雷达与军事应用的发展趋势

雷达与军事应用的发展趋势

李彤 魏识宇 段颖

陕西黄河集团有限公司 陕西省西安市 710021

摘要：研究讨论雷达和军事应用的发展趋势，主要包含雷达系统的小型化和便携性、将雷达与其他技术（如人工智能）集成、隐身侦测和反隐身技术的进步、雷达在太空和网络战中的新兴应用。研究强调雷达技术的不断发展对于在快速变化的地缘政治格局中保持军事优势和适应性的重要性，希望研究内容可供参考。

关键词：雷达；军事应用；发展趋势

雷达是无线电探测和测距的缩写，是一种利用无线电波来探测、定位和跟踪其工作范围内的物体的技术。雷达的工作原理是发射无线电信号并分析其反射，是一种多功能工具，可用于从气象到军事监视等多种应用。

雷达通过提供态势感知、威胁检测和目标跟踪的关键功能，在军事行动中发挥着关键作用。在军事应用中，雷达系统有助于防空、导弹制导和导航。雷达能够在白天或晚上、恶劣的天气条件下、跨越不同的地形进行操作，使其成为国防战略的基石技术。其意义不仅在于发现潜在威胁，还在于能够及时做出明智的决策，从而提高军队维护国家安全的有效性和效率。

1.雷达系统的小型化和便携化

雷达系统小型化和便携化的持续趋势标志着军事技术的变革性转变。传统的雷达系统通常体积庞大，需要大量基础设施来部署。然而，最近的进展集中在不影响性能的情况下减小雷达组件的尺寸和重量，从而形成更加灵活和多功能的系统。小型化的一个关键方面是相控阵天线的发展，它取代了传统的机械天线。相控阵天线使用电子可控波束，无需机械移动即可快速、精确地调整波束。

雷达系统的便携性在现代军事行动中变得越来越重要。便携式雷达单元可以快速部署到不同位置，从而灵活应对动态威胁。地面部队可以受益于移动雷达系统，这些系统可以提供战场上的实时态势感知，使他们能够适应不断变化的条件并有效做出反应。

此外，小型化雷达系统与无人机等无人平台的集成，增强了军队的侦察和监视能力。这些紧凑型雷达装置可以安装在小型机载平台上，提供快速部署，并能够进入传统雷达安装可能无法实现的偏远或具有挑战性的地形。

小型化的优势超出了战场。海军舰艇和飞机现在可以集成尺寸和重量更小的雷达系统，在不影响性能的情况下优化空间利用率[1]。这种适应性在海上和空中操作中特别有价值，因为物理限制和重量考虑是关键因素。

2.雷达与人工智能等其他技术的集成

雷达与人工智能(AI)的集成代表了尖端的协同作用，可增强军用雷达系统的功能。这种融合正在改变雷达处理信息、解释数据以及响应动态和复杂操作场景的方式，这种集成的关键方面之一是将人工智能算法应用于雷达信号处理。传统雷达系统会生成大量数据，而人工智能可以进行实时分析以提取有价值的见解。机器学习算法可以识别模式、对目标进行分类、区分敌友，从而显著提高雷达系统的准确性和效率。

此外，人工智能的结合可以实现雷达操作中的自主决策。智能算法可以根据不断变化的威胁调整雷达配置，优化检测参数，甚至预测未来潜在的场景[2]。、

人工智能雷达系统在目标识别和跟踪方面也表现出色。通过机器学习增强的目标辨别能力有助于最大限度地减少误报并提高整体态势感知能力。在复杂且有争议的环境中，这种能力可以满足威胁评估要求。

雷达与人工智能的集成超越了独立的雷达系统。多个传感器和平台进行通信和共享信息的网络系统受益于人工智能驱动的数据融合，这种协作方法增强了对战场空间的整体了解，为军事指挥官提供了全面且有凝聚力的画面。

此外，人工智能通过帮助雷达系统适应和对抗对抗性干扰或欺骗策略，为电子战(EW)做出贡献。人工智能算法可以快速分析和响应电子威胁，增强雷达系统在竞争环境中的弹性和有效性。显然雷达与其他技术的集成运用不限于人工智能，还包括其他方面，具体可参考下图（图2）。

图2雷达与人工智能等其他技术的集成的示例

3.隐身探测和反隐身技术的进步

隐身技术的不断发展对传统雷达系统提出了挑战，促使隐身探测和反隐身技术取得重大进步。随着隐身能力的不断成熟，开发能够有效检测和应对这些难以捉摸的威胁的雷达系统已成为军事研发的关键焦点。

隐形飞机的设计旨在最大限度地减少其雷达横截面，从而使其难以被传统雷达系统检测到。为此，现代雷达技术集成了创新技术来克服隐身设计带来的限制。一种方法涉及使用多静态或分布式雷达系统，其中多个雷达发射器和接收器协同工作，这种分布式方法通过利用不同角度和频率的雷达反射的变化来提高检测隐形目标的机会。另一种策略涉及使用低频雷达，它可以穿透某些隐形涂层和材料。在VHF（甚高频）和UHF（超高频）频段运行的低频雷达系统已展示出改进的隐形飞机检测能力，并针对高频雷达规避进行了优化[3]。

此外，信号处理技术的进步在提高雷达系统区分背景杂波和隐形目标的能力方面发挥着至关重要的作用。反隐身技术还扩展到电子战（EW）系统。干扰和欺骗技术旨在破坏隐形飞机和雷达系统之间的通信，使它们更容易被发现。

4.雷达在太空和网络战中的新兴应用

随着技术的不断进步，雷达正在太空和网络战领域寻找新的创新应用，将其作用扩展到传统军事领域之外。

在太空战的背景下，雷达系统越来越多地部署在卫星上，以增强侦察和监视能力。天基雷达可以对地球表面进行成像和监测，有助于情报收集、目标识别和战略规划[4]。这些系统对于确保态势感知和监测太空活动（例如卫星运动和潜在威胁）至关重要。此外，地球上的雷达系统可以跟踪太空中的物体，提供空间态势感知（SSA）。这种能力对于识别和监测空间碎片以及检测和跟踪卫星和其他轨道物体的运动至关重要。

在网络战领域，雷达技术被集成到电子战（EW）系统中以检测和减轻电子威胁。网络雷达或电子支持措施(ESM)雷达用于监视电磁频谱，以发现恶意活动、未经授权的通信或电子入侵企图的迹象[5]。这种基于雷达的方法通过提供电子信号和通信的实时监控和分析来增强网络安全。此外，雷达系统可以与网络能力结合使用进行网络侦察。通过检测和分析电磁信号，雷达有助于绘制网络结构并识别潜在漏洞。

结束语：

总之，从雷达技术的诞生到其在当代国防战略中的关键作用，军事应用中雷达技术的发展具有重要的里程碑意义。雷达的现状反映了先进功能的融合，包括高分辨率成像、人工智能集成和小型化适应性。当我们应对现代战争的复杂性时，不懈追求隐形探测和反隐形技术的进步仍然势在必行。此外，雷达进军太空和网络战凸显了其在跨领域维护国家安全方面不断扩大的作用。雷达与新兴技术的协同作用确保形成更具适应性的防御态势。我们期待雷达技术在提高战争的智能化水平、增强国防安全和促进世界和平中继续发挥其作用。

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):12.

[2]张博淮,郭凯.太赫兹技术在军事应用领域内的发展与潜力[J].航空兵器,2022,29(05):7.

[3]李晓龙,赵朝方.激光雷达探测海洋物质垂直分布的应用及发展趋势[J].红外与激光工程,2020(S02):9.

[4]吴生财.合成孔径雷达的简介及军事应用[J].国防科技工业,2021(03):68-70.

[5]胡雪瑶,梁灿,卢珊珊,等.基于矩阵填充的随机步进频雷达高分辨距离-多普勒谱稀疏恢复方法[J].雷达学报,2024,13(01):200-214