试论雷达技术的发展与应用

试论雷达技术的发展与应用

王欣璐1,孟萌2,李嘉俊1

1中国电子科技集团公司第二十二研究所，山东 青岛 266107

2中石油华东设计院有限公司，山东 青岛266071

摘要:在本世纪的30年代，雷达的发明使无线电技术的发展突飞猛进，雷达是无，线电工程的重要部分，主要是通过无线电技术来测量移动目标的准确位置，并且能够准确地辨别出被测目标的具体形状和性质。本文主要介绍雷达技术在现代国防建设中的作用和地位，首先对雷达技术的发展史进行分析，然后对雷达技术的实际应用进行分析，并简述几种雷达技术，分析其技术原理，对雷达技术的发展进行展望。

关键词：雷达技术；发展；应用

1 雷达的发展史分析

在1887年，著名科学家赫兹通过实验验证了电磁波的存在，而且电磁波能够被大块的金属片进行来回的反射，1889年，俄国科学家波波夫成功的重复了赫兹的实验，他在一次公开押金的过程中，他提出了可以用电磁波进行无线电通信的设想，在1894年，他成功地制成了一台无线电接收机，这为雷达技术的产生奠定了基础。雷达技术的产生，主要原因是为了满足军事方面的需要，在第一次世界大战中，英国和德国在交战时，英国急需一种能够探测空中金属物体的技术，这样就能够在空中更好地寻找到德国的飞机，雷达技术在战争中起着至关重要的作用，到1939年，一些秘密发展起来的雷达技术已经在一些国家中完全应用起来，被实际的应用到第二次世界大战过程中，雷达技术首先在美国应用成功，英、俄、德、法、日、日等国家也相继应用起来，但是技术使用的成熟度不同。由于雷达技术在实际作战过程中的重要性，相继也产生了一些雷达干扰设备和技术，并且还成立了反雷达技术特种部队。在二战以后，由于航天事业的发展，雷达技术发展的更加的成熟，雷达不仅可以用来探测飞机，而且还可以测导弹、卫星以及反洲际导弹，雷达技术的测定距离以及探测的准确度要更高，并且还能够实现对多个目标进行精确的测定，解决了一系列的关键性问题。七十年代到九十年代，由于反弹道导弹、航空技术、军用对地侦查、民用环境资源的侦查等领域的发展和需要，推动了雷达技术的发展，使雷达技术进行了创新和革新。在现代的和平社会，雷达技术的应用是为了增强国防建设，起到维护和平的目的，应用雷达机来进行导航，被广泛地应用到航天事业、航海、气象测定等领域[1]。

2 雷达技术的应用分析

自20世纪80年代以来，各国相继研制出一些先进的雷达技术和设备，比如美国的AN/SPS-65、英国的AWS-4B、法国的DRBV-15C、瑞典的-150HC雷达，俗称“海上长颈鹿”，这些雷达技术都具备不同程度的“四抗”水平和能力。

从20世纪50年代发展到今天，新型的三坐标雷达广泛地采用了数字技术、低副瓣和超低副瓣天线技术、诱饵技术、脉冲压缩等技术，这些新型的三坐标雷达技术具备的共同特点是体积小、重量轻、造价低、体制灵活多变、精确率高、反应时间短等效能，能够很好的安装在航空母舰和驱逐舰上，随着计算机技术的发展和不断的应用，数字信号技术被应用到其中，比如单片微波集成电路和光纤技术的应用和发展，使相控技术为基础的雷达技术应运而生，高辐射率、宽工作频带、灵活多变的频率、多种工作模式等优点得以实现，是常规的战舰雷达无法满足的，现代相控阵雷达研制成功的主要有美国的AN/SPY-1系列和SPQ有源相控阵雷达，前苏联相控阵雷达和CCB-501固态有源相阵控雷达，法国的DRBJ-11b有源相控阵雷达技术，英、意、法联合研制的多功能相控阵雷达技术等，而正在研制中的相控阵雷达技术有英国的MESAR有源相控阵雷达和TRISAR固态有源相阵控雷达，美国下一代隐身驱逐舰有源相控阵雷达AN/SPY-3。

3 雷达技术的发展趋势分析

3.1 对付低空与超低空目标的雷达技术

对付低空与超低目标的雷达探测技术主要应用到低空盲补技术、空中平台监视系统，有效提高雷达的低空探测能力。在低空盲补技术的应用过程中，采用了超余波平方波束，这种波束能够有效的减轻地物杂波的干扰，提高低空探测的性能，比如法国研究出来的TRS-2015，该雷达系统就具备低空盲补技术，该雷达不仅具有高辐射率、宽工作频带、灵活多变的频率、多种工作模式等优势，同时对于2㎡的起伏目标的探测距离为120km,而且在有杂波的情况下，能见度大于40dB。空中平台监视系统主要是对于空中预警机的使用，该系统具备空中活动雷达站和空中指挥的优点，具有搜索、跟踪、识别、引导、指挥等功能，比较典型的例子是美国空军的E-3预警机分别装备了AN/APY-1雷达及其改型版，该雷达系统工作于S波段，覆盖率广，具有多种工作方式，具备抗干扰能力强、下视能力强、灵活度高等功能，在防控预警系统中起着重要的作用[2]。

3.2 双基地雷达组网反隐身技术分析

防空双基地雷达的反隐身能力主要是归功于三个方面，首先是隐身目标的侧向散射，由于隐身目标的外形设计，一些关键部位采用的材料和吸波涂层侧向散射的能量没有减少，在个别方向反而增大，侧向散射单基地雷达无法接收，但是有可能被双基地接收，当隐身目标的波束很窄时，也可以使用双基地雷达网进行接收。其次是双基地雷达的目标前向散射功能，当探测目标与收发基地发生散射时，通过公式计算，当双基地雷达前向神社增强区为135°到175°之间时，双基地雷达对隐身目标有很好的探测作用，最后是多普勒拍频的使用，双基地雷达基线上，探测目标有很强的散射，而且目标从各个方向穿越双基地雷达的迹象所承受的多普勒频率各有不同，而采用多普勒拍频接收机的检测，通过多点的推测，可以得出目标的轨迹。

3.3 防空雷达装备技术分析

为了提高防空预警能力，国外研制出30种不同的对空情报雷达，其中包括美国的AN/TPS波段三坐标雷达、AN/FPS-124 两坐标补盲雷达以及W-2000L波段全固态三坐标雷达;英国的S723L波段全固态三坐标雷达、 AR-325三坐标防空雷达和743-D远程三坐标雷达；法国的TRS2215D/2230D远程防空雷达、TRS22XX三坐标雷达；意大利的RAT-31SL远程三坐标雷达和Argos-73两坐标雷达。

3.4 相控阵雷达

相控阵雷达的先进之处在于采用的是电子扫描阵天线，计算机是相控阵雷达的重要组成部分，它能够使雷达更加高效、准确、多功能的运行，首先相控阵雷达的波束指向灵活，扫描快，数据率高，其次是可以实现搜索、识别、跟踪、引导、指挥多种功能，再次是目标容量大，可以同时监视几百个探测目标，最后是环境适应能力强，抗干扰力强。

3.5 超宽带雷达

超宽带雷达的相对宽度大于50%，有助于雷达探测，对于隐身目标的薄弱频率的探测，超宽带雷达就能进行很好的探测，同时具有很强的穿透叶簇和土壤的能力，通过SAR图像，能够对土壤覆盖或者叶簇之下隐藏的军用武器进行准确地探测，有很好的探测效果。

4 结束语

综上所述，雷达技术的发展已经有相当长的一段历史，各种雷达技术被广泛地应用到军事、航海航天、气象观测等领域，具有抗干扰力强、威力大、多功能、多目标的探测、精准度高等功能，雷达技术是一种信息获取的重要途径，未来的雷达技术将会更加的准确、便捷、可靠，通过雷达技术不仅可以增强国防力量，同时可以更好地维护世界和平。

参考文献：

[1]龚威,史硕,陈博文,等.机载高光谱激光雷达成像技术发展与应用[J].光学学报,2022,42(12):29-40.

[2]蒋莹莹,刘晶,崔威威.智能化条件下雷达技术发展趋势[J].雷达与对抗,2022,42(02):1-6.