机载雷达的性能也是世界第一。
军舰相控阵雷达就是因为耗电巨大是建立在无源相控阵的基础上的，因为多了放大器等中间环节，电能的损耗严重。当我们的有源相控阵登台，大家似乎并没有看到我们的军舰因为耗电量巨大而无法正常工作的窘境。在实现小舰大预警的同时，因为更加先进的相控阵雷达体制，我们的相控阵在耗电量上少了，同比例散发的热量也就少了。可连续工作的时间就变得多了！只不过现在还是无法全天候工作，未来随着新材料和散热技术的持续改进，相信我们的舰载相控阵最终将具备全天候工作的能力吧！
