相位阵列雷达概述.docx

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相位阵列雷达概述

相位阵列雷达概述

──bycaptainPicard

传统雷达的限制

在介绍相位阵列雷达之前，先简单地归纳出仰赖机械旋式旋转以及抛物面天线技术的传统式雷达的几个重大基本限制：

1.波束角太宽、旁波瓣太大

传统式的陆基与舰载雷达使用抛物面天线等未经任何相位合成的雷达天线，其波束角的大小（即雷达波束的集中程度）取决于天线的孔径（即直径）大小。

波束角越小，意味着将雷达射频能量集中在更小的面积上，雷达的侦测距离与解析度也越好。

又，如果以维持相同波束角为条件，则波长越长的雷达，就需要比短波长雷达孔径更大的天线。

一般而言，雷达波强度随距离的平方成反比。

长距离舰基/陆基雷达为求增加搜索距离，都使用较大的波长以利于长距离传递；但天线的尺寸却不可能无限制地增大，导致传统式搜索雷达都有一个不小的波束角，加上波长越大解析度自然越低，解析度自然难以让人满意。

例如舰艇在搜索第二代掠海反舰飞弹这类低RCS的目标时，传统长程搜索雷达即便在目标进入搜索范围后，第一次扫瞄到目标时，往往因为讯号强度不足或干扰而没有足够的「证据」，只好先将资料放入暂存区，等天线下一回转动到相同位置时，再比对暂存区中的目标是否依旧存在；故传统雷达必须连续在同一方位上多次（通常是三次，例如美国的SPS-48E）侦测到同一讯号，才会将之列为追踪对象，浪费不少宝贵的反应时间。

为了弥补这个弱点，这类长程搜索雷达只好将雷达旋转速度降低（往往需要十秒钟以上才能回转一圈），让天线在同一个位置上停留更久，以接收更多的脉冲讯号，然而这样又会使目标更新速率恶化。

除了精确度的问题外，传统雷达天线在辐射雷达波时，也会产生一系列周边的旁波瓣；对于雷达而言，旁波瓣是有害而无益的损耗（因为主波瓣才有侦测效益），不仅浪费射频能量，更因旁波瓣散射他处而大幅增加被敌方察觉与干扰的机率。

由于一般雷达采用周期扫瞄方式进行搜索，让方位角很窄的雷达主波束依序完成空域扫瞄，因此对电子支援系统等信号接收装备而言，雷达主波瓣经常是一闪即逝，而且每隔十数秒至数十秒才能收到一次，难以直接对其追踪与锁定；因此，这类雷达信号接收器主要是靠着持续而稳定、朝四面八方辐射的旁波瓣来锁定敌方雷达。

所以一般而言，旁波瓣是最容易让雷达「露馅」的头号元凶。

干扰方面，目前最主要的电子反制手法就是在对方雷达的旁波瓣中灌入强大信号，使雷达误以为这是目标回波，如果进入旁波瓣的干扰强度高于主波瓣，雷达便失去侦测目标的能力，所以旁波瓣又是让雷达被敌方干扰的最大罩门。

2.机械旋转机构的限制

对于舰载或陆基雷达而言，传统式雷达天线靠着旋转来涵盖所有方位；而如果要持续追踪同一个目标的轨迹，就要等天线完成一个旋转周期回到原先位置后，才能作目标资料的更新。

如同前述，长距离舰载/陆基搜索雷达由于天线尺寸重量较大，加上必须在同一方为累积足够的脉冲信号，因此转速都不可能太快；例如，美制SPS-49舰载对空搜索雷达的旋转周期是30秒/周，意味每分钟只能实施两次目标资料更新。

又，如同前述，传统式雷达需要对同一目标扫瞄三次左右，才能获得足够的资讯，进一步使问题恶化。

此等更新速率在面对高速突进的目标时，将显得力不从心；对于舰艇而言，这样的更新速率很难有效应付各式新一代高速先进超音速反舰飞弹。

至于用来描绘目标轨迹的舰载追踪雷达则拥有较快的天线转速（例如每秒转一周）以及较短的波长，尽量缩短目标更新时间，但也使得天线较难持续接收同一目标传回的讯号，侦测距离大幅缩短。

因此，长距离侦测以及精确追踪对传统式雷达而言，是不可兼得的鱼与熊掌。

战斗机上的射控雷达也有类似情况；传统式战机雷达天线也需要旋转机构来改变天线方位，以扫瞄各个空域。

战机雷达往往也会提供自动锁定模式，在此模式下，天线靠着伺服机械的带动持续对准目标的方位。

由于机械运动的速率有限，导致目标更新速率过慢，致使战斗机雷达在进行多目标精确追踪等耗费较多资源的工作时，需将天线扫瞄范围限制在左右各40度、上下各10度的范围内，才能获得可接受的目标更新速率。

这种限制意味着战机雷达专注于视距外多目标接战时，能处理的空域范围极为有限，也不可能同时兼顾空对空与空对地等不同需求。

范围过窄的另一问题就是：

敌机很容易藉由急遽的运动（侧转、改变高度）或将机群散开，进而逃出战机雷达的有效搜索范围。

此外，许多天线具有自动锁定模式，藉由机械伺服机构将天线持续对准目标；不过由于伺服机构动作速度有限，目标同样也能藉由大范围剧烈机动来摆脱雷达的锁定。

以冷战时代美国长程拦截能力最优秀的F-14战机而言，虽然号称能同时以凤凰飞弹攻击6个目标，不过前提是这六个目标必须在天线纵轴左右各40度以内。

欲以传统方式增加天线伺服机构的动作速度，例如使用低阻尼超高速雷达伺服马达，可改进的幅度也十分有限，终究不是治本之道。

3.倚赖都卜勒虑波技术

都卜勒技术是一种广泛被雷达采用的虑波技术；藉由测量雷达回波的都卜勒频移，讯号处理装置就能将地形背景、海面波浪、天空中鸟群产生的低速率讯号滤除，只保留相对速度较高的目标──也就是人为的飞机或飞弹；而舰载近迫武器系统（如早期的美制方阵系统）更是以都卜勒虑波器排除低速目标（包括水面快艇或慢速飞行器），专挑高速来袭的反舰飞弹。

不过正由于都卜勒虑波器的特性，使得敌机能以侧转等方式使雷达与目标的相对速度瞬间降低或归零，于是就自动被都卜勒虑波器排除，造成目标流失。

在1991年波湾战争中，便有一架伊拉克Mig-25利用连续的侧转，一连使美国F-15战机发射的好几枚AIM-7麻雀半主动雷达导引空对空飞弹脱锁，一路冲至目视缠斗的距离，才被机动性较高的美军F-15以机炮击落。

为了应付这种战术，某些雷达的操控软体在发现目标准备进行脱锁动作时，立即关闭都卜勒虑波器避免丢失目标，不过如此又会使问题回到原点。

解决之道：

相位阵列雷达

欲解决前述传统机械动作雷达天线的几个根本问题，基本原则就是「用天线元件直接改变雷达波束指向」，而不是「转动天线」，因为小型电子元件的开关切换的速度比机械伺服快得多；而这种不靠天线运动就能改变波束指向的雷达，一般称为「电子扫瞄雷达」。

电子扫瞄技术主要有两种，第一是频率扫瞄（以改变波束频率的方式变换指向），第二则是改变波束的相位：

其中，频率扫瞄只能在一个维度上改变波束指向，故此种雷达多半是利用旋转基座改变雷达水平方位，并以频率扫瞄方式在垂直方向改变雷达波指向，进而达到三维（方位、高度、距离）侦测能力，例如美国海军的SPS-48C/E或者俄罗斯海军的顶板（Topplate）就属于这类雷达；由于仍需要机械式旋转天线，因此频率扫瞄雷达并不能根除传统式雷达的先天弱点。

至于改变波束相位的方式由于可同时在水平与垂直方向进行，才真正实现了「天线固定就能在三度空间内改变波束方向」的理想；由于这类雷达以大量的小型天线元件构成天线阵列，故一般称为「相位阵列雷达」（PhaseArrayRadar），大陆则多半翻为「相控阵列雷达」，此种雷达在今后都将是新型高性能雷达的主流发展方向。

相位阵列雷达以「大量密集排列的小型天线元件（又称移相器，PhaseShifter）」取代「单一的一个大天线」；与高中物理课本杨格双狭缝实验相同，各天线单元发射的电磁波以建设性干涉原理强化并合成一个接近笔直的雷达主波瓣，而旁波瓣则由于破坏性干涉而大幅减低。

此外，每个小型天线元件的开/关均可个别控制，换言之就是藉由不同的开/关时机，制造各天线单元之间的相位差；由高中物理课本的海更士波前原理可得知，透过各天线单元发射波束的相位差，就能改变所合成的雷达波束的指向。

相位阵列雷达从根本上解决了前述传统机械式雷达的种种先天问题。

由于小型天线元件的开关切换都是在瞬间完成，意味着相位阵列雷达可在微秒内完成波束指向的改变，在极短的时间内就能将天线对应到的搜索空域扫瞄完毕，扫瞄速率是机械式天线的数十甚至一百倍，因此在扫瞄范围内都能维持很高的目标更新速率。

由于相位的控制迅速而自由，因此可运用自动回馈机制，在雷达波束与可疑目标接触后，便立刻控制波束回头对该目标多送几道波束进行确认，之后才继续扫瞄其他的方位；因此目标只要进入相位阵列雷达的侦测范围，多半很快就可有效搜获（除非雷达截面积太小），不像传统式天线得等伺服机构下一次将天线对准同一方位才能进一步累积资讯。

此外，相位阵列天线的单元可分成好几组子天线，各自执行不同的工作。

藉由天线分割运作，相位阵列雷达能对搜索范围内的大量目标各分派一道波束（注一）进行个别监控，故以往用来对付搜索雷达的单机/多机脱锁动作都将失去效果，因为飞得再快也比不过天线单元改变相位的速度，传统机械伺服天线赶不上目标剧烈运动的情况遂被根治了。

发现可疑目标后，相位阵列雷达便在极短时间内朝目标方位进行密集扫瞄，精确地追踪目标航迹，所以能同时进行搜索与追踪功能，不像传统式旋转雷达在这两种功能上难以兼顾；而如果使用波长较短、精确度高的C或X波段，相位阵列雷达还能直接担任武器射控的功能（不过由于短波长电磁波在大气中耗损较快，故搜索距离会有所牺牲）。

另一方面，这种由阵列元件组成的扫瞄天线也解决了传统式天线波束角太大、解析度差的问题：

在相同的孔径与操作波长下，相位阵列天线能获得比传统式天线更集中的波束（注二），因此能获致更远的侦测距离以及更大的精确度，而旁波瓣也远低于传统式天线（注三）。

又，由于相位阵列雷达波束能在三度空间内自由移动，因此能获得完整的目标三维资讯，这也是优于传统式2D雷达之处。

相位阵列雷达指向性高、旁波瓣极低、天线能分割运作等特性，使其在电子作战方面拥有诸多先天优势。

旁波瓣越小，使敌方电子支援系统或反辐射飞弹寻标器要搜获并标定目标雷达的困难度大幅增加，更让前述在旁波瓣内灌入干扰波的电子反制手段难以实施。

此外，部分雷达为了反制这类利用旁波瓣的干扰，会在雷达旁加装一到两具专门接收旁波瓣的副天线（但接收不到主波瓣），因此当遭遇干扰时，副天线便会持续接收到杂讯；等到主天线对准干扰源时，副天线反而接收不到讯号，此时便能精确标定干扰源位置。

如果雷达功率大于干扰源，就能烧穿（Burn-Through）干扰波而抵达目标，破除敌方电子反制作为；万一压不过，也可过滤干扰方位的讯号，在其他方位仍能运作。

以上雷达用来过滤干扰源的技术，又被称为「自适性干扰消除能力」，而单脉冲雷达寻标器来标定干扰源方位的原理也大同小异（单脉冲寻标器本身的天线就分割为数个部分，藉由比较每个部分收讯的时间差来判定方位）。

传统机械式雷达天线最多只能装置一、两具这类副天线（又称为Guard频道），而相位阵列雷达则可分出部分单元构成多具虚拟的副天线，分配上更为自由，而副天线数目越多代表定位精度越高；此外，相位阵列雷达波束精确度与指向性均比传统雷达高，故能更精准地指向干扰源方位，而不会「滥杀无辜」；而拜波束较为集中强大之赐，相位阵列雷达也比同尺寸的传统式雷达有更大的能力去「烧穿」敌方电子干扰波。

当然，相位阵列雷达并不是在任何特性上都绝对地胜过传统式雷达。

对于战斗机而言，固定式相位阵列雷达天线的最大水平扫瞄范围低于使用机械伺服转动的传统式雷达天线；在进行视距外空战（BVR）时，战斗机在射出视距外空对空飞弹后，必须一面进行高速机动以免被敌方雷达锁定，同时又必须让目标保持在自身雷达扫瞄范围内，以持续为空对空飞弹提供中途指令修正，而这对于水平扫瞄范围略逊一筹的固定式相位阵列雷达而言，就比较吃亏。

不过这并不是无法弥补的，只要也使用机械装置来转动相位阵列雷达的天线，或者干脆在机身两侧加装侧面天线阵列，问题便迎刃而解。

由于引进转动机械只是为了增加相位阵列天线的水平扫瞄范围，而不像传统雷达完全依赖伺服机构马达来改变波束方位甚至持续锁定目标，所以战机用相位阵列天线的伺服机械反应速度需求并没有像传统雷达那么高，而且只需要在一维方向（水平）摆动即可，并不会面临前述传统式雷达的机械伺服限制。

例如，瑞典Ericsson为该国JAS-39战机的升级而开发的NOAR主动相位阵列雷达，便将阵列天线安装在一个可横向摆动的机械扫瞄平台上，使该雷达拥有广达200度的水平搜索角；而美国为F-22战机的APG-77雷达则在未来考虑纳入额外的机身侧面阵列天线，使战机获得最高水准的雷达搜索范围以及广区域监控/目标更新能力。

对于陆基或舰载相位阵列雷达系统而言，由于往往使用四面固定式天线涵盖所有水平方位，或者使用单面天线搭配360度水平回旋基座，因此不会面临水平搜索范围的问题。

此外，相位阵列雷达在最大有效搜索距离边界附近，性能会急速衰减，而传统式雷达情况就比较好；不过考虑到相位阵列雷达有效侦测距离大于传统式雷达，加上前者凡在有效侦测距离内的目标都能确实掌握，这并不能算是一个明显的缺点。

总之，相位阵列雷达的反应速度、目标更新速率、多目标追踪能力、解析度、多功能性、电子反反制能力等都远优于传统雷达。

不过，相位阵列雷达需要等到小型可控制相位射频元件的成熟，方可能进入实用与普及化的阶段；而相位阵列雷达大幅增加的目标资料处理量，意味着对后端软硬体的更高要求。

如果要求单一天线单元能同时在俯仰与水平方位改变电磁波相位，就必须由两组重迭的移相器构成；而在1960至1970年代前半，移相器等小型固态射频元件的技术尚未成熟，不仅成本过于昂贵，体积、重量与耗电量也嫌太大，距离大量运用于舰艇、航空器上还有一段距离。

美国海军在1960年代曾使用的SPS-33对空搜索/追踪雷达，装备于体型较大的长堤号核子动力飞弹巡洋舰（USSLongBeachCGN-9）以及企业号核子动力航空母舰（USSEnterpriseCVN-65）；SPS-33采用四面固定式平板阵列天线，此种天线以频率扫瞄方式负责俯仰方位，垂直方向的改变则由移相器负责，因此单凭天线本身就能在三度空间内变换波束方位。

SPS-33的设计使其不必完全采用当时仍嫌昂贵的移相器，相对也压低了系统成本，此种雷达堪称舰载相位阵列雷达的先驱。

不过由于当时科技仍不够先进，导致SPS-33天线重量太大且不易维护，可靠度亦偏低，在1980年代都被采用单面旋转式频率扫瞄天线的SPS-48E3D对空搜索雷达取代。

此外，美国海军在1960年代初期发展的台风（Typhoon）舰载防空飞弹系统（见神盾作战系统一文），其中的核心──SPG-59追踪/射控雷达便堪称是全世界第一套多功能舰载电子扫瞄阵列雷达，集搜索、追踪、飞弹中途导引与终端照射等功能于一身。

这种雷达的天线部分采用伦波（Luneberg）电磁透镜技术，整个电磁透镜天线为圆柱状，圆柱内部为能让射频电磁波通过的材质。

使用时，电脑计算出波束的相位关系，控制雷达发射机产生特定的射频讯号，透过电磁透镜内数千个由电脑控制的射频输入端，将能量传送至透镜内部彼端聚焦形成波束，再由雷达天线塔顶数千个射频单元将雷达波束送入空中；藉由电脑控制输入端的开关切换，便能在瞬间改变波束指向。

由于采用柱状造型，因此单一天线就能包办360度的全方位空域；而今日典型的相位阵列雷达则采用平板阵列天线，因此在完全不需要机械动作的前提下，若以每面天线包办90度来计算，需要四面天线才能涵盖所有空域（注四）。

由于1960年代相关技术仍不成熟，SPG-59遂面临成本过高、耗电量惊人、系统体积重量过大、各元件缆线与导波管连接公差无法在要求以内等问题，而且透镜设计亦无法满足伦波电磁透镜理论的要求，导致此系统旁波瓣过大，在测试中性能与可靠度均远不如预期，最后在1963年底落得取消的下场。

全世界第一种实用化的战机用相位阵列雷达（被动式），是前苏联Mig-31战斗机上的Zaslon，其开发始于1969年，并于1980年代初期进入服役阶段（注五）；而差不多在同一时间，美国空军则有AN/APQ-164多功能被动相位阵列雷达部署于B-1B轰炸机上。

而全世界第一种实用化的舰载相位阵列雷达系统，则是美国的SPY-1系列（同为被动式），此雷达是著名的神盾战斗系统中最重要的一环，同样在1980年代初期投入服役。

因此，前述几种1960年代「壮烈牺牲」的「先驱」们，在相关背景技术尚未成熟的情况下，只能自叹「生不逢时」了。

对于舰艇而言，雷达位置越高，代表水平侦测距离越远；不过由于相位阵列雷达体积重量不小，尤其是某些拥有四面天线的系统（如美国SPY-1、俄罗斯SkyWatch等），必须整合在上层结构内，很难安装全舰最高的位置（桅杆顶部）。

某些舰载相位阵列雷达采用单面旋转阵列天线，体积重量大幅减轻，遂得以安装在全舰最高的位置；这类天线本身的波束能在90度的半球内自由移动，但整面天线得靠旋转基座才能进行360度扫瞄，因此目标更新速率不如以拥有四面天线的系统（但仍然远高于传统式天线），而且由于旋转式天线不可能保持在固定方位上，遂不可能像某些使用四面固定天线的X频相位阵列雷达系统般兼作舰载防空飞弹的终端照明雷达。

此外，目前相位阵列雷达的耗电量比传统式雷达高，而拥有四面固定式天线的相位阵列雷达系统更意味着四倍的电力需求。

对于美国神盾巡洋舰、驱逐舰等大型舰艇而言，由于动力充足，足以供应四面阵列天线同时开机工作；而采用SPY-1F的挪威南森级巡防舰便由于载台供电能力有限，只能让四面阵列天线依序轮流开机来扫瞄所有的方位，使目标更新速率大打折扣。

被动式与主动式相位阵列雷达

相位阵列雷达又分为「被动式」与「主动式」，其中技术门槛较低的「被动式」在1980年代才有较成熟的系统部署于舰艇及中/小型飞机上，而性能更优异、发展前景更好但技术门槛较高的「主动式」则到了1990年代末期至2000年代初期才有实用的战机用与舰载系统开始服役。

顾名思义，被动相位阵列雷达（PassivePhaseArrayRadar）的天线本身不制造雷达波，射频功率是由后端的雷达波发射机（行波管）提供，再由导波管馈送至天线；而阵列天线本身只负责改变波束的指向（也就是控制各个移相器开/关的时机来改变相位）并接收回波，简单地说像是一面能改变雷达波方向的「电磁透镜」。

因此，被动相位阵列雷达的移相器被称为「R单元」（Receivemodules）；而由于天线本身不负责制造雷达波，中国大陆多半将此形式的雷达称做「无源相控阵列雷达」。

相对地，主动相阵雷达（ActivePhaseArrayRadar，APAR）表面上的天线单元整合了使用积体电路科技的微型发射机，故每个元件就拥有制造/发射接收雷达波与控制相位的功能，载台只需提供电源以及传递指令的信号线而已，因此种天线单元上被称为「T/R单元」（Transmit/Receivemodules）。

相对于被动式相位阵列雷达上早已行之有年的行波管/导波管技术，主动相位阵列雷达所需的微波积体电路科技（MMICS）起步与成熟较晚，因此实用化的脚步也落后于被动相位阵列雷达十几年以上。

等到MMICS技术以及所需的砷化镓半导体科技成熟，能制造出几公分大小且够轻便可靠的电磁波收发装置，主动相位阵列雷达才得以实现。

由于天线本身就负责制造雷达波，中国大陆将此型式的雷达称为「有源相控阵列雷达」。

全世界第一种实用化的主动式相阵雷达是美国在1960年代末期服役的AN/FPS-85飞弹预警/太空追踪雷达，由于这种大型陆基雷达没什么体积重量的限制，以当时相关元件的技术水准尚能实用化。

第一种进入服役阶段的主动相位阵列雷达是日本F-2战机使用的J/APG-1，紧接着则是美国F-22战机上的AN/APG-77，以及一系列由现役APG-63、68、73等传统构型雷达发展而成的系统。

至于全球第一种进入服役的舰载主动式相位阵列雷达则是荷兰主导开发的APAR，同时期的舰载系统还包括日本FCS-3以及英国的Sampson等。

以下便分别介绍被动相位阵列雷达的不足，以及主动相位阵列雷达优越之处：

被动式相位阵列雷达的不足

整体而言，被动相位阵列雷达最大的弱点，就是精密昂贵、易损坏且热损耗大的发射机（行波管）与导波管，这是因为行波管与导波管在先天上属于「真空管层次」的科技。

由于物理特性的限制，行波管/导波管的性能表现（效率、反应速度等）很难再有突破，而其体积/重量较大、脆弱易受损的缺点，更是难以摆脱的先天包袱。

在运作方面，行波管与导波管是被动相位阵列雷达最脆弱的部位（相位阵列天线反而可靠得多，不仅因为小型移相器较不易受损，而且就算部分移相器，天线仍然能够运作），换而言之也是最大的罩门；只要发射机或导波管之中任一方挂了，整个雷达系统就会瘫痪。

对于高功率的陆基或舰载雷达系统而言，集中式的发射机需要产生较大功率，相对也会产生高温，故周围需要功率强大的冷却系统。

而导波传递的电磁波是相当精密的G（10的9次方）Hz级，因此为了降低能量馈送途中的损耗与失真，导波管的长度越短越好，而且要尽量减少弯曲，最好一路都是直的（曲折的导波管是相当艰难的工程挑战）；如此，阵列天线与发射机就不能相隔太远，于是体积庞大的发射机势必得安装在舰体或上层结构内（对于舰载系统而言），导致阵列天线的安装位置往往必须迁就发射机而也得安装于上层结构；安装高度受限后，雷达的水平搜索距离就会减少。

总之，如果因为将被动相阵雷达位置架高而使天线与发射机之间距离增加而且不在同一层甲板上，即便减低天线的尺寸与重量，还是躲不过导波管较长以及转折的问题，必须在可靠度、传输损耗以及工程难易度等方面有所牺牲，例如西班牙的F-100神盾巡防舰；如果希望导波管尽量短直，则相位阵列天线就必须安装在高度较低的位置，代价则是降低水平侦测距离，如美国柏克级飞弹驱逐舰与中共的052C飞弹驱逐舰。

此外，对舰载系统而言，导波管从发射机到天线的路上必须穿过舱壁、甲板，设计时就必须在舰体上挖洞，降低了整体结构强度。

总之，被动相位阵列雷达已经比传统雷达跨越一大步，但主动相位阵列雷达能办到的又远比被动相位阵列雷达更多。

主动相位阵列雷达的优越之处

由于主动相位阵列雷达把讯号发射的部分由被动阵列雷达的「真空管」一举提升到「积体电路」的层次，就跟当年电脑从真空管时代进步到积体电路一样，势必会在性能与可靠度方面取得飞跃的进展。

在系统运作方面，主动相位阵列雷达所有电磁波相关收发机能都集中在阵列天线表面的T/R单元，因此整个系统更轻、更小、更坚固耐用，也免除由后端馈送射频能量的不必要损耗。

由于主动相阵雷达上的每个天线单元都是独立的收发装发装置，并且采用并联方式与后端处理器连结，所以部分天线单元的损坏不会导致整个系统的停摆，其他完好的单元仍能正常运作。

此外，主动相位阵列雷达若欲提升总功率，只需要增加天线单元数量即可，远比被动式相阵雷达便利（后端发射机与导波管都要改，大费周章）；例如德国新开发的CEA-FAR型S频主动舰载相阵雷达的天线就由许多各有256个T/R单元的模组构成，客户可根据需求与预算来选择天线要由多少个模组构成。

现役被动相位阵列雷达的平均失效间隔（MTBF）介于60至400小时（多半是基于行波管/导波管的拖累），而主动相位阵列雷达则至少从500小时起跳，未来还会朝着数年、甚至整个服役生涯都无须特别维修的目标来发展。

由于主动相阵雷达的发射工作是由大量小型低功率收发单元分摊，并靠着各单元以累加合成的方式达到高功率输出，因此每个单元的峰值功率不必很强，不仅元件的耐热要求可以降低，能量损耗也降低了（注六）；所以在理论上，整个系统的体积、重量与成本都可以压低。

虽然目前主动相位阵列雷达的成本仍相当惊人，但随着技术日益成熟，主动相阵雷达系统的降价是迟早的事。

纯就性能而论，主动相位阵列雷达也有非凡的优势。

被动相位阵列雷达的每组天线阵列只有少数几个讯号发射源（以SPY-1相位阵列雷达为例，每面天线由8个并连的发射器供应能量），而且这种发射器属于控制精确度较差、反应较为迟钝且效率较低的真空管科技；而主动相位阵列雷达上每个天线单元都是独立且能个别控制的小发射源，而且使用动作精确迅速、效率高的积体电路，自然可在运用与分配的弹性上取得突破性的进步（注七）。

由于每个T/R单元都能各自发射电磁波，因此只要拥有适当的控制软体，同一组阵列天线上的T/R单元就能可自由划分成许多组各自独立运作的子阵列，各自产生独立的波束，