雷达技术概述

雷达技术的发展历程及其在现代战争下的发展趋势研究

摘要：文章简要介绍了雷达系统和技术的发展历程，分析了雷达系统与技术发展的特点，提出了现代战争下雷达技术发展展望。

关键词：雷达技术相控阵合成孔径发展历程发展趋势

引言

自从雷达诞生至今，在70 多年的发展历程中，随着科技的不断发展、需求的不断变化，出现了多种体制的新功能雷达，雷达的技术性能、体积和重量、可靠性、维修性、抗恶劣环境的生存能力等也发生了天翻地覆的变化。特别是其在现代战争中的广泛应用，使得对雷达技术的研究具有了重要的意义。

一、雷达系统与技术的发展历程

1．20 世纪30 年代及以前

19 世纪后期，物理学家麦克斯韦、法拉第和安培等人，预言并用数学公式描述了移动电流产生的电磁波的存在情况。1935 年英国和美国科学家第一次研制出能够探测空中飞机的实用米波雷达，至此宣告了雷达的诞生。1936 年美国海军研究实验室研制了T / R （收发）开关，可使雷达系统的接收和发射分系统共用一副天线，大大简化了雷达系统结构。1939 年英国科学家发明了大功率磁控管，克服了甚高频雷达波束和频带窄的缺点，使实用雷达步入了微波频段。

2．20 世纪40 年代

20 世纪40 年代美国辐射研究室把微波新技术应用于军用机载、陆基和舰载雷达取得成功，其代表产品是SCR -270 机载雷达、SCR -584 炮瞄雷达和AN / APQ-机载轰炸瞄准相控阵雷达。20 世纪40 年代主要的雷达技术有动目标显示技术、中继技术以及单脉冲跟踪技术理论的提出。动目标显示技术应用于各型对空警戒雷达，后来应用于着陆引导、岸防等型雷达，其优势是能有效抑制地海杂波，抑制大山、建筑物、风雨雪等静止和慢动目标的干扰能将机载情报传送到地面观测站，能有效加强地空之间的信息联系。

3.20 世纪50 年代

20 世纪50 年代是雷达理论发展的鼎盛时期，雷达设计从基于工程经验阶段，进人了以理论为基础，结合实践经验的高级阶段。50 年代产生的主要理论有匹配滤波器概念、统计检测理论、模糊图理论和动目标显示理论等。各种新技术的应用，出现了诸如脉冲多普勒雷达、合成孔径雷达等新休制雷达。

4.20世纪60年代

20 世纪60 年代雷达系统发展的主要标志是数字处理技术革命和相控阵雷达的应运而生。为了探测洲际弹道导弹，为防空系统提供预测情报，产生了相控阵雷达体制。新一代雷达发展方向是全固态电扫相控阵多功能雷达。雷达信号和数据处理的数字化革命、半导体元件、大规模和超大规模集成电路的应用，使雷达技术的发展日臻完善并达到比较高的水平。

5.20 世纪70 年代

随着数字技术的快速发展，雷达自动检测与跟踪技术得到完善。美国林肯实验空研制成功的动目标检测系统，是70 年代数字信号处理发展成就的杰出范例。

6.20 世纪80 年代

20 世纪80 年代无源相控阵雷达研制成功并装备于载机。如1978年美国装备于B-lB 上的AN / A-164 雷达具有PD 、相控阵多功能及多种新技术。80 年代毫米波雷达开始研制、试验，气象雷达采用了数字化处理和彩色显示技术。80 年代后期,超高速集成电路技术的发展，使雷达信号处理能力取得重大突破并实用化,数字电路使处理机休积缩小到原来的l/10 ,同时雷达进行模块化、多功能和软件工程化设计，使机载雷达的平均故障间隔时间达到100 小

时以上。

7.20 世纪90 年代

20 世纪90 年代是各种雷达体制发展的成熟时期，各种新技术的应用及数字技术的进一步

发展，促进了雷达技术的迅猛发展。例如有源相控阵体制雷达的成熟、毫米波雷达的研制成功、气象雷达的发展、机载雷达与多传感器的数据融合等，使雷达具有多功能、综合化、高可靠、抗干扰、远距离、多目标和高精度等先进特性，满足了军事和经济等方面的要求。

二、雷达系统与技术发展的特点

1.作战需求、技术发展和经济性是雷达系统发展的主要推动力雷达是在电磁场理论的基础上，结合相关技术，为满足军事需求特别是为满足第二次世界大战的现实需要而发展起来的，可以说是战争和技术的产物。随着微波技术的应用，电子学、电子元器件、线路数字化和集成电路的发展，动目标显示技术、脉冲多普勒技术的发展，模糊图理论、统计检测理论、匹配滤波器以及大功率调速管放大器的应用，出现了许多新体制的先进雷达，推动了雷达系统的快速发展。但随着雷达研发成本的大幅提高，经济性问题也越来越突出。应以明确的作战需求为牵引，积极大胆、采用现代新技术，研制出成本低、性能优越、可靠性高的雷达系统，以满足不同环境下的需求.

2.科学技术的发展和应用是雷达系统发展的基础从雷达系统发展的历程可以看出，总是有了理论上的突破，才会有雷达的大发展。在雷达系统的发展过程中，只有在科学技术进步的基础上，才会有雷达新技术，才会出现雷达新体制。例如收发开关的出现，才会有雷达收发共用一副天线系统；大功率磁控管的出现，才大大提高雷达的探测性能。有了20 世纪60 年代的数字处理技术、大规模集成电路、微型计算机，才有80 年代雷达系统的不断完善和成熟。雷达技术必定是以新技术的发展和应用为基础的，由此可见，新世纪的互联网技术、航天技术、纳米技术和新材料技术，必将深刻影响雷达系统的发展。

3.与其他传感器综合、融合是雷达系统的发展趋势雷达作为“有源”传感器与激光、红外、光学和声学传感器组合，可以增强其目标探测能力，增强其隐蔽性和抗干扰能力。美国的B-2 轰炸机、F-22 战斗机以及F-35 战斗机都具有复杂的多传感器系统和数据融合与处理能力。

俄罗斯的米-29 和苏-27 飞机也装备了光电、红外与雷达综合火控系统。欧洲的三种主要战斗机EF-2000 、“阵风”和JAS -39 也都具有光电、红外与雷达综合火控系统。

三、现代战争下雷达技术发展展望

现代战争是陆、海、空、天的多维战场，信息战成为一种关键的作战样式。信息能力是衡量作战能力的关键因素，信息能力是被摧毁的首要目标。雷达是一种获取信息的重要装备。它面临电子侦察、电子干扰、隐身、反辐射导弹四大威胁。所以增进强雷达抗侦察、抗干扰、抗隐身（包括抗低空突防）、搞反辐射导弹的能力，是现代战争下雷达技术发展的主要方向。雷达在现代战争下担负：目标的精确、实时、全天候侦察监视；对弹道导弹、巡航导弹等大规模破坏性武器的探测与跟踪；各种隐身目标的探测与识别；战斗杀伤效果判别和目标识别等任务。雷达还担任导弹制导和武器火控等任务。雷达为实现上述任务的关键技术是：相控阵雷达（PAR），超视距雷达（OHTR）、合成孔径雷达（SAR）和干涉仪合成孔径雷达（InS AR）、毫米波雷达（MMW），双/多基地雷达；高速、实时信号/数据处理技术；雷达组网技术等。

1．相控阵雷达发展方向是:固态有源相相控阵,灵敏、宽带有源阵列，分布式有源相控阵，有源共形阵，自适应共形阵，超高频、低旁瓣相控阵天线，多波束相控阵天线，自适应波束形成技术，自适应抗干扰技术，采用光电子技术的有源相控阵技术，数字组件相控阵技术，毫米波空间监视相控阵雷达，反隐身相控阵雷达。

2．合成孔径雷达（SAR）是战场监视系统的发展方向。重点开发的内容是：宽带、超宽带S AR，探测叶簇、地表下的隐蔽目标，各种目标分类、识别；多功能、多模式，特别是将SAR 与GMTI相结合。干涉仪合成孔径雷达（InSAR）可得到数字地形高程图；生成二维舰船目标图像，可用于船只分类；重点解决INSAR的雷达回波“实时”处理问题。高分辨、多波段、多极化、多模式卫星SAR/（INSAR）图像的解译技术。

3．超视距雷达（OHTR）发展重点是利用高频无线电波的电离层反射，扩大雷达的覆盖范围，提高分辨率；超视距雷达探测隐身飞机的机理和能力；电离层引起的相位畸变修正技术；非稳定性电离层条件下，低径向速度目标检测的信号处理技术；超视距雷达的外噪声自适应抑制技术。

4．毫米波雷达(MMW),重点发展毫米波导引头,用于精确制导导弹、灵巧炸弹；毫米波高分辨率目标识别雷达；模块化、积木式毫米波战场侦察雷达；毫米波雷达与红外（光学）传感器相结合的导引头、侦察系统；空间（卫星）毫米波相控阵雷达。

5．双/多基地雷达，重点发展反隐身目标的双/多基地雷达。重点解决双/多基地雷达的配置、布站技术；双/多基地雷达的检测、数据处理技术。

参考文献：

[1] 陆仲良, 粟毅, 匡纲要等.国防科技大学/电子科学与工程学院学术论文集，2003年8月

[2] 张光义等著，空间探测相控阵雷达，科学出版社，2001年。

[3]邱文杰,陈文汉等译:数字波束形成技术(DBF)在雷达中的应用译文专辑,成都电讯工程学院学报第17卷增刊1,1988年12月。