德國TRML-4D雷達。資料照片

前不久，第十屆世界雷達博覽會在北京開幕，全球近500家企業參展，重點展示了雷達及電子信息在多個領域的應用，引起網友普遍關注。

(資料圖片僅供參考)

眾所周知，雷達是武器裝備的“千里眼”和“順風耳”，交戰雙方依靠雷達識別并測定目標位置和運動參數。自雷達問世以來，隨著戰爭形態的演變快速發展，陸基、機載、艦載等型號雷達層出不窮，其應用場景也越來越廣泛。當前，雷達在作用距離、精準度、抗干擾等方面取得重要突破，正朝著探測對抗一體化、任務多樣化等方向發展，在戰場上起到重要作用。

面對復雜的戰場環境，要想打造一臺性能優異的雷達，不僅要“看得遠、看得清”，“目光”還要足夠敏銳，能夠穿透重重戰場迷霧，精準辨別對方的偽裝和欺騙手段。那么，雷達探測技術緣起何處？走過怎樣的發展歷程？研制現代雷達需要攻克哪些技術難題？本文為您一一解讀。

“矛”與“盾”的較量，一代戰機催生一代雷達

告別短兵相接、近距離廝殺的冷兵器時代，現代戰爭的作戰距離早已超出肉眼可見的范圍。能否在戰斗中料敵于先、占據主動，決定著戰爭勝負。

為了在超視距作戰中決勝千里之外，雷達的崛起成為必然。能夠擔此重擔，是因為雷達有著“獨門絕技”——快速發現、跟蹤目標，為在戰斗中實現“先敵發現、先敵發射、先敵命中”提供支撐。

世界上最早的雷達誕生于二戰時期。1940年9月，德軍出動數百架戰機襲擊倫敦。然而，有不少戰機還未到達英國領空就被發現了。

英軍如何提前獲悉德軍戰機的飛行動態？地面炮火又是如何實施精確打擊的？一個個問題讓德軍感到困惑。后來，他們才知道，英軍在這場戰爭中使用了“秘密武器”——雷達，同時開創了雷達在軍事對抗中的先河。

早期軍用雷達通過機械掃描向空中發射無線電波，探測敵機目標信息。自此，戰機與雷達進行了長達半個多世紀“矛”與“盾”的較量。

由于機械雷達需要將“鍋蓋天線”對準空中目標，在探測高空高速的二代機時，反應速度慢、易發生故障，“越遠、越快、越可靠”成為新一代雷達的研發目標。英、美等國率先研發出平面陣列天線，通過陣列縫隙輻射電磁波并在空間合成，在有效增強天線增益、擴展探測距離的同時，減輕雷達的體積和重量。

一代戰機催生一代雷達。在冷戰時期的幾次局部戰爭中，三代機飛行速度和低空性能有了很大提升，導致雷達盲區成倍增加，大量戰機借助山脈地形成功實現低空突防。

“矛”的變化，帶動“盾”的升級。為及時有效顯示探測對象信息，雷達必須利用計算機提供精確計算數據。當戰機低空飛行時，戰機的回波信號與地面雜波混合在一起，往往會被雷達自動過濾。部分歐美國家研發出脈沖多普勒雷達，在數據處理機中應用代數方法和濾波理論，通過分析運動目標回波的頻率變化，找出隱藏在噪聲背景中的戰機。一些國家空軍還將脈沖多普勒雷達搭載在預警機上，以“俯視”的方式實現對敵方低空作戰的壓制。

一段時間以來，“矛”與“盾”的較量，似乎以“盾”的勝利給出階段性結果，雷達性能直接影響空戰勝負的理念更加深入人心。或許正是這個原因，各國科研人員對雷達的改進研制從未停止，他們開始將多目標探測作為技術攻關方向。

20世紀80年代，電子掃描相控陣雷達經歷了從無源到有源的發展。先進的有源相控陣雷達把整部發射機分散到數以千計的收發組件上，通過這些組件實現雷達波束指向的變化。這種雷達天線類似于蜻蜓的“復眼”，不僅實現“身體”能動，“眼球”也能動，還可以瞄準不同方向、不同目標同時進行跟蹤。

不僅如此，隨著數據處理技術發展，雷達在應對蜂群作戰等新型作戰方式上取得長足進步，強大的信號分析能力能夠實現對低空、群體目標探測。同時，各國開展小型化雷達研究，陸基、機載、艦載等型號雷達層出不窮，其應用場景也越來越廣泛。

“老樹發新芽”，米波雷達成為隱身戰機克星

2018年，美國海軍宣布將在年度預算中撥出一筆高達20億美元的經費，用于開發新型干擾機，提升反先進米波雷達的對抗能力，維持隱身作戰的優勢。

其實，早在二戰時期，米波雷達已成為各國防空網的主流雷達，但其工作頻率低、探測精度和分辨率不高，限制了戰場作用的發揮。后來，以分米波和厘米波為代表的微波雷達成為各國競相研究的對象，米波雷達遭到冷遇。

然而，隱身戰機的出現讓防空網中的大多數雷達失去用武之地。這種尷尬局面一直到1999年的科索沃戰爭才得以緩解——美軍F-117隱身轟炸機被成功探測并擊落。有資料表明，經過數字處理和固態化升級后的俄制P-18米波雷達在發現和擊落F-117過程中起到關鍵作用。這一戰例也促使米波雷達重新進入雷達專家的視野。

現有隱身戰機的雷達，主要集中在戰機的前部和腹部，且隱身電磁波段有一定的頻率范圍，米波雷達恰好避開了隱身戰機的隱身波段，擁有發現隱身戰機的“特長”。不過，傳統米波雷達大多使用簡單的八木天線或老式網狀矩形拋物面天線，采用兩坐標定位，目標識別能力有限，且不易消除地面反射波的影響，抗干擾能力不足。

如果不加以改進，米波雷達只能用于防空警戒，不能用于武器引導，無法對隱身戰機進行高效追蹤。鑒于此，一些國家對米波雷達進行升級改進，設計新構型的八木天線，采用先進數據傳輸與處理技術，解決傳統米波雷達探測精度不高等問題。

20世紀70年代，法國國家航空航天局開始研制米波綜合脈沖孔徑雷達。這種先進雷達，采用全向天線單元稀疏布陣，可以實現寬脈沖全向輻射雷達波，再利用計算機將地面反射信號進行分析，能夠精準探測目標的距離、方位、高度和瞬時速度，抗干擾性能得到顯著增強。

一般來講，雷達天線的尺寸與功率密切相關，要想遠距離剝去戰機的“隱身外衣”，米波雷達天線的尺寸有七八層樓高，整個天線面積相當于半個籃球場。笨重的天線陣列暴露在地面，很容易成為敵方的攻擊目標，致使米波雷達的戰場生存率較低。

為此，俄羅斯將相控陣技術融入米波雷達，在提高掃描速度的同時，降低米波雷達的體積和重量，研制出車載機動式米波三坐標雷達，強化對戰機高度和速度的探測能力，能夠跟蹤戰機、巡航導彈等各種空中目標，甚至可以在600公里外發現小型高超聲速導彈和小型隱身飛行器，極大提升了探測和電子對抗水平。

高科技賦能，多領域實現精準探測

加裝“科技之眼”，雷達可以對空中、海上、陸地各類目標進行偵察與跟蹤，是輔助實現遠程精確打擊的重要手段。如今，雷達已廣泛應用于警戒、偵察、制導等多個軍事領域。

在數字陣列、人工智能、芯片等高新技術的推動下，加裝“科技之眼”的雷達開啟一路“狂飆”，未來發展呈現多種趨勢——

一體化。未來戰場，雷達不是孤軍奮戰，而是與其他武器系統協同作戰。作戰中既要有雷達設備進行目標探測，也要有通信系統進行信息傳輸，為實現資源利用最大化、功能多樣化，作戰平臺將雷達與通信系統進行一體化設計，以便更好地協同作戰。

瑞典與意大利在合作研發多功能相控陣系統方面頗有心得，通過加裝寬帶接收機模塊高功率放大器，增加信號頻率接收范圍，將雷達、通信、電子戰系統完美融合，不僅降低了維護成本，還能提升戰場態勢感知能力。

網絡化。隨著電子對抗技術蓬勃發展，科研人員嘗試將不同體制的雷達部署在一起，形成一個大的“捕魚網”，既能擴大覆蓋范圍，還能取長補短，發揮各種型號雷達的優勢。通過多部雷達網絡化協同探測，突破單一雷達探測的性能瓶頸，為雷達穿上“隱身外衣”。

比如，俄羅斯一款新型組網雷達由遠程警戒、跟蹤識別、精密制導等多種雷達組成，不僅具有抗反輻射導彈的優點，還比普通雷達擁有更高的角分辨率、更好的參數計算精度和更強的抗干擾能力，真正達到“1+1＞2”的組網效果，滿足多種防空需求和作戰場景。

智能化。人工智能技術的日趨成熟，為雷達發展提供有力技術支撐。未來智能雷達將具備環境自適應感知、信息獲取與處理、資源調度等自主行為能力，更加適應復雜多變的電磁對抗環境，特別是集防空、反導等任務于一身，警戒、引導、制導等功能于一體的多功能集成化雷達指日可待。

當前，世界各軍事強國均提出自適應雷達研發計劃，它可以基于敵方空中無線電信號實施防御，感知周圍環境并自動實施干擾。美國海軍航空系統司令部與雷杜斯公司簽署了一份價值5890萬美元的合同，為海軍F/A-18戰機上的電子戰系統開發自適應雷達對抗軟硬件，以提高戰機生存能力。

隨著更多新技術、新材料、新工藝的應用，雷達發展必將迎來新一輪活躍期，在未來戰場發揮更加重要的作用。（姜子晗 李姍 宋濤）

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