說起相控陣雷達很多人都會想到美國伯克艦上裝備的宙斯盾雷達，或者我國052D和最新的055大型導彈驅逐艦上裝備的國產神盾雷達，可以說進入新世紀后各國新建造的主力戰艦基本都裝備有大大小小的各種類型的相控陣雷達，而這些相控陣雷達的加入也極大的提升了軍艦的綜合作戰實力，但是經常在網上看到有人說軍艦上裝備的引以為傲的相控陣雷達事實上平時都是不開機的，只有在戰時需要緊急狀態下使用，那么這話是正確的嗎？

首先這話的確不假，之所以軍艦上的相控陣雷達不能長時間開機運行，也是有以下幾點原因的：

第一、從相控陣雷達的優勢來說，之所以相控陣雷達能夠成為新一代戰艦的標配，就是因為相比其他傳統雷達而言，相控陣雷達不僅體積小巧，更重要的是其擁有極為強大的探測、指揮性能，其可以同時探測數千個目標并跟蹤鎖定其中最有威脅性的數十個，并迅速引導防空導彈進行攔截，等于是將傳統的防空探測雷達和火控雷達綜合到一起的產物，因此相控陣雷達堪稱現代防空艦的核心系統和必備設備。

但是不管是什么雷達，其原理基本是一致的，從雷達的探測原理來說，將電能輸送到雷達發射機后，發射機將電能轉換為電磁信號，并且經過雷達天線發射出去。理論上雷達發射機發射功率越高，雷達探測距離越遠。所以對于軍艦來說，雖然受限于地球曲率的影響，搭載在軍艦上的雷達最大探測距離不會超過400公里，但是要想實現400公里內的防空探測，雷達的發射機功率也要變得更高。但是我們知道任何電子設備功率越大發熱量就越大，同樣對于軍艦上的相控陣雷達而言，要想實現幾百公里的目標探測，其雷達發射機和天線的發熱量肯定不低，雖然現代很多軍艦使用的相控陣雷達采用水冷或者風冷的方式解決散熱問題，但是雷達設備畢竟是時刻散發熱量的，所以發熱量一大雷達發射功率就會自動降低保護，這就像我們使用的手機一樣，手機玩手游時間長了一發熱，手機就會變得卡頓一個道理。所以對于軍艦上的相控陣雷達而言，如果長時間開機的話，首先就是雷達發射機發熱量上升以后，探測距離就會相應的降低，同時長時間高溫運行的話也會對雷達的壽命有一定的影響。

第二、在軍艦上綜合電力推進系統還沒有出現的時候，軍艦上使用的主發動機主要是承擔軍艦的航行推進需求，并不參與發電需求。所以對于傳統軍艦而言，艦上的所有電子設備用電就需要專用的發電機解決，這就造成一個很大的問題就是，軍艦上的發電功率大小事實上和主推進發動機并無關聯，而是和專用的發電機功率有直接關系，所以很多軍艦雖然使用的燃氣輪機輸出功率高達幾萬馬力，但是卻經常有“用電荒”的問題出現。比如美國的伯克艦雖然裝備的四臺LM2500系列燃氣輪機總輸出功率高達10萬馬力，但是其搭載的發電機卻是三臺總輸出功率一萬馬力出頭的小型燃氣輪機。而伯克艦從一開始裝備的SPY-1無源相控陣雷達的峰值發射功率高達4000-6000千瓦，所以對于伯克艦來說，只要艦上的相控陣雷達一開機，整艘軍艦的其他很多用電設備都得短暫歇菜。所以不是說軍艦在航行過程中不想長時間開機運行相控陣雷達，而是艦上越來越多的電子設備運行都需要大量的電能供應，但是迫于軍艦上的供電系統是從一開始就設計好的，后期修改的難度不亞于重新設計整套供電系統，所以再這種窘況下就只能將艦上的用電大戶不用時短暫關閉了。

同樣對于越來越多想要上艦的激光武器、電磁炮等高耗能武器而言，如果其搭載的軍艦平臺沒有發電量驚人的供電系統和使用綜合電力推進系統的話，那上艦就只能再等等了。所以在這種需求下，我們看到包括英國的45型驅逐艦、美國的DDG1000、我國的055大型導彈驅逐艦都采用了適應未來海上作戰的綜合電力推進系統來迎接未來。

當然軍艦上的相控陣雷達平時不開機，并不意味著軍艦失去了對空對海探測能力，因為一艘軍艦上裝備的雷達不只有相控陣雷達一種，還包括有很大的其他類型雷達，所以就算是相控陣雷達平時不開機，軍艦在航行過程中，也是至少有一部米波遠程警戒雷達持續開機運行的，所以這就從需求上解決了相控陣雷達不開機時，軍艦航行防空安全的問題。并且由于米波雷達耗電少，同時不怕敵軍的電子信號偵查，并且米波雷達的探測范圍廣、探測距離遠，所以米波雷達非常適合在平時作為軍艦的主力警戒雷達，而在關鍵時刻則將任務轉交給綜合性能更高的相控陣雷達。

早期提康德羅加級巡洋艦因為相控陣雷達太耗電的問題，只能打開四個相控陣面中的一個進行對空搜索。通過四個陣面間斷開機的方式進行360度的搜索。另外一個相控陣雷達耗電量大的例子是美國最新型驅逐艦阿利伯克三型，原本雙波段雷達的設計是四面陣S波段加三面陣X波段。結果因為伯克級的艦體動力不足，如果加裝了三面陣X波段的話，電就不夠用了，所以將三面固定陣面的X波段雷達換成了單面的旋轉X波段雷達。這樣的設計讓伯克三型和我國055的對比變成了笑話。問題來了，相控陣雷達相對于傳統雷達，耗電量大了多少？為什么如此耗電？真的是因為太耗電電不夠用，雷達才不能常開機嗎？

相控陣雷達和常規的機械掃描雷達功率差異有多大？

我們經常提到的雷達有傳統的機械掃描雷達還有我們熟知的相控陣雷達。我們以艦載對空搜索雷達做一下比較，大家就可以直觀地看出相比傳統雷達，相控陣雷達的耗電量數據有多大了。

比如俄羅斯的頂板三坐標對空搜索雷達，其峰值功率高達90KW，這已經是在原有基礎上提升了一倍發射功率的前提下才達到的。而其平時工作的平均功率，估計不會超過20KW.比一架戰斗機上使用的雷達功率稍微高點。

而艦載相控陣雷達的耗電量，比頂板對空搜索雷達怎么樣呢？第一款進入實用版本的相控陣雷達天線是SPY-1A的改進型，這是一款無源相控陣艦載雷達，主要裝備在提康德羅加級巡洋艦上。有兩個中央發射機32個放大器為四面相控陣雷達供應雷達信號。每個放大器的峰值功率是132KW，平均功率是32千瓦，折合最大發射功率是4200KW.這樣的雷達發射功率太大，提康德羅加級無法提供充沛的電能，只能減小雷達發射功率，僅僅只能支撐提康德羅加級一個陣面工作的用電需求。在SPY-1A基礎上升級的SPY-1B同樣裝備在后續的提康德羅加級巡洋艦上，其平均發射功率提升到了58KW，最大發射功率達到了6000KW。升級后的后續六艘提康德羅加級巡洋艦，可以讓相對應的兩面相控陣同時開機。

對比以上數據我們發現，同樣是對空搜索，俄羅斯最新型的頂板三坐標低空搜索雷達的發射功率，只有美國同期相控陣艦載雷達的發射功率的幾十分之一，甚至百分之一。這是不是就能說明，相控陣雷達的發射功率有多大了？

我國在海之星雷達研發成功之后，曾經對美國軍艦相控陣雷達的發射功率有個大概的估計。每平方米相控陣雷達的發射功率大概在40千瓦左右。美國宙斯盾的雷達陣面大概在12平方米的面積，也就是說，四面陣同時工作的總功率大概是4800KW的樣子，跟上面的數據基本上可以對的上！

相控陣雷達為何會這么耗電？有源相控陣和無源相控陣雷達的耗電量有差距嗎？

相對于傳統雷達只有一個集中發射機的雷達設計體制，相控陣雷達有多少個T/R組件，理論上就需要有多少個雷達發射機。只不過因為有源和無源的區別。有源相控陣雷達的每個T/R組件都是一個單獨的發射和接收單元，而無源相控陣雷達是有中央發射機和信號放大器為每個T/R組件提供雷達信號。兩者本質上是一樣的。

相控陣雷達和傳統雷達相比，具備超遠距離探測的能力。因為各個組件的雷達波在傳輸的過程中可以加強，所以大型地面相控陣雷達站具備對數千公里外目標的探測能力。比如我國的大型山體相控陣雷達，美國的鋪路爪雷達。只不過這些雷達的發射功率動輒數萬千瓦，是真正的電老虎。

艦載相控陣雷達因為優秀的陣面體制，每個發射單元本身就是一個小的雷達單元，在相位加強之后，其探測距離，跟蹤目標的數量，抗干擾能力等往往都優于傳統的雷達。比如頂板三坐標對空搜索雷達，在峰值功率時對空搜索距離也只有300公里，而相控陣可以輕松將這個距離拉伸到500公里，這就是相控陣雷達更加耗電的原因吧。如果您設計一款傳統脈沖多普勒雷達，只要賦予這款雷達足夠的發射功率，理論上，雷達的探測距離也可以足夠遠！傳統雷達是對一個方向上的部分空域探測，而相控陣是對360度內的全部空域進行探測，探測范圍，覆蓋角度等都大的多，其能力相當于幾十部傳統雷達的疊加，耗電量大也就好解釋了。

那么有源相控陣和無源相控陣哪種相控陣雷達體制更加耗電呢？這個問題相信仔細看過以上內容的朋友內心都有了答案了吧？有源體制每個T/R組件都具備單獨發射雷達信號的能力，而無源體制需要通過中央發射機工作，在信號放大器的基礎上再讓T/R組件工作。理論上，無源相控陣工作的電路線程更長，而且中間增加了一級工作單位。傳輸損耗不可避免，而且在信號傳輸的過程中，一般強度都會大幅度地衰減。在耗能上，肯定要高于有源相控陣。當然，我們指的，是同樣性能陣面的有源相控陣雷達和無源相控陣雷達的耗能對比。

我國052D采用的是四面陣有源相控陣雷達，也就是大家經常說的海之星。這款雷達的平均能耗大概是一平方米10千瓦左右。為什么跟美國的無源相控陣雷達耗能有如此大的差距呢？上面其實我們已經解釋了，中央發射機在信號放大器的作用下，實際上會有能量損耗的。而一般電信號的傳輸過程中，能量有效利用達到50%就已經非常不錯了。這也就解釋了，我們依托只有7000噸排水量的艦體，卻實現了每個同類上萬噸艦體才能實現的相控陣雷達探測能力的問題！實際上是我們采用的有源相控陣體制更加節能而已！

我國055是世界上第一款安裝雙波段雙四面陣雷達的先進驅逐艦。之所以能成為世界第一，最大的因素就是其裝備的雙波段雷達。美國實際上也在設計雙波段雷達的驅逐艦，只不過受限于經費不足，只能在伯克級上改進。原本設計圖上，伯克級的X波段雷達還是個三面陣，而實際建造的時候，卻變成了一部旋轉單面陣X波段雷達。這就是雷達耗電惹的禍，在艦體已定的情況下，無法為更多陣面提供電能的伯克級，只能選擇犧牲性能了！055因為設計之初就考慮到了電力需求，所以我們完全不用擔心電力供應不足的問題！

艦載相控陣雷達不能一直開機實際上是為了散熱的需要，那么中國和美國的相控陣雷達的最長開機時間有差別嗎？

巨大的耗電量帶來的，是巨大的散熱。任何電能在傳輸的時候都會有損耗。就好比你用電腦一樣，在滿足使用的同時，電腦主機散發的熱量甚至比一臺電冰箱還大。一個房間內同時多放幾臺電腦的話，數九寒冬的冬季，房間內也不會冷的。網吧不開暖氣依然很暖和就是這個原因。電腦的功率才三四百瓦，而艦載雷達的功率高達數千千瓦，這樣的功率所散發的熱量是電腦沒法比的，如果長時間工作的話，散發的熱量有可能將雷達的部件給燒壞，所以相控陣雷達的散熱也是目前主要的研究方向。

相控陣雷達之所以需要短暫的停止工作，原因就是在散熱不及時的時候，通過短暫的停止工作來給設備降溫。目前美國相控陣T/R組件材料是砷化鎵，這種材料的溫度達到60度以上的時候，就會因為溫度過高無法工作。目前美國技術部門采用的散熱方式主要是風扇散熱，這樣可以保障相控陣雷達的連續開機時間達到將近3個小時（160分鐘）不過在3小時之后，雷達就需要短暫的關機進行散熱處理。

我國的相控陣雷達T/R組件的性能采用的是氮化鎵，相比于砷化鎵只能耐受60度的溫度，氮化鎵的耐高溫性能更好。再加上水冷模式，我們的艦載相控陣雷達的連續開機時間高達6個小時。我們采用有源相控陣雷達體制，本身功率就小得多，再加上更加先進的材料與散熱手段。我國最新的艦載相控陣雷達可以連續開機的時間比美國多出去將近一半的時間。大家可以看到055一體桅桿上并沒有堆砌那么多的亂七八糟的雷達，什么原因大家明白了嗎？我們的雷達連續開機時間長，不需要在短暫停機的狀態下用其他雷達做補充！所以一體化桅桿做得也非常漂亮！

一點點技術的進步，在裝備的戰斗力和建設上都會有巨大的性能體現。我國在相控陣的研發初期，實際上是冒著很大的風險的，因為我們只有直接越過無源相控陣主攻有源相控陣，才能在技術上實現領先。一旦失敗，會因為巨大的投入沒有產出，同時又不去做無源相控陣而面臨我國雷達技術整體落后的局面。上世紀九十年代在相控陣雷達的研發上，美國人的主流是無源相控陣雷達的，有源相控陣只是一種概念，我們將其做成了實物，這才帶來了我們雷達工業的全球領先。到今天，我們的艦載相控陣世界第一，空基預警機世界第一，甚至機載雷達的性能也是世界第一。

軍艦相控陣雷達就是因為耗電巨大是建立在無源相控陣的基礎上的，因為多了放大器等中間環節，電能的損耗嚴重。當我們的有源相控陣登臺，大家似乎并沒有看到我們的軍艦因為耗電量巨大而無法正常工作的窘境。在實現小艦大預警的同時，因為更加先進的相控陣雷達體制，我們的相控陣在耗電量上少了，同比例散發的熱量也就少了。可連續工作的時間就變得多了！只不過現在還是無法全天候工作，未來隨著新材料和散熱技術的持續改進，相信我們的艦載相控陣最終將具備全天候工作的能力吧！

艦載相控陣雷達作為軍艦上最耗電的設備，經常被人誤以為是海軍為了無法承受其巨大的耗電量，所以選擇了階段性關閉，只有需要的時候才打開，其實這種說法是一種誤解。其實不常開的原因是為了保證其散熱的需要，畢竟這種大家伙發熱太嚴重了，如果長時間啟動的話，很容易出現問題，如果相控陣雷達上的無線陣列電子元件被燒毀，那么整個雷達也就報廢了。

那么為何這種名字聽上去那么拉風的雷達，會存在這么嚴重散熱問題呢？其實相控陣雷達是一種相位控制電子掃描陣列雷達，其工作原理是利用無數個小型天線單元進行排列所組成的天線陣面，每一個單元都可以獨自進行相位開關控制，并通過天線單元發射相對來形成不同相位的電磁波束，也就是說相控陣雷達其實就是通過各個天線單元所發射的電磁波進行有效探測。

有意思的是，相控陣雷達的造型與傳統雷達造型完全不一樣，更像是一塊鋼板安裝到了雷達上，而且上面還裝載了很多個電子元件，從遠處看上去像是一個個整齊的步兵方陣，也因為這種特殊的造型，這種天線也被稱為“門板”，組成這些電子元件的陣列其學名叫做“T/R組件”。

別看造型比較獨特，相控雷達的探測方式可比傳統雷達先進多了，相較于傳統雷達還需要不停的旋轉，相控雷達由于采用了四面陣列天線的排布，可以達到360度無死角的探測效果。但缺點也很明顯，其相控雷達陣列的天線組成數量過于龐大，這也導致雷達的功率較大，雖然探測距離也非常遠，但維持開機工作時間僅能維持30-120分鐘，同時工作期間還需要水冷進行降溫。如果是小型相控雷達，則會使用風冷進行降溫，但工作時間也被壓縮到了20分鐘，這一點跟傳統雷達想必短板還是比較明顯的。

以我國052C驅逐艦為例，它的相控陣雷達是346型，一個門板上安裝了560個T/R組建，而每個組建的功率為30瓦，如果560個T/R全部運行的話，那么功率則將直接提升為16800瓦，那么四面全開的話，則會高達67200瓦，也就是67千瓦，如果工作40分鐘的話，那么耗電量僅會消耗45度電，從這個數字來看的話，上面說相控陣雷達耗電量過大的謠言也就不攻自破了，所以說相控陣雷達只是因為散熱問題才會選擇短時間關閉。

那么為何相控陣雷達的散熱這么差呢？其原因就在采用了砷化鎵這種半導體材料，該材料制作的T/R組件需要在保持60度的環境溫度之才可以正常工作，這也導致相控陣雷達的散熱受到了一定的限制，雖然這種材料并不完美，但目前各個國家都沒有找到相應的替換材料。從目前已知的散熱手段來看，美國通過化學+風扇的組合，可以讓雷達開機時間保持在160分鐘。這對于執行任務的驅逐艦而言，依然足夠了。而對于中國海軍對于相控陣雷達的散熱方式更加強勁，通過將砷化鎵改為氮化鎵，其連續開機的時間已經超過了300分鐘。這對于目前各個國家的相控陣雷達而言，已經是領先地位了，這也是為何我國的055驅逐艦不再使用老舊的警戒雷達的主要原因，畢竟這種先進的 雷達，不僅性能強，而且各方面都非常優秀，對于我國驅逐艦而言也是一次巨大的提升。

艦載相控陣雷達的確是軍艦上最耗電的設備，不論是艦載、機載，甚至是路基相控陣雷達都不能常開，其原因并非是難以承受巨大的耗電量，而是散熱。

如果相控陣雷達長時間開機且得不到有效散熱，那么天線陣列上的電子元件將會燒毀，雷達就會因此報廢。

相控陣雷達為什么會存在散熱問題呢？我們先來了解關于相控陣雷達的知識：所謂相控陣雷達就是相位控制電子掃描陣列天線雷達，利用大量單個控制的小型天線單元排列成天線陣面，每個天線單元都由獨立的移相開關控制，通過控制各天線單元發射的相位，就能合成不同相位的電磁波束，相控陣雷達就是利用各天線單元所發射的電磁波進行探測的。

▼下圖為我國JY-26型路基機動遠程有源相控陣搜索雷達的掃描陣列天線特寫，上面密密麻麻的東西就是組成天線陣列的各天線單元。

相控陣雷達的掃描天線與傳統米波雷達或多普勒脈沖雷達在結構上有很大的區別

我們所理解的天線應該是用許多管狀金屬組合而成的裝置，比如安裝在052C\D驅逐艦上外形酷似“晾衣架”的517型米波遠程搜索雷達，它的掃描天線就是由“許多管狀金屬組合而成的”，在不斷旋轉中實施對空和對海搜索。

而相控陣雷達的外形與傳統雷達截然不同，它的掃描天線外形就像一塊平整的門板，上面安裝有許多電子元件，這些元件按照設計要求在“門板”上整齊排列，形態像極了整齊列隊的步兵方陣，因此這樣的“門板”就被稱之為相控陣雷達的“陣列天線”，而那些組成陣列的電子元件就是上述中提到的“各天線單元”，它的專業名稱為“T/R組件”。

大型相控陣雷達不需要像傳統的機械掃描雷達那樣通過旋轉天線來進行探測（艦載和路基相控陣雷達就屬于大型相控陣雷達），但是為了達到360°無死角探測效果，通常需要設置4面陣列天線面向4個不同方向，這就是我們在軍艦上看到“四面盾牌”，每面“盾牌”可掃描所面對方向120°以內的范圍。

相控陣雷達陣列天線上組成陣列的T/R組件數量越多，雷達的功率就越大，探測距離越遠，探測精度也就越高。比如美國的“鋪路爪”相控陣遠程預警雷達的每一面天線均由17360個T/R組件組成陣列，其中15360個是負責發射電磁波的T單元，2000個是負責接收探測回波的R單元，這些T/R組件以96個小組的形式組成一面圓形陣列，每個小組既可協同工作，也可獨立工作，協同工作時每一面陣列天線的最遠探測距離為5000公里，一旦發現目標或者需要為多枚導彈提供攻擊制導時每個小組將獨立展開工作，每一個小組將為不同的攔截導彈提供獨立的制導服務，這就是相控陣雷達能具備“同時鎖定200個目標并同時攻擊其中100個目標”功能的原因。

▼下圖為美國X波段的路基“鋪路爪”遠程警戒雷達，每一面天線由一萬多個T/R組件組成陣列。

相控陣雷達的開機連續工作時間短與耗電量無關

不管是大型的艦載、路基相控陣雷達還是機載的小型相控陣雷達，它們都有一個共同的缺點，那就是基于散熱的考慮，雷達開機連續工作時間非常短，大型相控陣雷達可以采用水冷的形式進行降溫，因此開機連續工作時間可達到30~120分鐘，比如我國052C型驅逐艦的346型水冷相控陣雷達開機連續工作時間僅為40分鐘；機載的小型相控陣雷達只能采用風冷降溫，因此開機連續工作時長一般不超過20分鐘，比如F-22隱身戰斗機的AN/APG-77相控陣雷達。

相控陣雷達開機連續工作時長較短的原因是散熱問題，以S/C波段的052C型驅逐艦346型相控陣雷達為例：每一面天線一共由560個T/R組件組成矩形陣列，每個T/R組件的功率約為30W，工作效率為≥25%，尺寸為21.5×49×12.5mm，重量約為220克。

假設346型相控陣雷達開機后每一面天線上的560個T/R組件全部正常運行，那么功率將達到16800W，四面天線同時工作時總功率達到67200W，即67.2KW，如果開機工作40分鐘，耗電量約為45KW/h,也就是說在開機工作的40分鐘內4面天線的耗電量僅為45度電而已！如果將整個雷達系統的電耗計算在內耗電量也不會超過200度，因此耗電量并不是制約相控陣雷達開機連續工作時間長短的因素。

▼下圖為日本海上自衛隊裝備的“秋月”級驅逐艦，該型軍艦使用小型相控陣雷達的原因并不是電能供應不足，而是大功率相控陣雷達的散熱問題不好解決。

相控陣雷達雖然耗電量較小，但是發熱量卻十分巨大

一臺家用型微波爐的功率不超過1500W，一臺電磁爐功率通常為3000W，一臺電飯煲的功率一般不超過800W，如果分別使用上述三種家用電器來加熱500毫升的水到沸騰（接近100℃），微波爐用時不超過3分鐘，電磁爐不超過1分鐘，電飯煲不超過5分鐘。

052C型驅逐艦的346型相控陣雷達單面天線的功率為16800W，假設全部T/R組件的做工效率均為25%，這就意味著只有約4200W的功率在發射電磁波，剩下的12600W的功率則在空耗。

能量從來不會憑空產生，也不會憑空消失，電能同樣如此。由于這12600W的電能并不在雷達天線是做功，因此只能以發熱的形式進行空耗，這就相當于在雷達天線上同時運行著4臺電磁爐和一臺電飯煲，如果不對天線進行散熱處理，那么堆積的熱量將會越來越高，最后導致的結果只有兩個：第一、天線燒毀；第二、 縮短開機時間。

下圖為052C型驅逐艦的346型大功率相控陣雷達特寫，紅色箭頭指示的是雷達天線冷卻系統循環水管道，弧形外殼設計有利于風扇換氣降溫。

解決相控陣雷達散熱問題的方法

過去的汽車通用循環水加風扇的方式對發動機進行冷卻，俗稱“水冷散熱”，而臺式電腦則采用鋁合金傳熱加風扇的方式對CPU芯片進行冷卻，俗稱“風冷散熱”，這兩種散熱辦法都被應用到解決相控陣雷達散熱中，水冷散熱通常應用在大型相控陣雷達，比如052C驅逐艦所使用的346型相控陣雷達；小型相控陣雷達則采用風冷法進行散熱。

然而相控陣雷達天線總歸是由成百上千甚至上萬個獨立的T/R組件組成的陣列，不管是水冷還是風冷始終都無法完美地進行徹底散熱，大量T/R組件在工作時同時釋放的熱量很難被液態水或氣流全部帶走，熱量堆積現象依舊在發生。

最關鍵的是T/R組件是用砷化鎵半導體材料做成的電子元器件，當運行環境溫度高于60℃時將會有30%的組件開始出現工作不穩定的現象，當環境溫度接近100℃時100%的組件將會失效，倘若溫度超過100℃，那么組件將會燒毀。

風冷和水冷固然能起到明顯的冷卻作用，但是溫度的堆積依舊不可避免，一旦雷達開機連續工作時間過長時，堆積的溫度將會造成T/R組件運行環境超過60℃，嚴重影響雷達發揮正常性能。為了解決這個問題，像軍艦搭載的大型相控陣雷達只能限制開機連續工作時間，也就是題主所說的“不常開”，這也是大多數軍艦除了安裝先進的相控陣天線以外還要加裝一部傳統搜索/警戒雷達的主要原因，同時也是小噸位軍艦不使用相控陣雷達的原因。

好在軍艦一般都是以編隊的形式出海作訓的，在巡航過程中使用傳統搜索/警戒雷達進行探測；進入臨戰狀態以后則在艦隊中組織艦只輪流開啟相控陣雷達，雷達關機的其他艦只以數據鏈的方式共享探測結果；當旗艦下達“一級戰備”命令后艦隊各艦只自己的相控陣雷達才會開機。

▼下圖為我國的054A型驅逐艦，由于噸位相對較小，該型驅逐艦并未使用相控陣雷達，而是在桅桿頂安裝了一部三坐標搜索雷達，相控陣雷達雖然先進，但是系統過于龐大，并不適合排水量在4000噸以下的軍艦，否則就要像日本和印度那樣使用高不成低不就的小功率相控陣雷達了。

綜上所述我沒得吃這樣的結論：軍艦搭載的相控陣雷達的電耗并不高，開機40分鐘所消耗的電能僅為幾百度而已，因此相控陣雷達不能常開的原因并非耗電太高，真正的原因是受散熱的制約，使用砷化鎵半導體材料制作的T/R組建需要在60℃以下的環境溫度才能正常工作，所以即便采用了散熱措施，相控陣雷達依舊不能長時間開機工作。由于先進的相控陣雷達嚴重受制于散熱，各國均在投入大量資金研究解決辦法，在這方面我國似乎走在了最前沿，比如052C型驅逐艦的346相控陣雷達我們和大家一樣采用水冷散熱，雷達開機連續工作時間均為40~50分鐘，而到了052D的346A型相控陣雷達時，我們同美國人一樣采用了像現在的汽車那樣的化學加風扇冷卻法，雷達連續開機時間已經突破了160分鐘，而到了055萬噸大驅上的346B型“海之星”多功能相控陣雷達時我們不但采用化學加風冷的方法來為雷達散熱，而且制作T/R組件的材料也由砷化鎵改為氮化鎵，技術水平已經超越了美國人，開機連續工作時間達到了創紀錄的300分鐘！這也是055型驅逐艦不再使用“晾衣架”警戒雷達的原因。

▼下圖為正在高速航行的055型驅逐艦首艦——101南昌艦，該型軍艦噸位超過10000噸，網絡上許多所謂“專家”都在夸它先進，但是究竟先進在哪里卻說不出個所以然來，055大驅比美艦先進的地方主要表現在該艦搭載的多波段相控陣雷達系統，其中S波段用于警戒與搜索，C波段用于提供制導。

相控陣雷達可是軍艦上的耗電大戶!先來看一組數據吧！

美國艦載SPY-1B相控陣雷達的總功率為4MW，SPY-1D的總功率為4MW。而阿利伯克級驅逐艦安裝了3臺501K34型燃氣發動機，單臺功率為2500W，3臺也就就是7.5MW。我國052C型驅逐艦上面的346相控陣雷達的功率為500KW，而全艦發電量為1000KW。由此可知，相控陣雷達的耗電量占據了軍艦發電量的一半。

艦載相控陣雷達之所以耗電，是因為其是由數千個T/R組件構成的，每一個T/R組件都相當于一部微型雷達，也就是說一部有源相控陣雷達相當于數千部微型雷達，可想而知，其耗電量該多么嚴重。

相控陣雷達有峰值功率和平均功率之分，這之間還有一個占空比，一般來說，相控陣雷達的占空比是20%-25%。APG-77雷達的峰值功率在20KW，而平均功率只有4KW-5KW。其一個T/R組件的峰值功率為10W，平均功率也就在2W-2.5W左右。艦載相控陣雷達的功率要比機載的大，艦載相控陣雷達T/R組件的功率在25W-30W，其平均功率也就是5W-7.5W之間。 就拿346相控陣雷達來說，一個T/R組件的峰值功率為25W，平均功率為在5W左右。而一個天線陣面有5000多個T/R組件，所以說，一個陣面的峰值功率是125KW，平均功率是25KW。四個天線陣面導彈峰值功率為500KW，平均功率為100KW。

事實上，阿利伯克級驅逐艦上面的SPY系列雷達并不能同時開啟4個陣面，早期的SPY.雷達只能讓一個陣面天線開機，經過升級改進之后的SPY-1D可以同時開啟兩個陣面，也就是對角線那兩個，主要是為了避免相鄰兩個天線陣面探測到同一個目標時發生干擾。而作為有源相控陣雷達的346則不存在這樣的問題，可以同時開啟4個天線陣面。

由于346相控陣雷達是個耗電大戶，以至于052C/D型驅逐艦上又安裝了一部517雷達用于平時的警戒。只不過到了055驅逐艦時，其4臺QC280型燃氣輪機可以提供近100MW的功率，完全可以分出20MW的功率發電，以滿足艦上雷達系統的使用。
而美國最新的SPY-6型雷達則使用了氮化鎵T/R組件，其平均功率高達800KW-1200KW。為了滿足SPY-6雷達巨大的耗電量，阿利伯克3級驅逐艦則使用了3臺功率為4MW的發電機進行發電，也就是說阿利伯克3級驅逐艦的發電量達到了12MW。 隨著相控陣雷達技術的提高，其耗電量也必然水漲船高，研發功率更大的發電機勢在必行。(圖片來自網絡)

現代海軍強國都追求“盾艦”，盾艦的一大特征就是裝備了4面或者更多面的相控陣雷達，而且采用固態布置，面向不同的作戰方向，立體搜集空中、海上情報。

圖為美國“阿利·伯克”級驅逐艦。

然而這些雷達耗電量巨大，因此并不能長期打開，實戰中還需要和早期警戒雷達配合使用，早期警戒雷達平時開機掃描空域，在確定有目標后才會打開相控陣雷達進行集中掃描。舉個例子，比如美國海軍的“阿利·伯克”級驅逐艦，他的SPY-1D雷達天線平均發射功率是58kw，四面雷達一共使用2部發射機，因此只能交替開機。

SPY-1D雷達的2部發射機一共有116kw的功率，1kw的功率開機一個小時耗電量大約為1度，意味著SPY-1D雷達開機一個小時的耗電量為116度電，他工作一個小時約等于1個正常家庭1個月的用電量，開機一天就等于3000多度電，相當于1個正常家庭30個月、2年半的用電量，非常可怕。

圖為052D驅逐艦。

圖為052C驅逐艦結構圖，他的雷達耗電量比伯克級還要大。

一艘軍艦上的發電量一般只有200-1000kw，好一些的也不過2000多kw，根本不足以供應這些耗電的相控陣雷達全天開機。何況考慮到實戰中，需要用電的部門還多的是，除了相控陣雷達，還要供應照射雷達、火控雷達、對海雷達、通訊雷達、指揮設備、計算機、導彈等的用電，因此只能在作戰中，進入火力接觸時，才保持相控陣雷達的開機。

圖為052D驅逐艦，他的雷達耗電量比052C和“伯克”級驅逐艦都大。

美國的“伯克”級驅逐艦采取的是交替開機的方式，在全天任何時段，包括戰時都只能交替開機，一次開兩面雷達天線。這樣對于“伯克”級驅逐艦實戰能力的削弱是很明顯的，他只存在理論上的360°交戰范圍，實際上只能覆蓋180°的交戰范圍，意味著只要敵人的反艦導彈從任意完全不同的兩個方向同時攻擊他，“伯克”級驅逐艦都會面臨被擊中的風險。

我國052C/D型“神盾”艦的346/346A相控陣雷達也是耗電大戶，雖然其功率現在是依然保密的，但是作為有源相控陣雷達，孔徑也不比SPY-1D小，耗電量肯定大于SPY-1D，因此肯定也無法做到全天開機。但是我國沒有采用交替開機的方式，而是使用對空警戒雷達提供遠程搜索，相控陣雷達在戰時全部開機的方式。

遠程警戒雷達使用米波形式，他對于遠距離目標有很好的探測性能，尤其是隱身目標，但是他和相控陣雷達的區別是，他只能提供目標的方位，不能提供三坐標參數，因此無法進行火控引導，他只能提供模糊的目標信號，用途就是告知軍艦前方有目標出現，至于目標是什么、什么高度，他都無法提供。

圖為俄羅斯海軍“基洛夫”級核動力巡洋艦，他基本不需要考慮用電量的問題。

在得到前方有目標的信號后，軍艦的相控陣雷達才會開機，集中波束掃描目標出現空域，獲取目標軌跡和三坐標火控參數，然后發動攻擊。這種作戰方式的效率更高，也更能發揮出全艦戰斗系統的效能，在作戰中，有4面相控陣雷達對空域進行360°掃描，更加安全可靠。

圖為俄羅斯海軍“基洛夫”級核動力巡洋艦，未來的大型軍艦只有核動力才不需要考慮耗電量。

當然，這一問題在核動力軍艦上不存在，核反應堆本身類似于無限的能量來源，所以未來的大型先進戰艦，還是要發展核動力的。

相比普通的機械掃描雷達只有一個集中式的發射器而言，相控陣雷達通過多個分列排布的小型發射單元組成天線陣面，通過對每個單元進行不同的控制，可以同時實現搜索、鎖定、引導攻擊等多重任務，并且還能夠針對不同方向的的目標分別采取不同形勢的探測，具備常規雷達難以比擬的優勢。不過功能提升上去了，耗電量自然也會水漲船高，以至于讓目前一些發電量小的軍艦捉襟見肘，甚至安裝的相控陣雷達也不能做到24小時常開。那么相控陣雷達的耗電量到底有多恐怖呢？
▲相控陣雷達陣面

全世界最著名的相控陣雷達莫過于美國阿利伯克級宙斯盾驅逐艦上安裝的SPY-1相控陣雷達，這部雷達的天線發射平均功率約為58kW，四面陣一共擁有兩個發射機，也就是116kW。而我們通常所說的1度電其實學名叫1千瓦時，也就是一個1千瓦的電器開動一個小時就是一度電，而SPY-1開動一個小時就是116千瓦時，也就是116度電，工作一天則需要消耗將近3000度電，幾乎相當于30個三口之家一個月的日常用電量！

在同樣的結構，波段下，想要獲得更遠的探測距離，就必須增強電磁波的強度，而提高電磁波強度的最好方式就是增加功率，所以探測距離越遠的雷達，一般功率也就越大。相比艦用雷達而言，陸地上安裝的大型遠程警戒雷達的功率要高的多。美國的鋪路爪雷達是世界上最為人熟知遠程警戒雷達，它的峰值功率為582kW，工作一小時需要消耗將近600度電，工作一天需要消耗1.4萬度電，妥妥的耗電大戶！
▲鋪路爪預警相控陣雷達

雷達的本質就是一個無線電波發射器，發射機在通電后會產生高頻率的震蕩脈沖，這種脈沖通過指向性的天線轉化為電磁波束向外界發射，這就是雷達的結構原理。而發射機接收的電能不可能完全轉化為電磁波，很大一部分都會化為熱能，從而消散在空氣之中。所以雷達的電磁波發射功率與其本身的最大功率往往相差巨大，早期的雷達電能利用率甚至不足10%，相控陣雷達運用了更多的零部件，因此其發熱問題更加嚴重，雖然運用了諸多新技術，但是能量有限利用率仍然達不到50%，所以雷達發射機峰值功率實際上只有其實際功率的一半不到。
▲軍艦上眾多的雷達和電子設備

相控陣雷達耗電量如此之大，在陸地上的雷達還可以依靠國家統一的電網直接輸送電能，但是軍艦上大部分動力都用于帶動螺旋槳推進了，剩下的能量足夠提供雷達所用電能嗎？阿利伯克級使用四臺LM2500燃氣輪機作為動力，總功率約10萬馬力（7萬kW），這一動力看似充沛，實則捉襟見肘。因為這其中大部分都是推進功率，只有2500kW動力被用于3臺艾利森（Allison）501-K34發電機發電，也就是說一部SPY-1相控陣雷達（峰值功率116kW，實際消耗超過200kW）就占據了總發電功率將近1/10！而除了相控陣雷外，軍艦上還有許多配套的電子設備以及生活設施、損管裝置要用電，因此當其他大功率電子設備開動時，軍艦的相控陣雷達就不得不降低功率，甚至關停！
▲阿利伯克級巨大的螺旋槳推進器

要解決軍艦耗電量入不敷出的問題，最好的方法就是采用全電推進動力裝置，將燃氣輪機或者蒸汽輪機所產生的熱能全部轉換為電能，這些電能一部分用于軸動力推進，一部分用于維持軍艦電子設備運轉，不僅可以互補調節，也極大的增加總發電功率，是一舉多得的最佳方法！目前英國的45型驅逐艦已經首先采用了燃氣輪機全電推進動力裝置，而福特級因為使用了電磁推進，耗電量劇增，在未來也將逐步換裝蒸汽輪機全電推進動力！
▲電磁彈射

軍艦相控陣雷達耗電量大不是問題，間接性關閉是戰略性操作。以防敵方反雷達裝備吸去數據。這是大概的推理吧!

軍艦相控陣雷達

相控陣雷達是　利用電子技術控制陣列天線各輻射單元的饋電相位，從而使波束指向快速變化的雷達。它是電掃描雷達中的一種。 　　相控陣雷達的核心是天線陣列，上面排列了大量的輻射器。如果各輻射器發射的信號相位相同，那么信號疊加后，最大能量的方向就是天線陣面的法線方向。 如果左邊輻射器發射的信號相位早一點點，右邊的晚一點點，那么它們的信號疊加后，最大能量的方向就會向右偏。精確控制它們的相位差，就能控制這個最大能量的方向了。 　　

與普通的機械掃描天線雷達相比，相控陣雷達的波束指向快得多，數據率高，因此可以在大范圍內搜索、跟蹤多個目標。

相控陣雷達是如今各國防空艦的主要雷達裝備，那么在相控陣雷達已經普及的現今為何各國防空艦還要裝備米波雷達呢？

自雷達出現以來，其就廣泛應于與海陸空的軍事裝備上。而美軍軍艦憑借著雷達優勢更是在二戰中擊碎了日軍的人員優勢，使得雷達成為夜戰和遠距離作戰的首選裝備。而戰后各國更是紛紛認識到了雷達的巨大性能優勢，在軍艦上想盡辦法也要裝上大功率雷達。而導彈的出現更是讓雷達系統必不可少，沒有雷達，導彈就難以發射和跟蹤目標，因此研發新型雷達系統就顯得迫在眉睫。

美國早在60年代就研發出了第一代相控陣雷達，裝備在核動力巡洋艦上，雖然其有著體積龐大，適裝性差，性能增加有限的缺點，卻也預示著相控陣雷達將會在未來大放異彩，成為艦載雷達的主流選擇。而到了80年代，宙斯盾系統等新型相控陣雷達隨著技術的進步而陸續出現，此后其更是成為了防空艦的標配雷達系統。

如今的相控陣雷達不僅體積小巧，還擁有極為強大的性能，其可以同時探測數千個目標并跟蹤鎖定其中最有威脅性的數十個，并迅速引導防空導彈進行攔截。因此相控陣雷達堪稱現代防空艦的核心系統和必備設備。但是相控陣雷達的出現并不能完全取代其他類型的雷達，這是由相控陣雷達的缺點決定的。

相控陣雷達性能強大的背后付出的是功率巨大的代價。由于耗電量和發熱量極為可觀，相控陣雷達很難實現長時間開機。而且相控陣雷達需要進行信號保密，避免在非必要時刻被敵軍探測到雷達信號特征，因此相控陣雷達只在最關鍵的時候才會開機工作。

而米波雷達則恰好相反。由于米波雷達耗電少，同時不怕敵軍的電子信號偵查，并且米波雷達的探測范圍廣，所以米波雷達非常適合在平時作為軍艦的主力警戒雷達，而在關鍵時刻則將任務轉交給相控陣雷達，因此兩種雷達相互配合才能達到最好的探測效果。

可以把軍艦相控陣雷達比喻為槍支使用的光學瞄準鏡，在一般情況下，槍支瞄準鏡是不需要打開進行瞄準的，只有在感受到威脅，需要對付遠處目標的時候，才打開瞄準鏡進行瞄準射擊，否則一直打開和一直用眼睛瞄準著，，不但影響行動，還非常消耗體力。

所以無論是軍艦相控陣雷達還是戰斗機的機載相控陣雷達，一般情況下，它們都是不開機的。一方面是不需要，另一方面是耗電量巨大，若是一直保持雷達開機，軍艦和戰斗機的電力供應是個問題。此外一直開機，相控陣雷達的損耗也很大，減少了使用壽命，無形當中增加了使用成本，要知道相控陣雷達很貴，比黃金還貴！

比如具體說相控陣雷達的耗電量問題，目前全球使用最廣泛的相控陣雷達作戰系統還是美國的阿利伯克級導彈驅逐艦，使用的是SPY-1D相控陣雷達，它的峰值工作功率為四兆瓦，這樣的功率使得全艦發電機工作時，幾乎一半的電力都被相控陣雷達系統使用了。由于目前使用相控陣雷達的驅逐艦都是采用的是常規動力，攜帶的油料和提供的電力有限，所以并不能持續使用。

而目前世界是總體和平的，軍艦在海上航行的時候，基本上不會遇到威脅的，沒有哪個國家軍艦和飛機會在公海上無緣無故的對其它國家的軍艦發起攻擊，這在和平時期幾乎不會發生。一般在海上航行時，只需要開機預警雷達就可以了，功率不大，耗電量低，也可以滿足了軍艦的預警需求。

軍艦也只有到威脅區域的時刻，才會選擇開機，并且還是間歇性開機。比如美國的阿利伯克級驅逐艦航行在波斯灣或者阿拉伯海等靠近伊朗的海域，相控陣雷達有時候才會開機，畢竟伊朗真的可能隨時對美國軍艦發起攻擊。在短短半年多的時間內，伊朗就對美軍發起了兩次攻擊：一次使用防空導彈擊落“全球鷹”無人機，一次發射十幾枚彈道導彈襲擊駐伊美軍基地。

綜合來看，軍艦相控陣雷達是不需要一直開機，在必要時候開機就行！