雷達(dá)技術(shù)發(fā)展情況概說(shuō)

　　自從雷達(dá)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(dá)，雷達(dá)的技術(shù)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(lái)，雷達(dá)在航電系統(tǒng)綜合化的過(guò)程中變化非常大，如雷達(dá)作為獨(dú)立系統(tǒng)，起初失去了顯示分系統(tǒng)，接著又失去了信號(hào)和數(shù)據(jù)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(shí)雷達(dá)作為一種有源傳感器，與激光、紅外、紫光和聲學(xué)等不同傳感器信息融合，增強(qiáng)了探測(cè)陣能和環(huán)境適應(yīng)性?？梢?jiàn)雷達(dá)已與電子系統(tǒng)打破了明顯界限，雷達(dá)系統(tǒng)作為獨(dú)立設(shè)備有逐步消亡的趨勢(shì)。因此，有必要仔細(xì)研究雷達(dá)發(fā)展的歷史，分析雷達(dá)系統(tǒng)與技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)，總結(jié)雷達(dá)發(fā)展的普遍規(guī)律，展望雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)展的方向。

　　一、雷達(dá)系統(tǒng)與技術(shù)的發(fā)展歷程

　　1.20 世紀(jì)30 年代及以前

　　19 世紀(jì)后期，物理學(xué)家麥克斯韋、法拉第和安培等人，預(yù)言并用數(shù)學(xué)公式描述了移動(dòng)電流產(chǎn)生的電磁波的存在情況。1935 年英國(guó)和美國(guó)科學(xué)家第一次研制出能夠探測(cè)空中飛機(jī)的實(shí)用米波雷達(dá)，至此宣告了雷達(dá)的誕生。1936 年美國(guó)海軍研究實(shí)驗(yàn)室研制了T / R (收發(fā))開(kāi)關(guān)，可使雷達(dá)系統(tǒng)的接收和發(fā)射分系統(tǒng)共用一副天線，大大簡(jiǎn)化了雷達(dá)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。1939 年英國(guó)科學(xué)家發(fā)明了大功率磁控管，克服了甚高頻雷達(dá)波束和頻帶窄的缺點(diǎn)，使實(shí)用雷達(dá)步入了微波頻段。

　　2.20 世紀(jì)40 年代

　　20 世紀(jì)40 年代美國(guó)輻射研究室把微波新技術(shù)應(yīng)用于軍用機(jī)載、陸基和艦載雷達(dá)取得成功，其代表產(chǎn)品是SCR -270 機(jī)載雷達(dá)、SCR -584 炮瞄雷達(dá)和AN / APQ-機(jī)載轟炸瞄準(zhǔn)相控陣?yán)走_(dá)。20 世紀(jì)40 年代主要的雷達(dá)技術(shù)有動(dòng)目標(biāo)顯示技術(shù)、中繼技術(shù)以及單脈沖跟蹤技術(shù)理論的提出。動(dòng)目標(biāo)顯示技術(shù)應(yīng)用于各型對(duì)空警戒雷達(dá)，后來(lái)應(yīng)用于著陸引導(dǎo)、岸防等型雷達(dá)，其優(yōu)勢(shì)是能有效抑制地海雜波，抑制大山、建筑物、風(fēng)雨雪等靜止和慢動(dòng)目標(biāo)的干擾能將機(jī)載情報(bào)傳送到地面觀測(cè)站，能有效加強(qiáng)地空之間的信息聯(lián)系。

　　3.20 世紀(jì)50 年代

　　20 世紀(jì)50 年代是雷達(dá)理論發(fā)展的鼎盛時(shí)期，雷達(dá)設(shè)計(jì)從基于工程經(jīng)驗(yàn)階段，進(jìn)人了以理論為基礎(chǔ)，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的高級(jí)階段。50 年代產(chǎn)生的主要理論有匹配濾波器概念、統(tǒng)計(jì)檢測(cè)理論、模糊圖理論和動(dòng)目標(biāo)顯示理論等。各種新技術(shù)的應(yīng)用，出現(xiàn)了諸如脈沖多普勒雷達(dá)、合成孔徑雷達(dá)等新休制雷達(dá)。

　　4.20世紀(jì)60年代

　　20 世紀(jì)60 年代雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)展的主要標(biāo)志是數(shù)字處理技術(shù)革命和相控陣?yán)走_(dá)的應(yīng)運(yùn)而生。為了探測(cè)洲際彈道導(dǎo)彈，為防空系統(tǒng)提供預(yù)測(cè)情報(bào)，產(chǎn)生了相控陣?yán)走_(dá)體制。新一代雷達(dá)發(fā)展方向是全固態(tài)電掃相控陣多功能雷達(dá)。雷達(dá)信號(hào)和數(shù)據(jù)處理的數(shù)字化革命、半導(dǎo)體元件、大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的應(yīng)用，使雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展日臻完善并達(dá)到比較高的水平。

　　5.20 世紀(jì)70 年代

　　隨著數(shù)字技術(shù)的快速發(fā)展，雷達(dá)自動(dòng)檢測(cè)與跟蹤技術(shù)得到完善。美國(guó)林肯實(shí)驗(yàn)空研制成功的動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)，是70 年代數(shù)字信號(hào)處理發(fā)展成就的杰出范例。

　　6.20 世紀(jì)80 年代

　　20 世紀(jì)80 年代無(wú)源相控陣?yán)走_(dá)研制成功并裝備于載機(jī)。如1978年美國(guó)裝備于B-lB 上的AN / A-164 雷達(dá)具有PD 、相控陣多功能及多種新技術(shù)。80 年代毫米波雷達(dá)開(kāi)始研制、試驗(yàn)，氣象雷達(dá)采用了數(shù)字化處理和彩色顯示技術(shù)。80 年代后期,超高速集成電路技術(shù)的發(fā)展，使雷達(dá)信號(hào)處理能力取得重大突破并實(shí)用化,數(shù)字電路使處理機(jī)休積縮小到原來(lái)的l/10 ,同時(shí)雷達(dá)進(jìn)行模塊化、多功能和軟件工程化設(shè)計(jì)，使機(jī)載雷達(dá)的平均故障間隔時(shí)間達(dá)到100 小時(shí)以上。

　　7.20 世紀(jì)90 年代

　　20 世紀(jì)90 年代是各種雷達(dá)體制發(fā)展的成熟時(shí)期，各種新技術(shù)的應(yīng)用及數(shù)字技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，促進(jìn)了雷達(dá)技術(shù)的迅猛發(fā)展。例如有源相控陣體制雷達(dá)的成熟、毫米波雷達(dá)的研制成功、氣象雷達(dá)的發(fā)展、機(jī)載雷達(dá)與多傳感器的數(shù)據(jù)融合等，使雷達(dá)具有多功能、綜合化、高可靠、抗干擾、遠(yuǎn)距離、多目標(biāo)和高精度等先進(jìn)特性，滿足了軍事和經(jīng)濟(jì)等方面的要求。

　　二、雷達(dá)系統(tǒng)與技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)

　　1.作戰(zhàn)需求、技術(shù)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)性是雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)展的主要推動(dòng)力雷達(dá)是在電磁場(chǎng)理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合相關(guān)技術(shù)，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(shí)需要而發(fā)展起來(lái)的，可以說(shuō)是戰(zhàn)爭(zhēng)和技術(shù)的產(chǎn)物。隨著微波技術(shù)的應(yīng)用，電子學(xué)、電子元器件、線路數(shù)字化和集成電路的發(fā)展，動(dòng)目標(biāo)顯示技術(shù)、脈沖多普勒技術(shù)的發(fā)展，模糊圖理論、統(tǒng)計(jì)檢測(cè)理論、匹配濾波器以及大功率調(diào)速管放大器的應(yīng)用，出現(xiàn)了許多新體制的先進(jìn)雷達(dá)，推動(dòng)了雷達(dá)系統(tǒng)的快速發(fā)展。但隨著雷達(dá)研發(fā)成本的大幅提高，經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題也越來(lái)越突出。應(yīng)以明確的作戰(zhàn)需求為牽引，積極大膽、采用現(xiàn)代新技術(shù)，研制出成本低、性能優(yōu)越、可靠性高的雷達(dá)系統(tǒng)，以滿足不同環(huán)境下的需求.

　　2.科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用是雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)展的基礎(chǔ)從雷達(dá)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(huì)有雷達(dá)的大發(fā)展。在雷達(dá)系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程中，只有在科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)上，才會(huì)有雷達(dá)新技術(shù)，才會(huì)出現(xiàn)雷達(dá)新體制。例如收發(fā)開(kāi)關(guān)的出現(xiàn)，才會(huì)有雷達(dá)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(dá)的探測(cè)性能。有了20 世紀(jì)60 年代的數(shù)字處理技術(shù)、大規(guī)模集成電路、微型計(jì)算機(jī)，才有80 年代雷達(dá)系統(tǒng)的不斷完善和成熟。雷達(dá)技術(shù)必定是以新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用為基礎(chǔ)的，由此可見(jiàn)，新世紀(jì)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、航天技術(shù)、納米技術(shù)和新材料技術(shù)，必將深刻影響雷達(dá)系統(tǒng)的發(fā)展。

　　3.與其他傳感器綜合、融合是雷達(dá)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)雷達(dá)作為“有源”傳感器與激光、紅外、光學(xué)和聲學(xué)傳感器組合，可以增強(qiáng)其目標(biāo)探測(cè)能力，增強(qiáng)其隱蔽性和抗干擾能力。美國(guó)的B-2 轟炸機(jī)、F-22 戰(zhàn)斗機(jī)以及F-35 戰(zhàn)斗機(jī)都具有復(fù)雜的多傳感器系統(tǒng)和數(shù)據(jù)融合與處理能力。俄羅斯的米-29 和蘇-27 飛機(jī)也裝備了光電、紅外與雷達(dá)綜合火控系統(tǒng)。歐洲的三種主要戰(zhàn)斗機(jī)EF-2000 、“陣風(fēng)”和JAS -39 也都具有光電、紅外與雷達(dá)綜合火控系統(tǒng)。

　　三、雷達(dá)系統(tǒng)與技術(shù)發(fā)展的展望

　　經(jīng)過(guò)近70 年的發(fā)展，雷達(dá)系統(tǒng)出現(xiàn)了許多新體制，如脈沖壓縮雷達(dá)、合成孔徑雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、全相參雷達(dá)、相控陣?yán)走_(dá)、超視距雷達(dá)、三坐標(biāo)雷達(dá)、雙/多基地雷達(dá)和單脈沖雷達(dá)等。而在雷達(dá)發(fā)展中應(yīng)用了許多新技術(shù)，如脈沖多普勒技術(shù)、低截獲概率技術(shù)、多傳感器融合技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)和跟蹤技術(shù)、信號(hào)處理新技術(shù)和提高可靠性的新技術(shù)等。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新世紀(jì)的雷達(dá)系統(tǒng)會(huì)得到更多的技術(shù)支持，得到更好的發(fā)展。相控陣?yán)走_(dá)、毫米波雷達(dá)、合成孔徑雷達(dá)、雙/多基地雷達(dá)等將是主要發(fā)展的體制，共形陣天線和敏感蒙皮會(huì)迅速發(fā)展并得到應(yīng)用，雷達(dá)的組網(wǎng)技術(shù)、多傳感器的綜合化融合技術(shù)將是發(fā)展方向。通過(guò)“三化”(通用化、系列化和模塊化)技術(shù)設(shè)計(jì)，不斷提高雷達(dá)的可靠性、維修性等，也是雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)展的主題。

　　雷達(dá)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(dá)發(fā)展的突出特點(diǎn)。雷達(dá)存在的電子干擾和抗干擾措施;雷達(dá)信號(hào)的截獲與隱蔽;雷達(dá)向武器系統(tǒng)提供攻擊目標(biāo)與防止被摧毀而提高其在戰(zhàn)場(chǎng)中的生存能力等都是矛盾的兩個(gè)方面。隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，雷達(dá)就是這樣在矛盾中互相促進(jìn)、不斷發(fā)展。雷達(dá)系統(tǒng)只有不斷發(fā)展新技術(shù)、創(chuàng)造新體制、不斷適應(yīng)新的軍事和經(jīng)濟(jì)需求，才會(huì)不斷取得新的更大的發(fā)展。