雷达

雷达（ radar ），利用电磁波发现目标并测定其位置、速度和其他特征参数的军用电子装备。“雷达”一词是英文RADAR（radio detection and ranging）的音译，原意是无线电探测和测距。雷达具有发现目标距离远，测定目标坐标速度快，能全天时、全天候使用等特点。广泛用于警戒、引导、武器控制、侦察、地形测绘、航行保障、气象观测和敌我识别等军事领域，是现代战争中一种重要的电子信息装备。

简史

20世纪20年代末至30年代初，许多国家开展了对雷达的研究。1936年，英国人R.A.沃森–瓦特首先研制出“本土链”对空警戒雷达，频率为22～28兆赫，对飞机的探测距离可达250千米。到1941年，沿英国东南海岸线已部署了完整的“本土链”雷达警戒网。1938年，英国又研制出最早的机载对海搜索雷达ASV MarkⅡ。同年，美国海军研制出舰载警戒雷达XAF，安装在“纽约”号战列舰上。40年代，由于微波多腔磁控管的研制成功和微波技术的发展，出现了微波雷达。它具有测量精度高、体积小、操作灵活等优点。此时雷达的用途也逐步扩大到武器控制、炮位侦察、投弹瞄准等方面。第二次世界大战后，雷达技术飞速发展。50年代，研制了动目标显示雷达和单脉冲雷达。60年代，研制了脉冲压缩雷达、三坐标雷达、频率捷变雷达、合成孔径雷达，以及用于弹道导弹预警跟踪和卫星监视的战略相控阵雷达。70年代，研制了具有下视能力的机载脉冲多普勒雷达和全固态雷达。80年代，相继出现战略预警有源相控阵雷达及车载、舰载和机载战术无源相控阵雷达，地面超视距雷达也进入实用阶段。90年代以来，多功能雷达、低截获概率雷达等相继投入使用，数字波束形成技术、共形天线技术和超宽带技术等亦获得发展。

组成与原理

典型的雷达，主要由天线、收发转换开关、发射机、接收机、定时器、显示器、电源等部分组成（图1）。发射机产生强功率高频振荡脉冲。具有方向性的天线，将这种高频脉冲能量转变成束状的电磁波（简称波束），以光速在空间传播。电磁波在传播过程中遇到目标时，目标受到激励而产生二次辐射。二次辐射中的一小部分电磁波返回雷达，为天线所收集，称为目标回波信号。接收机将目标回波信号放大、滤波和变换后，送到显示器上显示，从而探测到目标的存在。为使雷达能够在各个方向的广阔空域内搜索、发现和跟踪目标，通常采用机械转动天线或电子控制波束扫描的方法，使天线波束以一定的方式在空间扫描。

图1　脉冲雷达原理示意图

目标的距离是根据电磁波从雷达传播到目标所需要的时间（即目标回波信号到达时间的一半）和光速（3×108米/秒）相乘而得出的。目标的方位角和仰角是利用天线波束的指向特性测定的。根据目标距离和仰角，可测定目标的高度。当目标与雷达之间存在相对运动时，雷达接收到目标回波信号的频率就会产生多普勒频移，频移量与目标运动速度的径向分量成正比。据此，即可测定目标的径向速度。

战术技术性能

战术主要包括最大作用距离、最小作用距离、方位角和仰角工作范围、精确度、分辨力、数据率、反干扰能力、生存能力、机动性、可靠性、维修性和环境适应性等，技术主要包括雷达的技术体制、工作频率（波长）、发射功率、信号形式、脉冲重复频率、脉冲宽度、接收机灵敏度、天线的波束形状和扫描方式、显示器的形式和数量等。其中，精确度指雷达测定目标的方位、距离和高度等数据时偏离其实际值的误差。表示雷达对位置邻近的两个目标加以区分的能力，通常有距离分辨力和角度（方位、仰角）分辨力，有的雷达还有速度分辨力。速度分辨力指雷达在单位时间内所能提供一个目标数据的次数，表征雷达搜索目标的速度。反干扰能力指雷达抑制敌方施放的有源干扰和无源干扰以及自然界存在的地物、海浪与气象杂波的能力。

分类

按工作波段可分为米波雷达、分米波雷达、厘米波雷达、毫米波雷达和光雷达。按接收目标信号的性质可分为一次雷达、二次雷达和无源雷达。按技术体制可分为脉冲雷达、连续波雷达、单脉冲雷达、动目标显示雷达、脉冲多普勒雷达、脉冲压缩雷达、频率捷变雷达、相控阵雷达、合成孔径雷达、超视距雷达、多基地雷达、超宽带雷达、逆合成孔径雷达、低截获概率雷达、冲击雷达和谐波雷达。按雷达架设位置可分为地面雷达、机载雷达、舰载雷达、导弹载雷达、航天雷达和气球载雷达。按照作战任务可分为用于警戒和引导的雷达、用于武器控制的雷达、用于侦察的雷达、用于航行保障的雷达、用于气象观测的雷达、多功能雷达敌我识别系统。

警戒和引导雷达

①用于搜索、监视和识别空中目标。包括对空警戒雷达（图2）、引导雷达和目标指示雷达，还有专门用来探测低空、超低空突防目标的低空雷达。②用于探测海面目标。一般装在各种类型的舰艇上或架设在海岸、岛屿上。③安装在预警飞机上，具有良好的下视能力和广阔的探测范围。用于探测空中各种高度上（尤其是低空、超低空）的飞行目标或海上目标，并可指挥引导己方飞机遂行作战任务。④用于探测地平线以下区域内的目标，可提供较长的预警时间。按电磁波传播途径可分为天波、地波和大气波导3种。天波超视距雷达利用电磁波在电离层与地面之间的跳跃传播探测目标；地波超视距雷达一般部署在沿海地区，利用电磁波沿海面绕射传播探测目标；大气波导超视距雷达通常安装在舰艇上，利用大气波导现象和对流层不均匀散射现象，实现超视距探测。⑤用于发现洲际、中程和潜地弹道导弹，并测定其瞬时位置、速度、发射点、弹着点等弹道参数。

图2　中国中远程警戒雷达

武器控制雷达

①用于连续测定目标的坐标数据，并通过射击指挥仪控制火炮瞄准射击。有车载型和舰载型。②用于跟踪目标，并控制和导引导弹飞向目标。有地面型、舰载型和导弹载型。③装在鱼雷艇和潜艇上。用于测定目标的坐标，通过指挥仪控制鱼雷攻击。④装在歼击机上。用于搜索、截获和跟踪空中目标，并控制航炮、火箭和导弹瞄准射击。⑤装在轰炸机上。用于搜索和识别地面或海面目标，并确定投弹位置。

侦察雷达

①陆军侦察分队用于侦察和监视战场上敌方运动中的人员和车辆，亦可探测低空、超低空飞行的飞机和直升机。②地面炮兵用于侦察敌方火炮发射阵地位置，并测定己方弹着点的坐标，以校正火炮射击。③用于探测地面或海面的活动目标，并测定弹着点或水柱对目标的偏差，以校正地炮或岸炮射击。④装在飞机上，用于侦察地面、海面的固定目标、活动目标以及测绘地形。地形测绘雷达通常采用合成孔径天线和脉冲压缩技术，具有很高的分辨力，所获得的地形图像清晰度与光学摄影接近。⑤用于探测、识别和定位地下、墙内或任意分层媒质中埋入的地雷、爆炸物和地下工事等目标。

航行保障雷达

①装在飞机上，用于观测飞机前方气象情况、空中目标和地形地物，保障飞机安全飞行。②地形跟随和地物回避雷达。装在飞机上，用于保障飞机低空、超低空飞行安全。它和有关机载设备配合，可使飞机在飞行过程中保持一定的安全高度，跟随地形起伏飞行；遇到地形障碍物时，可自动绕过飞行。③装在直升机上，用于探测直升机前方视界航线上难以观察到的电力线、天线和铁塔等障碍物，确保超低空飞行安全。④装在舰艇上，用于观测岛屿和海岸目标，以确定舰位，并根据所显示的航路情况，引导、监视舰艇安全航行。⑤用于在复杂气象条件下，引导飞机安全着陆或着舰。通常架设在机场或航空母舰甲板跑道中段的一侧。

气象观测雷达

主要有测雨雷达、测云雷达、测风雷达等。用于探测空中云、雨的状态，测定云层的高度和厚度以及不同大气层里的风向、风速和其他气象要素，为保障航空、航海、火炮射击、导弹和航天器发射、核武器试验及其他军事行动提供气象情报。

多功能雷达

具有多种独立作战功能，能同时对多批目标实施探测、识别、截获、跟踪，对多种兵器实施引导、制导或控制，并可对拦截的效果进行评估。

安装在某些雷达和大型兵器上，用于判定雷达所发现目标的敌我属性。它是一种二次雷达，由配属于各种雷达的询问机和安装在己方各种飞机、舰艇上的应答机（或询问应答机）组成，采用密码询问和应答的方式完成对目标的识别。

雷达的发展趋势是：工作频段将继续向电磁频谱的两端扩展；雷达在时域、空域、频域的多维信号处理能力以及多传感器、多目标数据融合能力将不断提高；有源相控阵雷达将获得广泛应用，并发展与武器平台共形的相控阵天线技术；雷达反侦察、反干扰、反隐身和对付反辐射武器、电磁脉冲武器的能力将继续增强；新体制雷达，如非合作式双/多基地雷达、三维成像雷达、逆合成孔径雷达、超宽带雷达以及综合脉冲孔径雷达等将继续发展。