雷达新技术发展动向

党亚娟 李耐和

雷达是现代化战场的“千里眼”，为实现信息优势和精确打击提供重要支撑。隐身飞机、新型导弹、高超声速飞行器等威胁目标的发展和电磁干扰环境的日益复杂，对雷达性能提出更高的要求，促进了微波光子雷达、软件定义雷达、太赫兹雷达、量子雷达等雷达新技术的发展。

微波光子雷达性能优越将带来颠覆性的影响

微波光子雷达是将微波光子技术用于雷达收、发系统的一种新体制雷达，突破了传统有源相控阵雷达在宽带、数字化和多通道发展中面临的技术瓶颈。微波光子雷达的特点：一是超宽发射带宽，可产生超稳定宽带微波信号，无需变频即可直接进行信号数字化检测，极大地扩展雷达工作带宽；二是超高成像分辨率，采用高稳定光生基准源，比传统雷达基准源相位噪声低；三是超强抗干扰能力，可有效对抗瞄准式和阻塞式有源干扰，提高复杂环境下的干扰对抗能力；四是采用光子器件，减少了天线重量和尺寸。

欧盟成功研制出陆基微波光子雷达样机，具备双波段探测能力。2009年，意大利国家光子网络实验室启动欧盟“基于光子学的全数字雷达”项目，2014年研制出世界首部微波光子雷达样机，并对民航客机进行现场测试，验证微波光子雷达技术的可行性。2015年6月，该实验室研制出S+X双波段微波光子雷达，实现了对非合作目标的一维距离成像和逆合成孔径成像。目前，该实验室正在开展多雷达协同探测，以及探测、干扰、侦察、通信多功能一体化研究。

俄罗斯研制出机载微波光子雷达收发组件实验样机，正在研制全尺寸相控阵天线。2014年11月，在俄罗斯国防和国家安全高级研究基金会的资助下，俄无线电电子技术公司启动总额6.8亿卢布（约840万美元）、为期四年半的“微波光子相控阵研发”项目，以俄六代机应用为背景，重点开展微波光子雷达相控阵天线研究。2017年7月，该公司研制出世界首个机载微波光子雷达收发组件试验样机，并对发射机、接收链路、谐振器进行测试。目前，该公司正在研制全尺寸天线，将以此确定雷达尺寸、工作频段、输出功率，计划2018年进行全尺寸微波光子雷达样机测试，2020年投入生产。

微波光子技术雷达是下一代雷达的重要发展方向，可部署在天基系统、空基有人/无人平台上，实现超远程、超高精度、超大范围目标探测与超精细识别，特别是在洲际弹道导弹真假弹头识别、高超声速飞行器探测跟踪与识别、小型无人机/无人机蜂群载荷侦察识别等领域具有颠覆性影响，将大幅提升现有雷达系统的作战性能。

软件定义雷达兼具开放、灵活、多功能可快速执行探测任务

软件定义雷达是软件无线电技术在雷达领域的扩展，它采用通用开放式体系架构和面向应用的标准化模式，通过软件实现系统功能。软件定义雷达的特点：一是基于开放式体系架构、模块化设计，可快速将新理论、新算法、新设备应用于雷达系统关键模块；二是通过硬件重组、软件重构实现功能重构；三是开发过程简化，开发周期短，便于升级。四是降低研制经费，雷达各项功能通过软件定义实现，不涉及硬件电路和驱动程序。

空基软件定义雷达完成飞行测试。2017年4月，诺斯罗普•格鲁曼公司在巴尔的摩飞行测试场对软件定义雷达进行了首次飞行测试。该雷达采用开放式体系架构和先进硬件，可根据作战任务需求，通过软件快速调节雷达模块配置，适应多变的威胁环境。此次测试验证了雷达超强的稳定性，以及地面动目标指示与合成孔径雷达成像工作模式。

陆基软件定义雷达进入工程研制阶段。2017年5月，雷声公司赢得价值5260万美元合同，为美空军制造3部陆基三坐标远程雷达。该雷达采用开放式体系架构和氮化镓组件，可执行远程监视、飞行器控制和弹道导弹威胁探测等任务，实现对远距离目标的精确探测、识别和跟踪。该雷达是美国空军的通用开放雷达体系架构推广示范项目，标志着软件定义雷达由技术研发阶段过渡至工程研制阶段，预计2020年11月30日完成3部雷达系统的生产。

软件定义雷达是雷达技术发展的重要阶段，其可根据实际作战需求，快速、灵活地进行资源配置、多模式切换，适应复杂电磁环境更有效地应对威胁，该技术还为后续“智能化”雷达系统奠定了坚实的技术基础。

太赫兹雷达能实现全天时、全天候、高精度成像可提高战场侦察探测能力

太赫兹雷达工作在0.1太赫兹～10太赫兹频段，同毫米波和微波雷达相比，具有更高分辨率和更快成像时间；同光学红外成像系统相比，具有更强环境适应能力和伪装识别能力，在烟尘、雾霾等恶劣环境下成像性能基本不受影响。

启动先进成像雷达扫描技术项目。2015年3月，美国国防高级研究计划局与诺斯罗普·格鲁曼公司、休斯研究实验室签署了价值1130万美元的合同，启动先进成像雷达扫描技术项目。该项目对成像雷达概念和结构进行了创新，采用主反射器和电子副反射器组成的复合天线结构。主反射器提供足够大的孔径，以实现所需分辨率。电子副反射器与单个雷达发射机/接收机相连，用来控制主反射器波束的平面电子反射面，在视场内可提供高分辨率。雷达的电子副反射器的频率范围为70吉赫兹～700吉赫兹，孔径大于0.04平方米，瞬时带宽为5%，扫描角度为±45度，转换速率小于1微秒，目标成像速率达到10帧/秒以上。

视频合成孔径雷达完成首次飞行测试。2017年9月，美国国防高级研究计划局完成视频合成孔径雷达首次飞行测试，验证了在云层遮挡条件下对地面目标的探测能力。该项项目于2012年启动，旨在研发在太赫兹频段的高分辨率、全动态视频合成孔径雷达，可适装在各种航空平台，穿透云层、灰尘及障碍物对地面动目标进行成像。该雷达工作频段为231.5～235.9吉赫兹，分辨率0.2米，成像帧率大于5赫兹，采用1个发射天线和4个接收天线的多天线技术，实现运动目标的有效探测和精确定位。

太赫兹雷达能在雾、烟、雨等恶劣天气条件下提供高分辨率三维图像，可为精确打击提供目标定位信息，因其目标成像速度快，可对高速移动目标进行快速定位，为快速打击时敏目标提供精确信息。

量子雷达利用量子纠缠特性可有效探测隐身目标

量子雷达是将量子信息技术用于目标探测的电子设备，改变了传统雷达利用微波成像的方式，具有较强的探测和抗干扰能力，可使F-22等先进隐身飞机显露原形，且很难被干扰。

美国验证量子雷达可行性。2012年12月，美国罗切斯特大学光学研究所利用调制了量子信息的激光雷达，对隐身目标进行了探测。通过实验证实，量子信息原理可应用到雷达中，可使雷达有效探测到隐身目标。这是世界上首次应用量子理论研制成功的雷达成像系统。

英国开发反隐身量子雷达技术。2015年3月，英国约克大学研究团队研制出量子雷达核心部件——双腔转换器。该转换器利用纳米振荡器实现微波与光波的耦合，不仅能在信号传输中实现微波与光波的纠缠，而且能将回波信号由微波转换为光波。

量子雷达利用量子纠缠提高探测灵敏度，可在高背景噪声等复杂环境下检测微弱目标信号。量子雷达具有极强反隐身能力和生存能力强等优点，是未来雷达技术发展的重要方向。（工信部电子第一研究所）