雷達技術發(fā)展情況概說

　　自從雷達誕生至今，在70 多年的發(fā)展歷程中，隨著科技的不斷發(fā)展、需求的不斷變化，出現(xiàn)了多種體制的新功能雷達，雷達的技術哇能、體積和重量、可靠性、維修性、抗惡劣環(huán)境的生存能力等也發(fā)生了天翻地覆的變化。特別是近年來，雷達在航電系統(tǒng)綜合化的過程中變化非常大，如雷達作為獨立系統(tǒng)，起初失去了顯示分系統(tǒng)，接著又失去了信號和數(shù)據處理分系統(tǒng)，現(xiàn)在僅剩下接收、發(fā)射和天線等主要分系統(tǒng)。同時雷達作為一種有源傳感器，與激光、紅外、紫光和聲學等不同傳感器信息融合，增強了探測陣能和環(huán)境適應性?？梢娎走_已與電子系統(tǒng)打破了明顯界限，雷達系統(tǒng)作為獨立設備有逐步消亡的趨勢。因此，有必要仔細研究雷達發(fā)展的歷史，分析雷達系統(tǒng)與技術發(fā)展的特點，總結雷達發(fā)展的普遍規(guī)律，展望雷達系統(tǒng)發(fā)展的方向。

　　一、雷達系統(tǒng)與技術的發(fā)展歷程

　　1.20 世紀30 年代及以前

　　19 世紀后期，物理學家麥克斯韋、法拉第和安培等人，預言并用數(shù)學公式描述了移動電流產生的電磁波的存在情況。1935 年英國和美國科學家第一次研制出能夠探測空中飛機的實用米波雷達，至此宣告了雷達的誕生。1936 年美國海軍研究實驗室研制了T / R (收發(fā))開關，可使雷達系統(tǒng)的接收和發(fā)射分系統(tǒng)共用一副天線，大大簡化了雷達系統(tǒng)結構。1939 年英國科學家發(fā)明了大功率磁控管，克服了甚高頻雷達波束和頻帶窄的缺點，使實用雷達步入了微波頻段。

　　2.20 世紀40 年代

　　20 世紀40 年代美國輻射研究室把微波新技術應用于軍用機載、陸基和艦載雷達取得成功，其代表產品是SCR -270 機載雷達、SCR -584 炮瞄雷達和AN / APQ-機載轟炸瞄準相控陣雷達。20 世紀40 年代主要的雷達技術有動目標顯示技術、中繼技術以及單脈沖跟蹤技術理論的提出。動目標顯示技術應用于各型對空警戒雷達，后來應用于著陸引導、岸防等型雷達，其優(yōu)勢是能有效抑制地海雜波，抑制大山、建筑物、風雨雪等靜止和慢動目標的干擾能將機載情報傳送到地面觀測站，能有效加強地空之間的信息聯(lián)系。

　　3.20 世紀50 年代

　　20 世紀50 年代是雷達理論發(fā)展的鼎盛時期，雷達設計從基于工程經驗階段，進人了以理論為基礎，結合實踐經驗的高級階段。50 年代產生的主要理論有匹配濾波器概念、統(tǒng)計檢測理論、模糊圖理論和動目標顯示理論等。各種新技術的應用，出現(xiàn)了諸如脈沖多普勒雷達、合成孔徑雷達等新休制雷達。

　　4.20世紀60年代

　　20 世紀60 年代雷達系統(tǒng)發(fā)展的主要標志是數(shù)字處理技術革命和相控陣雷達的應運而生。為了探測洲際彈道導彈，為防空系統(tǒng)提供預測情報，產生了相控陣雷達體制。新一代雷達發(fā)展方向是全固態(tài)電掃相控陣多功能雷達。雷達信號和數(shù)據處理的數(shù)字化革命、半導體元件、大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的應用，使雷達技術的發(fā)展日臻完善并達到比較高的水平。

　　5.20 世紀70 年代

　　隨著數(shù)字技術的快速發(fā)展，雷達自動檢測與跟蹤技術得到完善。美國林肯實驗空研制成功的動目標檢測系統(tǒng)，是70 年代數(shù)字信號處理發(fā)展成就的杰出范例。

　　6.20 世紀80 年代

　　20 世紀80 年代無源相控陣雷達研制成功并裝備于載機。如1978年美國裝備于B-lB 上的AN / A-164 雷達具有PD 、相控陣多功能及多種新技術。80 年代毫米波雷達開始研制、試驗，氣象雷達采用了數(shù)字化處理和彩色顯示技術。80 年代后期,超高速集成電路技術的發(fā)展，使雷達信號處理能力取得重大突破并實用化,數(shù)字電路使處理機休積縮小到原來的l/10 ,同時雷達進行模塊化、多功能和軟件工程化設計，使機載雷達的平均故障間隔時間達到100 小時以上。

　　7.20 世紀90 年代

　　20 世紀90 年代是各種雷達體制發(fā)展的成熟時期，各種新技術的應用及數(shù)字技術的進一步發(fā)展，促進了雷達技術的迅猛發(fā)展。例如有源相控陣體制雷達的成熟、毫米波雷達的研制成功、氣象雷達的發(fā)展、機載雷達與多傳感器的數(shù)據融合等，使雷達具有多功能、綜合化、高可靠、抗干擾、遠距離、多目標和高精度等先進特性，滿足了軍事和經濟等方面的要求。

　　二、雷達系統(tǒng)與技術發(fā)展的特點

　　1.作戰(zhàn)需求、技術發(fā)展和經濟性是雷達系統(tǒng)發(fā)展的主要推動力雷達是在電磁場理論的基礎上，結合相關技術，為滿足軍事需求特別是為滿足第二次世界大戰(zhàn)的現(xiàn)實需要而發(fā)展起來的，可以說是戰(zhàn)爭和技術的產物。隨著微波技術的應用，電子學、電子元器件、線路數(shù)字化和集成電路的發(fā)展，動目標顯示技術、脈沖多普勒技術的發(fā)展，模糊圖理論、統(tǒng)計檢測理論、匹配濾波器以及大功率調速管放大器的應用，出現(xiàn)了許多新體制的先進雷達，推動了雷達系統(tǒng)的快速發(fā)展。但隨著雷達研發(fā)成本的大幅提高，經濟性問題也越來越突出。應以明確的作戰(zhàn)需求為牽引，積極大膽、采用現(xiàn)代新技術，研制出成本低、性能優(yōu)越、可靠性高的雷達系統(tǒng)，以滿足不同環(huán)境下的需求.

　　2.科學技術的發(fā)展和應用是雷達系統(tǒng)發(fā)展的基礎從雷達系統(tǒng)發(fā)展的歷程可以看出，總是有了理論上的突破，才會有雷達的大發(fā)展。在雷達系統(tǒng)的發(fā)展過程中，只有在科學技術進步的基礎上，才會有雷達新技術，才會出現(xiàn)雷達新體制。例如收發(fā)開關的出現(xiàn)，才會有雷達收發(fā)共用一副天線系統(tǒng);大功率磁控管的出現(xiàn)，才大大提高雷達的探測性能。有了20 世紀60 年代的數(shù)字處理技術、大規(guī)模集成電路、微型計算機，才有80 年代雷達系統(tǒng)的不斷完善和成熟。雷達技術必定是以新技術的發(fā)展和應用為基礎的，由此可見，新世紀的互聯(lián)網技術、航天技術、納米技術和新材料技術，必將深刻影響雷達系統(tǒng)的發(fā)展。

　　3.與其他傳感器綜合、融合是雷達系統(tǒng)的發(fā)展趨勢雷達作為“有源”傳感器與激光、紅外、光學和聲學傳感器組合，可以增強其目標探測能力，增強其隱蔽性和抗干擾能力。美國的B-2 轟炸機、F-22 戰(zhàn)斗機以及F-35 戰(zhàn)斗機都具有復雜的多傳感器系統(tǒng)和數(shù)據融合與處理能力。俄羅斯的米-29 和蘇-27 飛機也裝備了光電、紅外與雷達綜合火控系統(tǒng)。歐洲的三種主要戰(zhàn)斗機EF-2000 、“陣風”和JAS -39 也都具有光電、紅外與雷達綜合火控系統(tǒng)。

　　三、雷達系統(tǒng)與技術發(fā)展的展望

　　經過近70 年的發(fā)展，雷達系統(tǒng)出現(xiàn)了許多新體制，如脈沖壓縮雷達、合成孔徑雷達、毫米波雷達、全相參雷達、相控陣雷達、超視距雷達、三坐標雷達、雙/多基地雷達和單脈沖雷達等。而在雷達發(fā)展中應用了許多新技術，如脈沖多普勒技術、低截獲概率技術、多傳感器融合技術、自動檢測和跟蹤技術、信號處理新技術和提高可靠性的新技術等。隨著科學技術的不斷發(fā)展，新世紀的雷達系統(tǒng)會得到更多的技術支持，得到更好的發(fā)展。相控陣雷達、毫米波雷達、合成孔徑雷達、雙/多基地雷達等將是主要發(fā)展的體制，共形陣天線和敏感蒙皮會迅速發(fā)展并得到應用，雷達的組網技術、多傳感器的綜合化融合技術將是發(fā)展方向。通過“三化”(通用化、系列化和模塊化)技術設計，不斷提高雷達的可靠性、維修性等，也是雷達系統(tǒng)發(fā)展的主題。

　　雷達的“四抗”，即偵察一反偵察、隱蔽一反隱蔽、摧毀一反摧毀、干擾一反干擾，是現(xiàn)代雷達發(fā)展的突出特點。雷達存在的電子干擾和抗干擾措施;雷達信號的截獲與隱蔽;雷達向武器系統(tǒng)提供攻擊目標與防止被摧毀而提高其在戰(zhàn)場中的生存能力等都是矛盾的兩個方面。隨著電子技術的迅速發(fā)展，雷達就是這樣在矛盾中互相促進、不斷發(fā)展。雷達系統(tǒng)只有不斷發(fā)展新技術、創(chuàng)造新體制、不斷適應新的軍事和經濟需求，才會不斷取得新的更大的發(fā)展。