雷達是一種利用電磁波探測目標的設備，它通過發射電磁信號并接收從目標反射回來的信號測量目標的位置參數、運動參數并提取目標的有關技術。軍用雷達是專門為特定的軍事用途而設計制造的無線電探測和定位裝置，它是獲取陸、海、空、天戰場全天候、全天時戰略和戰術情報的重要手段之一，是防天、防空、防海和防陸武器系統和指揮自動化系統的首要視覺傳感器，因此在警戒、偵察、敵我識別等方面獲得了廣泛應用。

雷達系統主要包括：產生高功率輻射信號的雷達發射機；向空間輻射信號和接收從目標反射信號的天線；將微弱的接收信號進行放大濾波和變換的雷達接收機；對雷達信號進行處理、錄取與顯示的雷達終端設備；控制雷達天線轉動，控制與錄取天線波束指向數據的雷達伺服設備；雷達各分系統協調工作的頻率綜合器和定時器等。

軍用雷達的分類有多種方法，常用的主要分類方法有按功能、按技術體制、按工作波長、按承載平臺等。軍用雷達被稱為現代戰爭的“千里眼”，是當前電子戰和信息戰的核心裝備。當前先進的雷達不僅能夠遠程探測隱身飛機、彈道導彈、地上兵力、海上編隊，還能夠精確控制打擊武器對目標跟蹤制導，以及對重點區域進行連續的偵察監視，獲取高清晰戰場情報，融入“觀察－確認－決策－打擊”作戰流程環的程度越來越深，在信息化聯合作戰中發揮著舉足輕重的作用。軍用雷達的重要性主要表現在三個方面：①軍用雷達是各級別作戰指揮系統中能夠實時、主動、全天候獲取有關目標戰場環境信息的探測手段；②軍用雷達是各類先進作戰平臺不可或缺的組成部分，是實現遠程打擊、精確打擊的必要手段；③軍用雷達是評估各類先進武器系統和進行軍事技術研究的測試手段。雷達作為戰場偵察監視與情報搜索的主要戰術裝備，是戰場態勢感知和快速反應的主要技術途徑，其性能與效能發揮決定我方力量戰場戰斗力和生存力。

▏雷達的崛起

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。

20世紀30年代初，英國物理學家羅伯特·沃森·瓦特，致力于研究一款追蹤雷暴天氣的設備。瓦特花了很長一段時間，開發了一套利用示波器繪制其位置的系統，最終英國政府正式利用該系統，用于探測敵方航空武器。使用示波器接受從飛機上反彈回來的電壓，從而變化成屏幕上一個光電，然后再將信號的延時與校準刻度相結合時，早期的雷達就產生了。

時間到了1939年，英國人成功突破了雷達新的一項技術，叫“諧振腔磁控管”，它讓雷達探測的精密性上升到一個未有的高度，進而也改變了戰爭的游戲規則。英國人運用雷達，在二戰期間共擊毀攔截超過1.2萬架德國轟炸機，讓倫敦這樣的城市避免淪為焦土。

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，“更快、更遠、更可靠”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。

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。

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。

▏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。

米波雷達是指工作波長在1~10米，或頻率在30~300MHz的雷達。米波雷達的反隱身特點及其機理早為人所知。上世紀90年代爆發的一系列局部戰爭中，北約每次發動空襲前幾乎都用隱身戰機和反輻射導彈打頭陣，壓制和摧毀對方的防空與通訊系統，奪取制空權，然后進行大規模轟炸，迫使對方就范。1999年科索沃戰爭中，美國的“王牌”隱身戰機F-117被南聯盟的蘇制防空武器系統擊落，引起世界輿論一片嘩然。

盡管詳情至今未解密，但據業內學者與專家的共識，應該是俄羅斯一臺老式的米波雷達發現了F-117，然后將位置數據提供給“薩姆”-3系統，控制防空導彈一舉將其擊落。該事件向全世界宣告了隱身飛機不能被擊落的神話破滅，起到關鍵作用的正是這臺米波雷達。從技術上講，隱身戰機的雷達反射面積僅零點幾平方米，如F-117的雷達反射面積為0.01㎡(比現在F-22的0.1㎡和F-35的0.5㎡都小)，“戰斧”巡航導彈的雷達反射面積只有0.03㎡。米波雷達為什么能發現它？主要原因在于這么小的雷達反射面積值是對微波而言。當頻率下降至米波時，飛機尺寸和電波波長很接近，二者會發生諧振現象，使飛機的雷達反射面積大大增加。到了米波段，F-117的雷達反射面積可高達10~20㎡，大了三個數量級，所以隱身機或導彈在米波雷達的照射下就原形畢露了。

不過，任何事物都有二重性。從武器的角度看米波雷達，它同樣存在軟肋：一是天線尺寸龐大，整個武器系統機動性差，易受攻擊。二是抗干擾問題。在米波段，電磁環境干擾嚴重，還有強大的天空噪聲干擾，需要采用多種手段予以排除。三是米波段天線波束寬，測量精度不高。尤其是低仰角時，測量精度進一步降低。從總體上講，米波雷達測量精度不及微波雷達。因此一些軍事大國將米波雷達多用作預警和搜索隱身目標，高精度的目標識別尤其是導彈跟蹤、制導等任務還是選擇微波雷達來完成。

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。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。

而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。

▏我國的反隱身雷達

當前世界反隱身雷達有多條技術發展路徑，而我國可以說在各條技術路徑都占據領先地位。國產反隱身雷達可以解決對隱身目標的探測和跟蹤等問題，有關技術跟國際水平相當，某些領域可能超前。我國已先后推出多個反隱身雷達型號。目前已經形成一整套完備的反隱身預警體系。

其中某型雷達是第4代情報雷達的代表型號，號稱“全能冠軍雷達”，可以對付包括隱身戰機、固定翼飛機、直升機、無人機、巡航導彈甚至定位火炮和火箭彈，用途之廣泛遠超其他許多同類雷達。

另一型雷達則可以作為防空網中遠程預警核心，具備探測距離遠、測量精度高、抗干擾能力強的特點，能探測隱身目標和臨近空間的高速高機動目標。

還有一種機動式預警相控陣雷達以反隱身能力強而名揚中外，主要性能指標優于國外同類型雷達產品。尤其值得一提的是，該型雷達數量龐大的各類芯片作為組成雷達的核心組件，全部由我國自主研發。
當前我國開辟的另一條反隱身雷達技術路線是“雙（多）基地雷達”，也就是將雷達的發射機和接收機分開放置，這樣有機會截獲被隱身戰機反射到其他地方的雷達波，從而破除隱身效果。

還有一種反隱身雷達屬于不主動發射電磁波的無源被動雷達，也就是所謂的暗哨雷達。它可通過監聽隱身戰機反射民用調頻廣播信號時產生的微弱變化，實現對隱身戰機的探測、定位、跟蹤。 

▏雷達的發展前景

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。未來必然向這些方面發展。

1、一體化在數字陣列、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。

2、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。

3、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。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。

作者 | 顧俊 哲計算機科學與技術碩士，畢業后從事網絡信息收集與整理工作，關注大眾科普知識，探索前沿科技

文章來源：科普中國 http://www.sp.gov.cn/sp/kpwd/202307/fe6b266b082e4556a299b63a4045bf2b.shtml