第一篇：量子雷達與經典雷達的區別范文

量子雷達與經典雷達的區別

量子雷達與經典雷達的區別

2016年8月份上月，中國電科首部基于單光子檢測的量子雷達系統，在14所研制成功，達到國際先進水平。該量子雷達系統由中國電科14所智能感知技術重點實驗室研制，在中國科學技術大學、中國電科27所以及南京大學等協作單位的共同努力下，經過不懈的努力，完成了量子探測機理、目標散射特性研究，以及量子探測原理的實驗驗證，并且在外場完成真實大氣環境下目標探測試驗，獲得百公里級探測威力，探測靈敏度極大提高，指標均達到預期效果，取得階段性重大研究進展與成果。

國內科研團隊相繼在量子通信和量子計算上取得技術突破后，中國在量子雷達領域再下一城。那么，和經典雷達相比量子雷達又有何特殊之處呢？ 量子雷達不是對經典雷達的顛覆

雷達最早在二戰期間得到大規模應用，特別是在不列顛空戰中，英國皇家空軍依靠雷達的輔助對德國空軍造成較大殺傷。當時的雷達單純利用發射的電磁波信號，經過目標表面散射后，通過判斷接收信號的能量，來識別、判斷目標。不過，這種雷達的信息載體只能通過信號的絕對幅度或幅度的變化來體現，檢測機理就是簡單的能量檢測，無法區分雜波和目標，分不清在空中飛舞的錫箔條和真正的戰機，信息利用方式單一，因此，應用領域受到較大的限制。

隨著技術的發展，雷達也不斷發生變化，從單純利用信號的強度信息，演化為綜合利用電磁信號的頻率和相位信息，即電磁場的二階特性。通過發射電磁波二階特性的應用，在調制方式上，出現了線性調頻、相位編碼和捷變頻等復雜信號形式，這些信號形式有效解決了傳統雷達時寬與帶寬的矛盾，并提升雷達抗干擾、抗雜波的能力。在檢測技術上，催生了動目標檢測技術、空時自適應處理技術和脈沖多普勒體制，這些技術利用目標和雜波在多普勒域上的差異，實現雜波中運動目標的有效檢測，提升雷達抗雜波能力。

量子雷達則是將量子信息技術，引入經典雷達探測領域，解決經典雷達在探測、測量和成像等方面的技術瓶頸，提升雷達的綜合性能。量子雷達屬于一種新概念雷達，首要應用是實現目標有無的探測，在此基礎上可以進一步擴展應用領域，包括量子成像雷達、量子測距雷達和量子導航雷達等，從本質上來說，量子雷達并沒有脫離經典雷達探測的框架體系，只是在利用量子理論進行系統分析時，對雷達中一些概念和物理現象，如接收機噪聲等，具有全新的、更準確的理解。在此基礎上，量子雷達從信息調制載體和檢測處理等方面入手，提升雷達的性能。總體而言，量子雷達是對經典雷達理論的更新和補充，而不是顛覆和取代。量子雷達的分類

根據利用量子現象和光子發射機制的不同，量子雷達主要可以分為以下3個類別：

一是量子雷達發射非糾纏的量子態電磁波。其探測過程為利用泵浦光子穿過（ＢＢＯ）晶體，通過參量下轉換產生大量糾纏光子對，各糾纏光子對之間的偏振態彼此正交，將糾纏的光子對分為探測光子和成像光子，成像光子保留在量子存儲器中，探測光子由發射機發射經目標反射后，被量子雷達接收，根據探測光子和成像光子的糾纏關聯，可提高雷達的探測性能。與不采用糾纏的量子雷達相比，采用糾纏的量子雷達分辨率，以二次方速率提高。

二是量子雷達發射糾纏的量子態電磁波。發射機將糾纏光子對中的信號光子發射出去，“備份”光子保留在接收機中，如果目標將信號光子反射回來，那么通過對信號光子和“備份”光子的糾纏測量，可以實現對目標的檢測。

三是雷達發射經典態的電磁波。在接收機處使用量子增強檢測技術以提升雷達系統的性能，目前，該技術在激光雷達技術中有著廣泛的應用。中電14所實際上應用的是上述三種模式中的一種。量子雷達的技術優勢

目前，經典雷達存在一些缺點，一是發射功率大（幾十千瓦），電磁泄漏大；二是反隱身能力相對較差；三是成像能力相對較弱；四是信號處理復雜，實時性弱。針對經典雷達存在的技術難點，量子信息技術均存在一定的技術優勢，可以通過與經典雷達相結合，提升雷達的探測性能。

首先，量子信息技術中的信息載體為單個量子，信號的產生、調制和接收、檢測的對象均為單個量子，因此整個接收系統具有極高的靈敏度，即量子接收系統的噪聲基底極低，相比經典雷達的接收機，噪聲基底能夠降低若干個數量級。再忽略工作頻段、雜波和動態范圍等實現因素，則雷達作用距離可以大幅提升數倍甚至數十倍。從而大大提升雷達對于微弱目標，甚至隱身目標的探測能力。

其次，量子信息技術中的調制對象為量子態，相比較經典雷達的信息調制對象，量子態可以表征量子“漲落變化”等微觀信息，具有比經典時、頻、極化等更加高階的信息，即調制信息維度更高。從信息論角度出發，通過對高維信息的操作，可以獲取更多的性能。對于目標探測而言，通過高階信息調制，可以在不影響積累得益的前提下，進一步壓低噪聲基底，從而提升噪聲中微弱目標檢測的能力；從信號分析角度出發，通過對信號進行量子高階微觀調制，使得傳統信號分析方法難以準確提取征收信號中調制的信息，從而提升在電子對抗環境下的抗偵聽能力。綜合而言，通過量子信息技術的引入，通過量子化接收，原理上可以有效降低接收信號中的噪聲基底功率；通過量子態調制，原理上可以增加信息處理的維度，一方面可以提升信噪比得益，另一方面可以降低發射信號被準確分析和復制的可能性，從而在目標探測和電子對抗領域具有廣闊的應用潛力。

第二篇：雷達基礎知識

雷達工作時發射無線電波，依靠接收器接收物體反射回波來判斷其距離，速度和移動路線 雷達技術定義：

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雷達技術就是利用電磁波對目標進行測向和定位。它發射電磁波對目標進行照射并接收其回波，經過處理來獲取目標的距離、方位和高度等信息。雷達一詞是英文Radar的音譯，它是Radio Detection and Ranging幾個英文單詞詞頭的縮寫，意為“無線電檢測和測距”。雷達技術涉及到天線、接收、發射、控制、顯示、數據處理、收發開關、調制器、定時器及微電子等技術領域。雷達技術作為一種技術探測手段，具有白天黑夜均能檢測到遠距離的較小目標，不為云、霧和兩所阻擋，具有探測距離遠，測量目標參數速度快等特點，因此，它不僅用于軍事目的，還廣泛地應用到民用事業和各項科學研究中，如交通管制、氣象預報、資源探測、航天、電離層結構和天體研究等等。雷達可以按照不同的方法進行分類：按雷達波段可分為米波雷達、分米波雷達、厘米波雷達、毫米波雷達及其他波段雷達等；按雷達發射信號形式或信息加工方式可分為脈沖雷達、連續波雷達、脈沖壓縮雷達、動目標顯示雷達、脈沖多卜勒雷達等；按雷達架設地點不同可分為地面雷達、航空器載(機載)雷達、船舶載雷達、航天器載雷達等；按雷達完成的戰術任務不同可分為：遠程和超遠程警戒雷達、指揮引導雷達、炮瞄雷達、跟蹤測量雷達、導彈制導雷達、航空管制雷達和氣象雷達等；按天線特點可分為相控陣雷達，合成孔徑雷達和共形天線雷達等等。不論怎么分類，雷達基本上劃分為連續波和脈沖雷達兩大類。各類雷達的研究、發展和設置由雷達所承擔的任務來決定。國外概況：

雷達技術的基本概念形成于20世紀初。20年代的研究證明了雷達技術可發現船只，并用于測量電離層的高度。30年代初開始研制探測飛機的脈沖雷達技術。從30年代中開始，軍事部門利用雷達技術來測定遠距離或看不見的目標的方向、距離和大小之后，雷達技術得到了迅速發展。特別是在第二次世界大戰初期，英國利用新出現的雷達設備在鄰近德國的本土海岸線上(英倫海峽沿岸)布設了一道觀測敵方飛機的早期報警雷達鏈，使倫敦城及其周圍的機場不致遭到德國法西斯入侵飛機的突襲，對保衛英國本土起了決定性的作用，從此，雷達技術引起世界各國的關注。在第二次世界大戰期間，由于作戰的需要，雷達技術發展極為迅速，新的雷達器件不斷現出，雷達使用頻率不斷擴展，作戰使用效率不斷提高。在戰前的雷達器件和技術只能達到幾十兆赫。大戰初期，德國首先研制成大功率三、四極電子管后，雷達工作頻率可達500兆赫以上，這不僅提高了雷達探索和引導飛機的精度，而且也提高了高炮控制雷達的性能，使高炮命中率更高，1939年，英國發明工作頻率為3000兆赫的功率磁控管以后，雷達技術開始向空中發展，地面與空中雷達投入使用，使盟軍在空戰和海-空作戰方面取得了優勢。大戰后期，美國進一步把雷達技術使用的磁控管的工作頻率提高到10吉赫，實現了機載雷達小型化并提高了測量精度。在高炮火控方面，精密自動跟蹤雷達技術使高炮命中率從戰爭初期的數千發炮彈擊落一架飛機，提高到數十發擊中一架飛機，命中率提高了二個數量級。隨著電子技術和武器裝備的發展，雷達技術不斷向前推進，新的雷達體制不斷涌現，并相繼建立了許多防空預警雷達系統(網)。就雷達技術和體制而言，40年代后期出現了動目標顯示技術，誕生了動目標顯示雷達，這有利于從地雜波和云雨等雜波背景中發現目標。50年代，雷達技術已經較廣泛地采用了動目標顯示、單脈沖測角和跟蹤以及脈沖壓縮技術，并研制出高分辨力的合成孔徑雷達技術。60年代出現了相控陣雷達、超視距雷達和三坐標雷達，并將合成孔徑雷達推廣到民用。70年代固態相控陣雷達和脈沖多普勒雷達問世。從雷達技術的應用而言，隨著50年代高速噴氣式飛機的出現，60年代低空突防飛機、部分軌道轟炸武器和中、遠程彈道導彈以及軍用衛星的出現，人們研制了低空警戒雷達、超遠程警戒和跟蹤測量雷達，并建立了專門用于對付這些目標的雷達預警系統，如50年代美國為對付前蘇聯遠程轟炸機的威脅，相繼建立了“松樹預警線”、“遠程預警線”和“中加拿大預警線”；60年代為對付彈道導彈威脅建立了“北方彈道導彈預警系統”；60年代至70年代初建立了“潛射彈道導彈預警系統”；到70年代和80年代又決定用更先進的雷達(包括固態大型相控陣雷達)對上述系統進行改進，以使這些防空預警系統現代化，并使其中的一些大型系統具備一機多能(情報搜集、預警、跟蹤、對空間目標的編目監視以及攻擊制定)和對付多目標的能力。目前，美國和前蘇聯的雷達(現在主要由俄羅斯接管)無論從雷達體制的多樣性、雷達技術水平的先進性、雷達預警系統的完整性以及大型雷達的數量等方面看，它們均處于世界前列，各種體制的雷達，它們都擁有，有的只有它們建成了，如大型后向散射超視距雷達，美國從80年代初到90年代初建造了兩部。前蘇聯從80年代初開始至蘇聯解體時為止，共建造了四部。探測距離與跟蹤距離達數千公里的大型雷達及雷達網，國外只有它們兩家擁有。如陸(海)基先進的大型相控陣雷達系統，前蘇聯最多，達20多部，美國也有9部。這些大型雷達系統一部的建造費用少則幾千萬美元，多則達數億美元，如美國的后向散射超視距雷達(原計劃用25億美元建四部)。陸基大型相控陣雷達盡管技術上已經成熟和完善，但是，冷戰結束后，其發展暫處于穩定狀態，近幾年，美國和俄羅斯很少新建這類雷達，相反，俄羅斯由于經濟方面的原因，其大型相控陣雷達的數量還在減少，如1998年8月已關閉了位于拉脫維亞的雷達站。另一方面，由于相控陣雷達具有一機多能、波束易控以及對付多目標等優點，它在機載和艦船載應用方面仍是雷達技術發展的方向，國外仍在大力發展中，如美國、英國、法國等均在為先進戰斗機及聯合攻擊戰斗機研制固態相控陣雷達，以提高戰斗機的多目標、多功能及遠程攻擊能力；美國和以色列等國家還在研制新的裝載相控陣雷達的預警飛機。

雷達技術從軍方開始利用它來測定遠距離或看不見的目標的方向、距離、大小等為起點，其發展已經歷了六十多年，時至今日，仍方興未艾，蓬勃發展。雷達體制從開始時單一的脈沖制，發展成為今天擁有動目標顯示、合成孔徑、相控陣、超視距以及脈沖多普勒等多種體制。雷達功能不斷擴展，當初主要是觀察空中飛機，現在觀測目標已拓寬到從地下到空間的多類目標，如地下工事、地下指揮所、地面和海面慢速移動目標、低空和超低空飛行目標、空中的有人駕駛和無人駕駛飛行器、固定機翼和旋轉機翼飛行器、空間航天飛行器、運載火箭以及彈道導彈等等；當初主要是主動、快速獲取目標信息的手段，除此之外，它現在還是各類先進作戰平臺實現精確打擊的必備設備，是發展先進武器系統測試評估的手段。雷達功能的拓展要求雷達技術的發展必須滿足這些要求，這就促使雷達技術向多功能(搜索、檢測和跟蹤)；多模工作方式；地面和海上雷達相互融匯；天線系統采用電掃陣列、合成孔徑、工作頻段寬、輻射能力強、重量輕和噪聲低的器件；機動性強、可移動或易移動；采用雙/多基地雷達和逆合成孔徑雷達，以進一步提高抗干擾、抗摧毀和對付隱身目標的能力；采用相控陣技術發展三坐標低空補盲雷達；雷達系統信號處理的數字化和智能化等方向發展。影響：

雷達技術對國防科技和武器裝備發展的影響主要體現在下列三方面：1.是軍事上實時、主動、全天候獲取各類目標信息不可缺少的技術探測手段，是收集各種軍事情報的傳感器技術之一，是“千里眼”。在當今高技術條件下，對一個戰區乃至全球多方面的情報收集、處理、分發是指揮員做出正確決策和快速響應必不可少的前提，在防空及各軍兵種與各個級別上的戰略、戰術指揮控制與通信(C3I)系統中，雷達技術是主動獲取信息的重要手段，是其它探測手段不能替代的。2.雷達是先進作戰平臺的組成部分，其作用是人們研制各類武器系統最為關心的。例如，先進的機載脈沖多普勒火控雷達是戰斗機火控系統的關鍵設備，西方主要國家早已將其裝備部隊，它們還在為更先進的戰斗機研制固態相控陣雷達，以提高戰斗機的多目標、多功能及遠程攻擊能力；機載轟炸雷達是轟炸機提高轟炸成功率的重要保證，使轟炸可以不受氣象條件和白天黑夜的限制，并可與激光瞄準設備相配合，實現精確打擊的目的；地形跟蹤和地形回避雷達可使轟炸機、戰斗機和巡航導彈實現低空、超低空安全隱蔽接近作戰地域和要攻擊的目標。3.雷達技術是發展先進武器系統測試評估的技術手段。例如各種精密打擊武器，在其研制過程及最終性能評估中，必須要有精密測量雷達對其飛行軌跡、落點精度等進行測量與鑒定；在導彈和衛星的研制和發展中，雷達是彈道參數測量、真假目標識別、突防能力檢驗、衛星安全控制及軌道測量等必不可少的手段。由此可見，雷達技術是一個國家國防和武器裝備現代化以及國防科技發展必不可少的技術。?? [ 轉自鐵血社區 http://bbs.tiexue.net/ [技術難點] 雷達技術經歷了六十多年的發展之后，目前最關鍵的是如何與數字計算機相結合，使之成為一個完整的統一體，以實現從原始的回波信號中實時提取大量有用信息，并以簡便、直觀方式顯示給操作人員，送達到與其相配合的武器系統，使雷達系統能執行更多的任務，能自適應環境而工作。由于雷達技術與現代武器系統密不可分，它所要探測的目標種類越來越多，這就要求雷達需要解決的技術難題也很多。1.要解決多目標識別(尤以非合作目標的識別)問題；2.要解決對低空、超低空目標的探測以及對低空和地面移動目標的探測問題；3.要解決對付隱身目標、尋的導彈、反輻射導彈的攻擊；4.要解決一機多能及抗電子干擾問題；5.要解決輕重量、以滿足平臺升高、機載和星載應用要求；6.要研制不同波段的合成孔徑雷達等。機載雷達的發展概況

六十年來，國外機載雷達已發展成九大類，數百個型號。其中，軍用機載雷達占大多數。現在，軍用機載達不但已經成為各種軍用飛機必不可少的重要電子裝備，而且其性能優劣已成為軍用飛機性能的重要標志。

1、六十年的發展歷程

軍用機載雷達是30 年代誕生的。當時機載雷達使用的是笨重的米波振子陣列天線，而且被安裝在飛機機頭和機翼的外側。二戰期間，盡管磁控管在雷達中廣泛使用后出現了多種型號的10 厘米和3 厘米波段的軍用機載雷達，有了空對地（搜索）轟炸、空對空（截擊）火控、敵我識別、無線電高度（計）、護尾告警等類型，但它們的技術水平卻很低。它們所采用的信號不過是脈沖調制和調頻連續波兩種；發射管不過是多極真空管和磁控管；天線不過是振子和拋物反射面；顯示器全都采用陰極射線管；自動角度跟蹤和距離跟蹤系統多數用機電式，技術上還不夠完善。當時較新的技術只有機械式電掃描天線，動目標顯示和傳送雷達信號到地面觀測站的中繼線路這三項。

二戰以后,機載雷達發展了單脈沖角度跟蹤、脈沖多普勒信號處理、合成孔徑和脈沖壓縮的高分辨率、結合敵我識別的組合系統、結合計算機的自動截擊火控系統、地形回避和地形跟隨、無源或有源的相控陣，頻率捷變、多目標探測與跟蹤等新的雷達系統。分系統所采用的新技術有高效矩陣平板線、全固態相控陣的收發單元功能模塊、低噪聲射頻接收場效應放大器、高頻率穩定頻率綜合器、數字式信號處理與數據處理、可編程的功率控制和數字處理、彩色電視光柵掃描變換顯示、大功率的液壓或力矩馬達的天線驅動、控制指令和信息傳輸的數字總線、計算機控制的機內自檢系統等。所采用的新器件有柵控功率行波管、砷化鎵射頻器件、高速大規模集成電路等。目前裝備各國的軍用飛機的雷達已有所需的各種類型、各種性能；覆蓋從分米波到光波的寬廣頻域；不同復雜程度雷達的可*性達到100～1000小時MTBF。

[ 轉自鐵血社區 http://bbs.tiexue.net/、90年代的機載雷達

90年代在各國軍用飛機上裝備的產品都具有很高的技術水平。雷達波段通常為X與Kｕ波段；預警雷達使用更長波段；直升機雷達使用毫米波段。雷達的波形通常為具有高、中、低脈沖重復頻率的全波形脈沖多普勒全相參系統。發射機通常使用功率行波管。天線一般使用平板縫陣天線，并向無源相控陣以至有源相控陣過渡。信號處理已基本實現數字化；數據處理也已實現數字計算機化；由于微處理機的快速發展而使信號處理與數據處理合并在同一個可編程處理機中進行。機載雷達的顯示信息均已變換成電視制式信號在飛機的綜合顯示系統中顯示。雷達的可*性因大規模集成電路的使用和模塊化設計而大幅度提高；雷達的維護性則由于機內自檢與試驗臺的廣泛使用而得到極大改善。雷達的體積與重量逐年降低；功耗則穩定在合理水平上。

美國隱形飛機上裝備的最新一代機載雷達與過去50年裝備使用的有很大差別。出于隱形的要求，必須裝備低截獲概率雷達。相控陣天線具有較好的隱身性能，而其技術進展已到了實用階段，因而成為首選的系統。B-2隱身轟炸機的AN/APQ-181和F-22隱形戰斗機的AN/APG-77分別采用無源和有源的二維相控陣天線。F-117A隱形攻擊機為了保持其隱形特性與突出對地攻擊的能力，它僅裝備紅外探測和制導激光炸彈的激光照射設備，沒有裝備主動微波雷達。正在研制的隱形直升機RAH-66則采用傳播衰減較大的短毫米波段以保持其隱形特性。新一代軍用機載雷達的另一特點是模塊化和在航空電子系統中的集成化。無論是APG-77還是APG-181雷達，它所構成的組件大量采用其它主力飛機所裝備的APG-68、APG-70/APG-73和APG-164等雷達的模塊，它們之中有很高比例的模塊通用性。由于這一代飛機已逐步采用集成航空電子系統設計，雷達在傳統上作為一個完整設備的特征開始消失。在“數字航空集成系統（DAIS）”中，雷達的數據輸入與輸出，及其控制指令都通過數據總線（在美軍用飛機中采用軍用1553B數據總線）傳輸，雷達已沒有獨立的顯示控制分系統。在F-22飛機的“寶石柱”模塊化集成航空電子系統中，由于大量的信號處理，數據處理和顯示控制功能都已由飛機的集成航空電子系統的信號處理區、任務處理區與集成顯示器來完成，APG-77雷達只剩下有源單元電掃陣列（AESA）和可編程信號處理機。有源單元是用砷化鎵材料制造的單片微波集成電路（MMIC）收發模塊，并直接連接小型輻射器。新一代軍用機載雷達在使用上的特點便于維護、使用周期長。航空電子系統的機內自檢（BIT）系統能夠自動檢測與隔離故障。判明故障以后，更換通用性較強的模塊也很方便。而有源陣列天線更具備“整機性能柔性下降”的能力，不會發生致命性突然失效，因而在很大程度上減少了外場的維護工作。、21世紀的機載雷達

90年代以來，國際形勢趨于緩和，因而大大減少了軍用飛機用雷達的需求。軍用飛機未來發展方向可歸納為隱形、高機動性、多用途化以及武器制導的精確化。21世紀軍用飛機的航行、探測與識別目標、隱蔽自身、精確攻擊、戰果確認等各個階段都需要有更先進的雷達設備。以相控陣技術為基礎的多功能機載雷達可使未來的軍用飛機履行多種類型的作戰任務，使之成為多用途的軍用飛機。

20世紀后半葉，以數字計算和大模集成電路為基礎的電子技術得到飛速發展，為軍用機載雷達跨進21世紀和實現重大轉折奠定了技術基礎。雷達獲取的信息已從最初的回波有無的檢測和距離測量發展到距離、角度、速度四維參數的測量和目標頻率特征的分析；從單頻單極化發展到寬頻多極化以獲取更廣泛的目標與背景信息；用逆散射特征獲取目標尺寸和形狀的信息。雷達的頻段將向更短（毫米波、紅外、激光）和更長（分米波、米波）兩個方向發展，以獲得更高分辨率、更高抗干擾能力、更多的目標特征或更高的穿透能力。雷達射頻能量的產生、輻射、波束控制和接收將由傳統的發射機、天線、接收機三大部件轉變為數以百、千計的相位控制陣列的收發組件。這種無需轉動天線、可用計算機控制天線波束以及“柔性性能下降”特性，更適應多功能機載場合的需要。隨著工藝和技術水平的進一步提高，相控陣列還會向飛機機體的仿形陣和敏感蒙皮的方向發展，那將是機載雷達由目前的立體結構向面狀分布的根本變化。雷達的信號、數據等信息的處理將實現數字化和綜合化。不但雷達內部各種處理系統可以通過編程完成各項處理功能，而且航空電子系統可以把包括雷達在內的各電子設備的信息處理綜合在一起，由統一的處理機來處理。這就是美國目前已經推行的“寶石柱”和即將推行的“寶石臺”航空電子集成化計劃的要點。雷達的控制和顯示，目前已通過數據總線并入航空電子集成系統之中。數據總線將逐步改用光纖傳送；控制將盡量由計算機按程序來完成；必需由人員親自干預的控制將用語音來完成，以減少手控動作和控制裝置；雷達顯示將在集成彩色平板顯示屏上出現。

21世紀，雷達的可*性和可維修性將有根本的改進。雖然雷達的功能和性能都已不斷發展與提高，但經過長期對可*性改進、雷達測試設備和機內自檢系統的研究，目前已使平均無故障工作時間達到200小時以上，外場平均修復時間降到20分鐘。相控陣雷達所具有的柔性性能下降特性還有可能使機載雷達逐步做到使用期內免修。雷達的設計和研制方法已經發生很大的變化。計算機在設計、制造、測試過程中取代了大量的人力。雷達的標準化、系列化和組合（模塊）化改變了傳統的設計方法。它將使機載雷達的設計量減少、研制周期縮短；零部件的通用性提高；雷達的發展已形成系列。由于目前軍用機載雷達已面臨人為電子干擾、目標低空突防、遭受反輻射導彈攻擊、目標隱身和高功率能束武器攻擊等多種對抗環境，人們需要更多地研究與采用各種對抗措施。未來的雷達研制工作將側重系統研究和設計，按照用戶的各項要求采用成熟的雷達技術和商用元器件與模塊，并用較短時間制成所需的產品。

若綜合應用上述已取得或正在取得的高新技術成果，21世紀的軍用機載雷達將會普遍采用脈沖多普勒系統，以具備下視能力；具有多目標探測、識別和攻擊能力，以對付多個目標；同時具有地形跟隨與地形回避能力，以超低空突防；具有合成孔徑和逆合成孔徑能力，以具備高分辨能力；采用無源或有源相控陣天線，以具備多功能、高可*性等超級能力；采用毫米波、紅外與激光探測跟蹤器，以適應特殊要求；具有風切變探測能力，以確保飛機著陸時的安全。21世紀的軍用機載雷達還會繼續探索并解決一系列新概念、新課題，以對付隱身目標、抑制干擾、識別敵我、充分利用電磁信息的能力。軍用機載雷達將會發展成一個以微波雷達為主體、集多頻段探測器為一體，進行多傳感器數據融合的集成系統；將是一個低截獲概率的、能探測隱身目標的探測系統；將具備自適應對抗各種人為電子干擾、抗擊反輻射武器和高功率束射武器能力的探測系統；將具備遠距離識別敵方目標、二維高分辨能力的探測系統；將是一個利用機身和機翼外表仿形安裝的共形陣探測系統或敏感蒙皮系統。

戰斗機雷達基本概念

首先，現在在世界上能夠獨立設計和制造現代戰斗機雷達的能力的公司，僅有十幾個而已。美國有休斯（后來被合并到雷錫恩公司）、西屋（Westinghouse，后被合并到諾斯若普－格魯曼）公司、埃莫森(Emerson)公司和GE（后被合并到洛克西德－馬丁）公司等。從以上說明也可以看到，美國的雷達公司們一般來說開始都是綜合性電子公司出身，后來則逐步被合并到航空、防務公司集團中去的。在歐洲，本來有英國的馬克羅尼公司（Gec Marconi）和法國的湯普森CSF公司，后來合并為泰雷斯公司。這兩者都是有名的雷達制造企業，我國在外貿產品上也采用過這些公司的產品。另外，法國的達索公司不是專門的雷達公司，但為了陣風的開發，也參與制造戰斗機雷達。另外的國家，這有瑞典的薩伯（Saab）公司，和以色列的埃爾塔（Elta）公司等。這些幾乎就是西方系列的主流雷達制造公司的全部了。這也反映了要設計一個當代的優秀戰斗機雷達，是一件多么困難的事情。先說兩個術語，波段（Band）和模式（Mode）。

[ 轉自鐵血社區 http://bbs.tiexue.net/ 波段：指的是雷達波長的范圍，根據雷達的種類和用途，其使用的波段都不一樣，像C波段，Ku波段等等，都是指這些（譯者注：波段的編號有新舊兩種記號方式，后續文章再進行說明）。

模式：說的就是雷達用于特種目的的使用方式，現代的雷達都是采用多種模式的雷達。簡單來說，有空對空模式，空對地模式等等等，第三代戰斗機的雷達一般擁有18種左右的模式，但F－18戰斗機采用的AN/APG-65雷達則擁有28個模式（因為F－18應該稱為F/A-18，是第三代戰斗機中少數擁有常備多任務的戰斗機）。現在簡單羅列一下這些模式： * AIR-TO-AIR.空對空模式

Range While Search(RWS)– 搜索及測距模式

Track While Scan(TWS)– 邊掃描邊追蹤模式 TRACK AND SCAN（TAS）34.....F-104 的雷達 AN/APG-50......F-4 基本型的雷達。雷達是什么？

RADAR 是RAdio Detection And Ranging的縮略語。簡單來說，雷達就是一種發射電磁能量(electromagnetic energy)，并收到從目標物體反射而來的反射波(echo)來知道目標方位信息的一種儀器。現在隨著雷達技術的發展，已經能夠把握目標物體的外形特征了。從這里可以看出，從目標物體反射的信號(echo signal)體現則所有目標信息，重要性如同雷達工學中的生命。

從反射波可以獲得很多信息。首先，與目標的距離(軍用名詞標識為range，與distance同義)是通過說放出的電磁波返回的時間（Round trip time）來測算的。由于電磁波的速度相當于光速，是通過常數C(約 30萬 km/sec)乘與 Round trip time/2 來計算的。(往返距離應該除以2是吧？)?}然后是目標的方向。首先目標的坐標(coordinates)根據目標所處的空間可分為2維(2 Dimension, 2D)和3維(3 Dimension, 3D)。（做圖形設計或者玩游戲的人都知道^^）海上的艦艇或者地面目標，由于不能上下移動，可看作二維物體，而飛在空中的飛機或者水下的潛艇，擁有一個高度（或者潛深）的概念，當然要適用三維坐標。

[ 轉自鐵血社區 http://bbs.tiexue.net/ 一般的航海雷達或者遠程預警雷達(Air Surveillance)都是2D雷達。反之，戰斗機雷達則都是三維雷達（沒有高度信息的雷達，對蕉坊比皇敲揮玫腲^）。二位雷達一般進行360度旋轉，而戰斗機雷達不能監控360賭全方位，一般來說120度是期探測極限范圍。再對2D和3D進行分析：

首先要區分的概念，就是方位(Bearing)和方向(Direction)。

“方位”是二維概念，以自身位置為中心來標識目標的相對位置。相對的，“方向”是包括了“方位 + 高度”的三維概念。這里面的方位和二維所說的方位是同一個東西，但一般用Azimuth來表示。一般的表現方式就是以方位角(azimuth angle)來標識的。在雷達用名詞里面，高度不是以一般名詞Altitude，而是用Elevation來表示的。因為這里所說的高度并不是海拔高度，而是相對于自身的目標相對高度。因此表示起來也不會用“**米高度”而是以“高度角××”來表示的，英語就是elevation angle。整理一下，就是： 2D = Bearing + Range(方位 + 距離)3D = Azimuth + Elevation + Range(方位 + 高度 + 距離 = 方向 + 距離)[ 轉自鐵血社區 http://bbs.tiexue.net/ 這樣，就能確定目標的二維或三維位置信息。以飛機目標為例，就會表示為“Azimuth angle 270度 + Elevation angle 15 度 + Range 70 km” 這種方式。

想象一下無線廣播。就像是從一個火堆散發熱量，從一個大大的天線中，電波會散播到周圍。這時候是不能知道接收信息的對象是哪些的。如果雷達波也是這樣的話，就只會根據反射波知道周圍有物體，而不能知道目標在什么地方。

那么雷達是怎么探知目標位置的呢？ 雷達之所以能夠認知到目標方位，是因為雷達是將電磁波作為控制得很窄的波束(beam)的形態來發射的。用這種控制良好的波束來“很勤勞地”反復射向想要搜索的目標區域，并用一定的順序來掃描，所以就能夠探測到目標的方位的。舉例來說，弱這個波束的寬度是90度角，那么向東西南北各發射看看，如果南方有回波，那就能知道目標在南邊，就是這個原理。同樣，如果將波束的寬度再次細分，調整到每1度、2度，那么就能夠獲得更加精確的方向。就是這種精確探測能力的程度，被稱為角解析度(Angular Resolution)。波束寬度變得越窄，角解析度救護變得越高。在雷達天線的驅動裝置上面，就有Angle Tracking System，當接收到 echo的時候，就會一直不斷地計算正確的角度。這個角度，就是目標的方向信息。雷達的波束韃子可以分為兩類：一個是傘形波束(fan beam)，另一個是鉛筆波束(pancil beam)。傘形波束就如同以切好的西瓜片，鉛筆波束這是一個如同鉛筆的很細很長的圓錐形波束。形容波束的形狀也是用角度(angle)來表示的。就像“Azimuth 幾度, Elevation 幾度”這個樣子。

第三篇：雷達總結

雷達氣象學是一門與大氣探測、大氣物理，天氣系統探測相關聯的學科

Radar：通過無線電技術對目標物的探測和定位。測定目標位置的無線電技術范疇 氣象雷達:是用于探測氣象要素和各種天氣現象的雷達，“千里眼、順風耳”。

雷達氣象學：利用氣象雷達，進行大氣探測和研究雷達波與大氣相互作用的學科，它是大氣物理學、大氣探測和天氣學共同研究的一個分支。雷達氣象學在突發性、災害性天氣的監測、預報和警報中具有極為重要的作用。氣象雷達的分類：探空雷達、測雨雷達、聲雷達、多普勒雷達、激光雷達 南方：S波段為主，北方：C波段為主 雷達機的主要構成

RDA-雷達數據采集子系統 RPG-雷達產品生成子系統

PUP-主用戶處理器子系統

其次包括：通訊子系統、附屬安裝設備 RDA 主要結構：天伺系統、發射機、接收機、信號處理器 定義：用戶所使用的雷達數據的采集單元。

功能：產生和發射射頻脈沖，接收目標物對這些脈沖的散射能量，并通過數字化形成基數據。雷達的硬件系統！

RDA的掃描方式：雷達在一次體積掃描中使用多少角度和時間。

RDA的天氣模式：1.晴空模式：VCP11或VCP21

2.降水模式：VCP31或VCP32

新一代雷達：降水模式 VCP：雷達天線體掃模式

RPG（雷達產品生成系統）定義：（指令中心）由寬帶通訊線路從RDA接收數字化的基本數據，對其進行處理和生成各種雷達數據產品，并將產品通過窄帶通訊線路傳給用戶

功能：產品生成、產品分發、雷達控制臺（UCP）PUP（主用戶處理系統）

功能：獲取、存貯和顯示雷達數據產品。預報員通過這一界面獲取所需要的雷達產品，并將它們以適當的形式顯示在監視器上

用處：(1)產品請求(獲取)，(2)產品數據存貯和管理，(3)產品顯示，(4)狀態監視，(5)產品編輯注釋。粒子對電磁波有散射，衰減，折射的作用

散射：當電磁波束在大氣中傳播，遇到空氣介質或云滴、雨滴等懸浮粒子時，入射電磁波會從這些介質或粒子上向四面八方傳播開來，這種現象稱為散射現象。

主要物質：大氣介質、云滴、水滴，氣溶膠等。其它散射現象：光波、聲波等 散射的類型：瑞利散射：d<<λ；米(Mie)散射：

d≈λ 瑞利散射

散射函數或方向函數 ：

后向散射能量：雷達天線接收到的只是粒子散射中返回雷達方向（θ＝π）的那一部分能量，這部分能量稱為后向散射能量。瑞利散射性質

①粒子的散射能力與波長的四次方成反比。波長越短，散射越強。②粒子的散射能力與直徑的6次方成正比。粒子半徑越大，散射越強。

③粒子的前向散射和后向散射為最大，粒子無側向散射。散射截面為紡錘形。散射截面或后向散射截面

定義：設有一個理想的散射體，其截面為σ，它能全部接收射到其上的電磁波能量，并全部均勻地向四周散射，該理想散射體散射回雷達天線處的電磁波能流密度，恰好等于同距離上實際散體返回雷達天線的電磁波能流密度，則該理想散射體的截面σ就是實際散射體的后向散射截面。

意義：用來表示粒子后向散射能力的強弱。后向散射截面越大，粒子的后向散射能力越強，在同樣條件下，所產生的回波信號也越強。

反射率η：單位體積內全部降水粒子的雷達截面之和。反射率因子（Z）： Z的不同取值，意味著不同天氣狀況。通常Z的取值從0dBz~70dBz，因此要求天氣雷達必需有非常大的檢測范圍。新一代天氣多普勒雷達的接收機動態范圍是90~100dBz以內。

云、雨滴的散射：

雷達的波長越短，散射越強。若雷達的波長一定時，在滿足瑞利散射的情況下，粒子半徑越大，散射越強。電磁波衰減：電磁波能量沿傳播路徑減弱的現象，是散射和吸收兩種作用的總和。

衰減原因：當電磁波投射到氣體或云雨粒子上時，一部分能量被散射，一部分能量被吸收，轉變為熱能或其它形式的能量，從而使電磁波能量減弱。

雷達回波：當雷達波束投射到云、降水粒子上時，云、降水粒子就會發生散射現象。其中向后方散射的一部分散射波重新返回到雷達天線處，并在雷達顯示器上顯示出各種圖像。

雷達氣象方程：雷達回波強度不僅取決于雷達系統各參數的特性，而且和被測云、降水粒子的性質有關，還與雷達和被測目標之間的距離以及其間的大氣狀態有關。雷達氣象方程就是根據所測定的回波強度去推斷云、降水的物理狀況，將雷達的作用距離與發射機、接收機、天線、目標和環境的種種特性聯系起來的方程。普通雷達方程：

結論：雷達回波功率強弱取決于：Pt發射功率，G增益，雷達截面，R目標物距雷達站的距離

雷達氣象方程的討論：雷達氣象方程：①雷達機各參數、②氣象因子、③目標物和雷達機之間的距離 雷達機參數：①發射功率，②脈沖寬度和脈沖長度，③波瓣寬度，④天線增益等

發射功率：增加發射功率通常可以提高信噪比，從而增大最大探測距離。但最大探測距離還取決于脈沖重復頻率，目標物最大高度，雷達架設高度，以及地球曲率等影響。

脈沖寬度Γ和脈沖長度h:當兩者增加時，雷達脈沖在空間的體積增加，同一時間里被電磁波所照射到的降水粒子數量增多，所以回波接收功率增大，使一些弱的雨區等容易發現。缺點：1）雷達的距離分辨率變低2）雷達的盲區變大。

波束寬度θ: 水平波束寬度和垂直寬度愈大，天線發射的能量愈分散，入射能流密度將隨距離增加而較快地減小，造成回波能量變弱。天線增益也隨之增加。

天線增益G: 天線增益增加時，回波功率以平方的倍數增大，可提高雷達的探測能力。提高G，必須增大圓拋物面口徑的幾何面積，帶來轉動性能和抗風能力差的缺點。增大天線口徑面積可以提高天線的增益和減小波束寬度，從而增大雷達的探測能力和探測的角分辨率

波長：雷達的最重要參數，云雨粒子對電磁波的散射能力和衰減能力，都與波長有密切關系。各氣象因子的作用:1）目標物的后向散射特性。反映在因子

上

2）波束路徑上各種粒子對雷達波的衰減作用。反映在因子

上

距離因子的影響:Pr與R平方成反比，氣象目標隨距離增加而減小，同樣強度的降水出現在遠距離處要比近距離處弱得多 大氣折射：電磁波在大氣中曲線傳播的現象

大氣折射類型：標準大氣折射、臨界折射、超折射、零折射、負折射

大氣折射對探測的影響：由于大氣折射指數分布不均勻性，會使電磁波在傳播中發生折射現象

超折射：當波束路徑曲率大于地球表面的曲率時，雷達波束在傳播時將碰到地面，經地面反射后繼續向前傳播。然后再彎曲到地面，再經地面反射，重復多次，雷達波束在地面和某層大氣之間，依靠地面的反射向前傳播，與波導管中的微波傳播相似，又稱超折射

超折射形成的氣象條件：超折射是因為大氣中折射指數m隨高度迅速減小造成。折射指數隨高度迅速減小，必須是氣溫向上遞增，同時水汽壓向上迅速遞減，就是常說”暖干蓋”的大氣層結。雨后晴朗的夜間：由于地面輻射，形成上干下濕的逆溫層，發生超折射

測距原理：物理基礎：目標散射，電磁波等速直線傳播。多普勒頻率（頻移）：當目標物與雷達之間存在相對運動時，接收到回波信號的頻率相對于原來的發射的頻率產生一個頻率偏移，在物理學上稱之為多普勒頻移。

徑向速度：物體（目標）在觀察者視線方向的速度。

距離折疊：是指雷達對雷達回波的一種辨認錯誤，當目標位于最大不模糊距離以外時，會發生距離折疊，雷達顯示回波位置的方位角是正確的，但是距離是錯誤的。

多普勒兩難：對于實際工作的雷達，波長是固定的，當選定了最大不模糊距離（或脈沖重復頻率）后，就存在一個最大不模糊速度。即當目標的徑向速度大于最大不模糊速度時，就會產生混淆。由雷達測得的徑向速度將相差兩倍最大不模糊速度。2

當最大不模糊速度較小時，會產生多次速度折疊。

顯示方式： PPI：平面掃描、RHI：垂直掃描、VOL：體積掃描顯示、CAPPI：等高平面位置顯示、VCS：任意垂直剖面、局部多層CAPPI顯示、、垂直最大回波顯示CR、等值線圖顯示

等速度線：徑向速度相同的點構成的線。零速度線是由雷達徑向速度為零的點組成 零徑向速度：某點的徑向速度為零。

1）該點處的真實風向與該點相對于雷達的徑向互相垂直 2）該點的真實風速為零，在那里的大氣運動極小或處于靜止狀態

零徑向速度意義：零等速點的風向是由鄰近的負速度區，垂直于該等速度點吹向正速度區。地物回波：是指由山地及其上面的各種建筑物等對電磁波的散射產生的回波。晴空回波：云很稀薄或沒有云雨的晴空大氣里，或在不可能被探測到的小粒子所組成的云區內探測到的回波 超折射回波：當大氣狀況為超折射時，雷達回波會出現平常探測不到的遠距離地物回波，就是超折射回波 旁瓣假回波：雷達沿主波瓣傳輸電磁波，主波瓣典型寬度為1o，當旁瓣發射出的電磁波在近距離遇到一些特別強的降水中心時，也能產生雷達接收到的回波。一般情況下，旁瓣產生的回波太弱，不易分辨出來。但是當遇上反射率因子極高的目標物（如積雨云中柱狀的冰雹和暴雨）時就能夠出現旁瓣回波 二次回波：由于距離折疊或者多層回波，當目標物位于最大不模糊距離之外時，就會產生距離折疊，而出現二次回波

三體散射：由于雷達能量在強回波區向前散射而形成的異常回波。因為強回波區一部分能量被散射到雷達，一部分能量散射回地面，其中散射到地面的能量又返回到含冰雹的強反射率因子區，強反射率因子區再次反射回雷達而形成。

層狀云降水：又稱穩定性降水或連續性降水。特點：水平尺度較大、持續時間較長，強度較均勻，時間變化緩慢。

層狀云降水回波： PPI：呈均勻連續的大面積薄膜狀，片狀，絲縷狀結構明顯，強度弱，一般在20～30dBz，邊緣不整齊，有時有強雨中心。（零度層亮帶）

RHI：云體厚度較小，回波高度約5-6km，頂部和底部平坦，結構較均勻。

零度層亮帶：是層狀云降水回波的主要特征，是冰水混合層，反映了層狀云中有明顯的冰水轉化區。零度層以上的降水粒子以冰晶為主，通過亮帶后，全部轉化為水滴。亮帶說明層狀云氣流穩定，無明顯對流活動。積狀云:或稱對流云，是由對流運動所產生的，通常與短時強烈天氣相配合。

積云降水回波強度特征:PPI：表現為幾km到幾十km不規則分散、孤立塊狀。回波通常由單個或多個對流單體形成的回波組成。回波呈塊狀，尺度小，結構密實，邊緣清晰，強度較強（35dBz以上），持續時間變化大。強中心到外圍的強度梯度較大，隨不同的天氣過程排列成帶狀、條狀、離散狀等。

RHI：單體呈柱狀結構，垂直伸展大于水平伸展，強對流單體頂部有云砧向下風方伸展或呈花菜狀，懸垂中空，云體隨對流發展變厚。回波頂發展較高，多數在6-7km，一些發展強烈的單體可達10km，個別可達20km。

穹隆：由雷暴前方的強烈斜上升氣流深入云體，形成回波圖像中的弱回波區。云體上沖：由上升氣流引起的。積層混合云降水的天氣特點：范圍大，降水持續時間長，累積降水量大，往往造成大面積的強降水。

積層混合云降水回波:PPI：又稱為絮狀回波，比較大的范圍內，回波邊緣呈現支離破，沒有明顯的邊界，邊緣紊亂，層狀云回波中鑲嵌著一個個密實團塊的對流云，強度可達40dBz或以上，有時強回波團塊整齊排列可形成一條短帶。

RHI：表現在均勻的層狀云高度上柱狀回波起伏地鑲嵌在其中。在對流云衰敗階段，柱狀回波與層狀云回波合在一起。雷達產品:

1.基本數據產品:反射率因子（R）平均徑向速度（V）譜寬產品（W）2.物理量產品：

強度物理量產品:回波頂高（ET）垂直累積含水量（VIL）時段雨量累積（OHP、THP）雨強顯示（RZ）

速度物理量產品:垂直風廓線產品（VWP）合成切變（CS）徑向散度（RVD）或稱速度徑向切變、方位渦度（ARD）譜寬物理量產品

3.反演識別產品：(1)陣風鋒；下擊暴流；

(2)中尺度氣旋；龍卷渦旋；

(3)風暴；冰雹自動識別等；(4)風暴自動識別、跟蹤、預報和預報檢驗。3

第四篇：雷達技術

淺談雷達技術

摘要：雷達具有發現目標距離遠，測定目標坐標速度快，能全天候使用等特點。因此在警戒、引導、武器控制、偵察、航行保障、氣象觀察、敵我識別等方面獲得廣泛應用，成為現代戰爭中的一種重要電子技術裝備。所以，雷達性能的好壞將不可避免的影響戰爭的勝負。

關鍵詞：雷達

戰爭

軍事應用

一、雷達的概念

“雷達”原意是無線電探測和測距。利用電磁波探測目標的電子設備。發射電磁波對目標進行照射并接收其回波，由此獲得目標至電磁波發射點的距離、距離變化率（徑向速度）、方位、高度等信息。

二、雷達的組成與功用

各種雷達的具體用途和結構不盡相同，但基本形式是一致的，包括:發射機、發射天線、接收機、接收天線，處理部分以及顯示器。還有電源設備、數據錄取設備、抗干擾設備等輔助設備。

雷達所起的作用和眼睛和耳朵相似，當然，它不再是大自然的杰作，同時，它的信息載體是無線電波。事實上，不論是可見光或是無線電波，在本質上是同一種東西，都是電磁波，在真空中傳播的速度都是光速C，差別在于它們各自的頻率和波長不同。其原理是雷達設備的發射機通過天線把電磁波能量射向空間某一方向，處在此方向上的物體反射碰到的電磁波；雷達天線接收此反射波，送至接收設備進行處理，提取有關該物體的某些信息(目標物體至雷達的距離，距離變化率或徑向速度、方位、高度等)。

測量距離實際是測量發射脈沖與回波脈沖之間的時間差，因電磁波以光速傳播，據此就能換算成目標的精確距離。測量目標方位是利用天線的尖銳方位波束測量。測量仰角靠窄的仰角波束測量。根據仰角和距離就能計算出目標高度。

測量速度是雷達根據自身和目標之間有相對運動產生的頻率多普勒效應原理。雷達接收到的目標回波頻率與雷達發射頻率不同，兩者的差值稱為多普勒頻率。從多普勒頻率中可提取的主要信息之一是雷達與目標之間的距離變化率。當目標與干擾雜波同時存在于雷達的同一空間分辨單元內時，雷達利用它們之間多普勒頻率的不同能從干擾雜波中檢測和跟蹤目標。

三、雷達的軍事應用

激光掃描方法不僅是軍內獲取三維地理信息的主要途徑，而且通過該途徑獲取的數據成果也被廣泛應用于資源勘探、城市規劃、農業開發、水利工程、土地利用、環境監測、交通通訊、防震減災及國家重點建設項目等方面，為國民經濟、社會發展和科學研究提供了極為重要的原始資料，并取得了顯著的經濟效益，展示出良好的應用前景。低機載LIDAR地面三維數據獲取方法與傳統的測量方法相比，具有生產數據外業成本低及后處理成本的優點。目前，廣大用戶急需低成本、高密集、快速度、高精度的數字高程數據或數字表面數據，機載LIDAR技術正好滿足這個需求，因而它成為各種測量應用中深受歡迎的一個高新技術。

快速獲取高精度的數字高程數據或數字表面數據是機載LIDAR技術在許多領域的廣泛應用的前提，因此，開展機載LIDAR數據精度的研究具有非常重要的理論價值和現實意義。在這一背景下，國內外學者對提高機載LIDAR數據精度做了大量研究。

由于飛行作業是激光雷達航測成圖的第一道工序，它為后續內業數據處理提供直接起算數據。按照測量誤差原理和制定“規范”的基本原則，都要求前一工序的成果所包含的誤差，對后一工序的影響應為最小。因此，通過研究機載激光雷達作業流程，優化設計作業方案來提高數據質量，是非常有意義的。器上顯示障礙信息。該系統已在兩種直升機上進行了試驗。

四、雷達的未來發展趨勢 這階段的目標是趕上和縮小與世界雷達技術的差距。1991年的海灣戰爭既反映了雷達在情報偵察、指揮控制、作戰管理效能評估等方面起到的不可替代的作用，同時也反映了雷達受到隱身技術、反輻射導彈、電子干擾、低空飛行器等方面的威脅，未來戰爭又將是一場多層次、全方位、大縱深、主體覆蓋集陸、海、空、天、電為一體的高技術對抗，因此對雷達就提出了更新的要求。

①加速發展正在研究的雷達三超技術（超低副瓣、超寬帶、超高分辨）和“四抗”技術（抗干擾、抗反雷達導彈、抗隱身、抗低空入侵），現在在研的超寬帶和超低角跟蹤技術已用于工程。

②雷達波段向兩端擴展，即從米波延長到短波，從微米波擴展到毫米波、紅外、可見光波段。

③雷達設計廣泛采用計算機技術，使雷達能進行自適應處理控制，雷達內部以及與其它電子設備能進行數字數據傳送。

④發展低截獲概率雷達，實行分布式雷達新體制和雷達升空升天技術的研究。

五、結束語

經過五十年的艱苦奮斗，雷達行業已成為我國國防現代化建設和參與國民經濟主戰場的一支實力雄厚的產業大軍，形成了中央與地方相結合、沿海與內地相結合、軍用與民用結合、專業和門類比較齊全的工業體系。一批產品的性能指標已跨入先進行列。同時，培養和造就了一支素質高、能打硬仗的技術隊伍。更可喜的是涌現了一大批年輕有為的雷達科技人員，培養和造就了一批高素質的跨世紀科技人才，從而使我國雷達工業以嶄新的姿態邁入21世紀。

但我們還應清醒地看到，我國的雷達技術與裝備水平距發達國家還有一定的差距，在某些領域還相當落后，落后就要挨打，這就要求我們的雷達科研人員牢記自己所肩負的神圣使命，刻苦攻關，發奮努力，研制出具有世界一流水平的雷達裝備，為我國國防現代化事業作出應有的貢獻。

參考文獻

【1】

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2000年08期 【2】陳俊亮

《雷達信號處理技術》

清華大學出版社 【3】陳志杰 【4】熊輝豐

電子工業出版社 中國宇航出版社 《雷達系統分析與設計》

《激光技術》

第五篇：雷達通信

雷達通信簡介

一、雷達簡介

雷達這個名稱是“無線電探測和測距”(Radio Detection and Ranging)英文的縮寫。而雷達的出現對地(搜索)轟炸、空對空(截擊)脈沖角度跟蹤、脈沖多普勒信號處理、合成孔徑和脈沖壓縮的高分辨率、結合敵我識別的組合系統、結合計算機的自動火控系統、地形回避和地形跟隨、無源或有源的相控陣、頻率捷達一種探測器發展到了雷達、紅外、紫外、激光以及其他光學探測手段融合協作。當代雷達的同時多功能的能力使得戰場指揮員在各種不同的搜索/跟蹤模式下對目標進行掃描，并對干擾誤差進行自動修正，而且大多數的控制功能是在系統內部完成的。自動目標識別則可使武器系統最大限度地發揮作用。AWACS（美軍空中警戒和控制系統）和JSTARS（美軍聯合監視與目標攻擊雷達系統）這樣的具有戰場敵我識別能力的綜合雷達系統實際上已經成為了未來戰場上的信息指揮中心。

利用雷達可以探測飛機、艦艇、導彈以及其他軍事目標，除了軍事用途外，雷達在交通運輸上可以用來為飛機、船只導航，在天文學上可以用來研究星體，在氣象上可以用來探測臺風，雷雨，烏云。

二、雷達的基本工作原理

雷達的基本工作原理是:雷達發射機產生足夠的電磁能量，經過收發轉換開關傳送給天線;天線將這些電磁能量輻射至大氣中，集中在某一個很窄的方向上形成波束，向前傳播;電磁波遇到波束內的目標后，將沿著各個方向產生反射，其中的一部分電磁能量反射回雷達的方向，被雷達天線獲取;天線獲取的能量經過收發轉換開關送到接收機，形成雷達的回波信號。由于在傳播過程中電磁波會隨著傳播距離而衰減，雷達回波信號非常微弱，幾乎被噪聲所淹沒。接收機放大微弱的回波信號，經過信號處理機，可提取出包含在回波中的信息，并在顯示器上表示出目標的距離、方向、速度等。

1、測量距離

為了測定目標的距離，雷達準確測量從電磁波發射時刻至接收到回波時刻的延遲時間，即電磁波從發射機到目標，再由目標返回雷達接收機的傳播時間。根據電磁波的傳播速度，可以確定目標的距離為:S=CT/2。

其中:S為目標距離，T為電磁波從雷達到目標的往返傳播時間，C為光速。

2、確定方向

雷達測定目標的方向是利用天線的方向性來實現的。兩坐標雷達只能測定目標的方位角，三坐標雷達可以測定方位角和俯仰角。

3、測定速度

測定目標的運動速度是雷達的一個重要功能，雷達測速利用了物理學中的多普勒原理。當目標和雷達之間存在著相對位置運動時，目標回波的頻率就會發生改變，頻率的改變量稱為多普勒頻移，用于確定目標的相對徑向速度。通常，具有測速能力的雷達，要比一般雷達復雜得多，例如脈沖多普勒雷達。

雷達是利用無線電波來測定物體位置的無線電設備。電磁波同聲波一樣，遇到障礙物要發生反射，雷達就是利用電磁波的這個特性工作的。波長越短的電磁波，傳播的直線性越好，反射性能越強，因此，雷達用的是微波波段的無線電波。

三、雷達技術發展簡史

雷達技術首先在美國應用成功。美國在1922年利用連續波干涉雷達檢測到木船，1933年6月利用連續波干涉雷達首次檢測到飛機。該種雷達不能測距。1934年美國海軍開始發展脈沖雷達。英國于1935年開始研究脈沖雷達，1937年4月成功驗證了CH（Chain Home）雷達站，1938年大量的CH雷達站投入運行。英國于1939年發展飛機截擊雷達。1940年由英國設計的10cm波長的磁控管由美國生產。磁控管的發展是實現微波雷達的最重要的貢獻。1940年11月，美國開發微波雷達，在二次世界大戰末期生產出了10cm的SCR-584炮瞄雷達，使高射炮命中率提高了十倍。二戰中，俄、法、德、意、日等國都獨立發展了雷達技術。但除美國、英國外，雷達頻率都不超過600MHz。二戰中，由于雷達的很大作用，產生了對雷達的電子對抗。研制了大量的對雷達的電子偵察與干擾設備，并成立了反雷達特種部隊。

二戰后，特別是五、六十年代，由于航空航天技術的飛速發展，用雷達探測飛機、導彈、衛星、以及反洲際彈道導彈的需要，對雷達提出了遠距離、高精度、高分辨率及多目標測量的要求，雷達進入蓬勃發展階段，解決了一系列關鍵性問題：脈沖壓縮技術、單脈沖雷達技術、微波高功率管、脈沖多卜勒雷達、微波接收機低噪聲放大器（低噪聲行波管、量子、參量、隧首二極管放大器等）、相控陣雷達。七十至九十年代，由于發展反彈道導彈、空間衛星探測與監視、軍用對地偵察、民用環境和資源勘測等的需要，推動了雷達的發展。出現了合成孔徑雷達（SAR），高頻超視距雷達（OTHR），雙/多基地雷達，超寬帶（UWB）雷達，逆合成孔徑雷達（ISAR），干涉儀合成孔徑雷達（InSAR），綜合脈沖與孔徑雷達等新技術新體制。

四、雷達的應用 及其種類

（一）雷達不僅用于探測目標，并且成為武器的重要組成部分（如精確制導導彈）。雷達的軍事用途簡述如下：、搜索雷達和警戒雷達：作用距離400-600km，用于發現飛機。、預警雷達/超遠程雷達:作用距離數千公里,用于發現戰略轟炸機,洲際導彈。3、引導指揮雷達(監視雷達),用于對殲擊機的引導和指揮作戰,機場調度。機載預警雷達是當前一種重要雷達。

4、制導雷達：控制導彈去攻擊飛機和/或導彈等目標。、戰場監視雷達:用于發現坦克軍用車輛人和其它在戰場上的運動目標.、機載雷達：（截擊、轟炸瞄準、護尾、導航雷達）：現代戰斗機上的雷達具有搜索、截獲目標，空對空制導導彈，空對地觀察地形和引導轟炸，敵我識別、地形跟隨和回避等多種功能。

7、艦載雷達:搜索雷達、導航雷達、艦載多功能相控陣監視、預警雷達、偵察雷達、炮瞄雷達、導彈制導雷達等。、炮瞄雷達:自動控制火炮跟蹤攻擊目標。、炮兵雷達:炮兵部隊使用的戰場目標偵察雷達、戰場炮位偵校雷達、對海偵校雷達、炮兵氣象雷達、初速測量雷達、陣地標定雷達。

10、靶場測量雷達:測距、測速、精密定位、安全控制等單功能雷達。

11、雷達導引頭(尋的器)/雷達引信:裝在導彈/炮彈上,末段制導導彈,精確命中目標。毫米波雷達導引頭已應用于導彈制導中。

雖然雷達面臨隱身、電子對抗、反雷達導彈、低空/超低空的挑戰，正處于重大變革時期。但雷達具有全天候，并且不依賴于威脅目標的輻射，因此雷達仍是一種重要的探測手段。現代戰爭中雷達具有非常重要的作用，現代國防離不開雷達技術。

五、雷達技術發展展望

現代戰爭是陸、海、空、天的多維戰場，信息戰成為一種關鍵的作戰樣式。信息能力是衡量作戰能力的關鍵因素，信息能力是被摧毀的首要目標。雷達是一種獲取信息的重要裝備。它面臨電子偵察、電子干擾、隱身、反輻射導彈四大威脅。所以增進強雷達抗偵察、抗干擾、抗隱身（包括抗低空突防）、搞反輻射導彈的能力，是現代戰爭下雷達技術發展的主要方向。雷達在現代戰爭下擔負：目標的精確、實時、全天候偵察監視；對彈道導彈、巡航導彈等大規模破壞性武器的探測與跟蹤；各種隱身目標的探測與識別；戰斗殺傷效果判別和目標識別等任務。雷達還擔任導彈制導和武器火控等任務。雷達為實現上述任務的關鍵技術是：相控陣雷達（PAR），超視距雷達（OHTR）、合成孔徑雷達（SAR）和干涉儀合成孔徑雷達（InSAR）、毫米波雷達（MMW），雙/多基地雷達；高速、實時信號/數據處理技術；雷達組網技術等。相控陣雷達發展方向是:固態有源相相控陣,靈敏、寬帶有源陣列，分布式有源相控陣，有源共形陣，自適應共形陣，超高頻、低旁瓣相控陣天線，多波束相控陣天線，自適應波束形成技術，自適應抗干擾技術，采用光電子技術的有源相控陣技術，數字組件相控陣技術，毫米波空間監視相控陣雷達，反隱身相控陣雷達。合成孔徑雷達（SAR）是戰場監視系統的發展方向。重點開發的內容是：寬帶、超寬帶SAR，探測葉簇、地表下的隱蔽目標，各種目標分類、識別；多功能、多模式，特別是將SAR與GMTI相結合。干涉儀合成孔徑雷達（InSAR）可得到數字地形高程圖；生成二維艦船目標圖像，可用于船只分類；重點解決INSAR的雷達回波“實時”處理問題。高分辨、多波段、多極化、多模式衛星SAR/（INSAR）圖像的解譯技術。超視距雷達（OHTR）發展重點是利用高頻無線電波的電離層反射，擴大雷達的覆蓋范圍，提高分辨率；超視距雷達探測隱身飛機的機理和能力；電離層引起的相位畸變修正技術；非穩定性電離層條件下，低徑向速度目標檢測的信號處理技術；超視距雷達的外噪聲自適應抑制技術。毫米波雷達(MMW),重點發展毫米波導引頭,用于精確制導導彈、靈巧炸彈；毫米波高分辨率目標識別雷達；模塊化、積木式毫米波戰場偵察雷達；毫米波雷達與紅外（光學）傳感器相結合的導引頭、偵察系統；空間（衛星）毫米波相控陣雷達。5 雙/多基地雷達，重點發展反隱身目標的雙/多基地雷達。重點解決雙/多基地雷達的配置、布站技術；雙/多基地雷達的檢測、數據處理技術。◇當代雷達的主要特點

1.8.2.3.4.5.6.雷達ECCM

7.9.高可靠性。