军工世界丨雷达：现代战争之“眼”

  前不久，第十届世界雷达博览会在北京开幕，全球近500家企业参展，重点展示了雷达及电子信息在多个领域的应用，引起网友普遍关注。

  众所周知，雷达是武器装备的“千里眼”和“顺风耳”，交战双方依靠雷达识别并测定目标位置和运动参数。自雷达问世以来，随着战争形态的演变加快速度进行发展，陆基、机载、舰载等型号雷达层出不穷，其应用场景也慢慢变得广泛。当前，雷达在作用距离、精准度、抗干扰等方面取得重要突破，正朝着探测对抗一体化、任务多样化等方向发展，在战场上起到重要作用。

  面对复杂的战场环境，要想打造一台性能优异的雷达，不仅要“看得远、看得清”，“目光”还要足够敏锐，能够穿透重重战场迷雾，精准辨别对方的伪装和欺骗手段。那么，雷达探测技术缘起何处？走过怎样的发展历程？研制现代雷达需要攻克哪些技术难题？本文为您一一解读。

  告别短兵相接、近距离厮杀的冷兵器时代，现代战争的作战距离早已超出肉眼可见的范围。能否在战斗中料敌于先、占据主动，决定着战争胜负。

  为了在超视距作战中决胜千里之外，雷达的崛起成为必然。能够担此重担，是因为雷达有着“独门绝技”——快速发现、跟踪目标，为在战斗中实现“先敌发现、先敌发射、先敌命中”提供支撑。

  世界上最早的雷达诞生于二战时期。1940年9月，德军出动数百架战机袭击伦敦。然而，有不少战机还未到达英国领空就被发现了。

  英军如何提前获悉德军战机的飞行动态？地面炮火又是如何实施精确打击的？一个个问题让德军感到困惑。后来，他们才知道，英军在这场战争中使用了“秘密武器”——雷达，同时开创了雷达在军事对抗中的先河。

  早期军用雷达通过机械扫描向空中发射无线电波，探测敌机目标信息。自此，战机与雷达进行了长达半个多世纪“矛”与“盾”的较量。

  由于机械雷达需要将“锅盖天线”对准空中目标，在探测高空高速的二代机时，反应速度慢、易发生故障，“越远、越快、越可靠”成为新一代雷达的研发目标。英、美等国率先研发出平面阵列天线，通过阵列缝隙辐射电磁波并在空间合成，在有效增强天线增益、扩展探测距离的同时，减轻雷达的体积和重量。

  一代战机催生一代雷达。在冷战时期的几次局部战争中，三代机飞行速度和低空性能有了很大提升，导致雷达盲区成倍增加，大量战机借助山脉地形成功实现低空突防。

  “矛”的变化，带动“盾”的升级。为及时有效显示探测对象信息，雷达必须利用计算机提供精确计算数据。当战机低空飞行时，战机的回波信号与地面杂波混合在一起，往往会被雷达自动过滤。部分欧美国家研发出脉冲多普勒雷达，在数据处理机中应用代数方法和滤波理论，通过分析运动目标回波的频率变化，找出隐藏在噪声背景中的战机。一些国家空军还将脉冲多普勒雷达搭载在预警机上，以“俯视”的方式实现对敌方低空作战的压制。

  一段时间以来，“矛”与“盾”的较量，似乎以“盾”的胜利给出阶段性结果，雷达性能直接影响空战胜负的理念更加深入人心。或许正是这个原因，各国科研人员对雷达的改进研制从未停止，他们开始将多目标探测作为技术攻关方向。

  20世纪80年代，电子扫描相控阵雷达经历了从无源到有源的发展。先进的有源相控阵雷达把整部发射机分散到数以千计的收发组件上，通过这些组件实现雷达波束指向的变化。这种雷达天线类似于蜻蜓的“复眼”，不仅实现“身体”能动，“眼球”也能动，还可以瞄准不同方向、不同目标同时进行跟踪。

  不仅如此，随着数据处理技术发展，雷达在应对蜂群作战等新型作战方式上取得长足进步，强大的信号分析能力能够实现对低空、群体目标探测。同时，各国开展小型化雷达研究，陆基、机载、舰载等型号雷达层出不穷，其应用场景也愈来愈普遍。

  2018年，美国海军宣布将在年度预算中拨出一笔高达20亿美元的经费，用于开发新型干扰机，提升反先进米波雷达的对抗能力，维持隐身作战的优势。

  其实，早在二战时期，米波雷达已成为各国防空网的主流雷达，但其工作频率低、探测精度和分辨率不高，限制了战场作用的发挥。后来，以分米波和厘米波为代表的微波雷达成为各国竞相研究的对象，米波雷达遭到冷遇。

  然而，隐身战机的出现让防空网中的大多数雷达失去用武之地。这种尴尬局面一直到1999年的科索沃战争才得以缓解——美军F-117隐身轰炸机被成功探测并击落。有资料表明，经过数字处理和固态化升级后的俄制P-18米波雷达在发现和击落F-117过程中起到关键作用。这一战例也促使米波雷达重新进入雷达专家的视野。

  现有隐身战机的雷达，主要集中在战机的前部和腹部，且隐身电磁波段有一定的频率范围，米波雷达恰好避开了隐身战机的隐身波段，拥有发现隐身战机的“特长”。不过，传统米波雷达大多使用简单的八木天线或老式网状矩形抛物面天线，采用两坐标定位，目标识别能力有限，且不易消除地面反射波的影响，抗干扰能力不足。

  如果不加以改进，米波雷达只能用于防空警戒，不能用于武器引导，无法对隐身战机进行高效追踪。鉴于此，一些国家对米波雷达进行升级改进，设计新构型的八木天线，采用先进数据传输与处理技术，解决传统米波雷达探测精度不高等问题。

  20世纪70年代，法国国家航空航天局开始研制米波综合脉冲孔径雷达。这种先进雷达，采用全向天线单元稀疏布阵，可以实现宽脉冲全向辐射雷达波，再利用计算机将地面反射信号进行分析，能够精准探测目标的距离、方位、高度和瞬时速度，抗干扰性能得到显著增强。

  一般来讲，雷达天线的尺寸与功率密切相关，要想远距离剥去战机的“隐身外衣”，米波雷达天线的尺寸有七八层楼高，整个天线面积相当于半个篮球场。笨重的天线阵列暴露在地面，很容易成为敌方的攻击目标，致使米波雷达的战场生存率较低。

  为此，俄罗斯将相控阵技术融入米波雷达，在提高扫描速度的同时，降低米波雷达的体积和重量，研制出车载机动式米波三坐标雷达，强化对战机高度和速度的探测能力，能够跟踪战机、巡航导弹等各种空中目标，甚至可以在600公里外发现小型高超声速导弹和小型隐身飞行器，极大提升了探测和电子对抗水平。

  加装“科技之眼”，雷达可以对空中、海上、陆地各类目标进行侦察与跟踪，是辅助实现远程精确打击的重要手段。如今，雷达已广泛应用于警戒、侦察、制导等多个军事领域。

  在数字阵列、人工智能、芯片等高新技术的推动下，加装“科技之眼”的雷达开启一路“狂飙”，未来发展呈现多种趋势——

  一体化。未来战场，雷达不是孤军奋战，而是与其他武器系统协同作战。作战中既要有雷达设备进行目标探测，也要有通信系统进行信息传输，为实现资源利用最大化、功能多样化，作战平台将雷达与通信系统进行一体化设计，以便更好地协同作战。

  瑞典与意大利在合作研发多功能相控阵系统方面颇有心得，通过加装宽带接收机模块高功率放大器，增加信号频率接收范围，将雷达、通信、电子战系统完美融合，不仅降低了维护成本，还能提升战场态势感知能力。

  网络化。随着电子对抗技术蓬勃发展，科研人员尝试将不同体制的雷达部署在一起，形成一个大的“捕鱼网”，既能扩大覆盖范围，还能取长补短，发挥各种型号雷达的优势。通过多部雷达网络化协同探测，突破单一雷达探测的性能瓶颈，为雷达穿上“隐身外衣”。

  比如，俄罗斯一款新型组网雷达由远程警戒、跟踪识别、精密制导等多种雷达组成，不仅具有抗反辐射导弹的优点，还比普通雷达拥有更高的角分辨率、更好的参数计算精度和更强的抗干扰能力，线”的组网效果，满足多种防空需求和作战场景。

  智能化。人工智能技术的日趋成熟，为雷达发展提供有力技术支撑。未来智能雷达将具备环境自适应感知、信息获取与处理、资源调度等自主行为能力，更加适应复杂多变的电磁对抗环境，特别是集防空、反导等任务于一身，警戒、引导、制导等功能于一体的多功能集成化雷达指日可待。

  当前，世界各军事强国均提出自适应雷达研发计划，它可以基于敌方空中无线电信号实施防御，感知周围环境并自动实施干扰。美国海军航空系统司令部与雷杜斯公司签署了一份价值5890万美元的合同，为海军F/A-18战机上的电子战系统开发自适应雷达对抗软硬件，以提高战机生存能力。

  随着更多新技术、新材料、新工艺的应用，雷达发展必将迎来新一轮活跃期，在未来战场发挥更加重要的作用。（■姜子晗 李 姗 宋 涛）

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  大食物观要求从人民群众需求出发，统筹各类食物资源，协调生产、流通、消费各环节，让老百姓不仅能“吃得饱”，还能“吃得好、吃得健康”。

  为更大规模的国产光电集成芯片和移动终端射频滤波器芯片的发展奠定了核心材料基础。

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