1.4.2 雷达的演进和发展

1.世界雷达发展情况

1）早期雷达的发展

19世纪后期，电磁学理论的建立和相关试验为雷达的诞生奠定了科学基础。1922年，美国海军研究实验室利用双基地连续波雷达检测到在其间通过的木船，开启了雷达的初步尝试。第二次世界大战期间，作为情报侦察的重要手段，雷达得以快速发展。1935年，英国的罗伯特·沃森·瓦特研制出世界上第一台实用雷达。1936年，美国海军研究实验室研制了T/R（收发）开关，使一副天线兼具接收和发射功能，简化了雷达系统结构，并在同年研制出作用距离达40km、分辨力为457m的探测飞机的脉冲雷达，进一步推动了早期雷达的发展。1938年，英国为防德军空中突袭在邻近法国的本土海岸线上布设的报警雷达链Chain Home是早期雷达中最典型的案例。该型雷达设备尺寸庞大、结构笨重，被称为“房间里的巨大设备”，发射和接收天线安装在桁架结构的高塔上，如图1-27所示。

1939年，英国成功研制了大功率磁控管，克服了甚高频雷达波束和频带窄的缺点，使实用雷达步入了微波频段。20世纪40年代，美国辐射研究室把雷达微波新技术应用于军用机载、地面和舰载领域，其代表产品是SCR-270警戒雷达（图1-28）、SCR-584炮瞄雷达（图1-29）和AN/APQ机载轰炸瞄准相控阵雷达。在此期间，俄罗斯、法国、德国、意大利、日本等国都独立发展了雷达技术，但除美国、英国外，雷达频率都不超过600MHz，雷达发展仍处于起步阶段。该阶段的国外雷达已初具现代雷达结构的基本雏形。

2）20世纪50—60年代的雷达发展

20世纪50年代，雷达理论进一步发展，形成了匹配滤波理论、统计检测理论、雷达模糊图理论和动目标显示技术等一系列成果。20世纪60年代，由于航空航天技术的飞速发展，出现了诸如脉冲多普勒雷达、合成孔径雷达、相控阵雷达（如图1-30所示的AN/FPS-85相控阵雷达）等新体制雷达，雷达应用领域拓展到导弹、人造卫星及宇宙飞船等。由于采用了脉冲压缩技术、抑制地物杂波干扰技术、低噪声器件研制技术等，雷达的工作性能、测角精度和作用距离大幅提高，工作波长从短波扩展至毫米波、红外线和紫外线领域。

3）20世纪70—90年代的雷达发展

20世纪70年代，随着数字化技术和超高速集成电路技术的快速发展，雷达信号处理能力取得重大突破，雷达信号处理机更为精巧、灵活，体积缩小到原来的1/10。20世纪80年代，无源相控阵雷达（如图1-31所示的“宙斯盾”雷达）研制成功，毫米波雷达开始研制、试验，同时雷达进行模块化、多功能化和软件工程化设计，使雷达可靠性大幅提升。

20世纪90年代，随着有源相控阵体制雷达技术成熟、毫米波雷达研制成功，以及机载雷达与多传感器的数据融合（如图1-32所示的AN/APG-77雷达）等，雷达逐渐具有多功能、综合化、高可靠、抗干扰、远距离、多目标和高精度等先进特性。

4）21世纪的雷达发展

进入21世纪，相控阵雷达、合成孔径雷达、脉冲多普勒雷达这三种主流体制的雷达不断演变和完善，并逐渐向网络化、智能化发展。同时，高频超视距雷达、逆合成孔径雷达、干涉仪合成孔径雷达、双/多基地雷达、毫米波雷达等新技术新体制日趋成熟，成为未来雷达技术的发展趋势。如图1-33～图1-35所示，以美国3DELRR软件化雷达、法国GM 400雷达、俄罗斯S400防空系统91N6E目指雷达为例，可以看出新时期的雷达已针对整机外观进行了造型设计，呈现出形态整合度高、特征辨识度高等特点。

2.我国雷达发展情况

我国雷达技术和产品的发展历程可分为修配、仿制、自行设计、发展提高和全面发展5个阶段。

1）修配阶段（1949—1953年）

该阶段以修配美国、日本旧雷达为主要标志。1949年，我国第一个雷达研究所（南京电子技术研究所）的成立标志着中国雷达工业的起步。20世纪50年代初，面对朝鲜战争和东南沿海防空警戒对于雷达装备的需要，国家大力支持雷达研究所工作，利用缴获的雷达器材，以及美国、日本在第二次世界大战中留下的旧雷达进行维修和补缺配件，装备部队使用，如图1-36所示。该时期修复的雷达主要为警戒雷达、炮瞄雷达、单目标跟踪雷达，以及舰艇上搜索海面活动的目标雷达，后期也对少量苏式雷达进行过修理，如图1-37所示。

2）以仿制为主的发展阶段（1954年至20世纪60年代初）

该阶段以建立雷达生产基地和仿制苏式雷达产品为主要标志。20世纪50年代初，在苏联的援助下，我国新建雷达生产厂，开始仿制苏式雷达产品，涉及警戒雷达、炮瞄雷达、舰用雷达、机载雷达、制导雷达等。与此同时，我国同步开展地面防空雷达的自行设计，1954年研制成功的中程警戒314甲雷达是我国第一批装备部队的国产雷达，如图1-38所示。1956年，我国设计成功第一部微波对海远程警戒雷达，如图1-39所示。雷达的成功仿制扩展了我国装备部队雷达产品的门类系列，形成了雷达为陆军、海军、空军部队服务的雏形。通过多部雷达的引进仿制，我国掌握了雷达试制生产的全过程。

3）以自行设计为主的发展阶段（20世纪60年代初期至70年代中期）

该阶段以雷达自主研制、新技术大量采用和科研队伍成长壮大为主要标志。20世纪60年代，根据中央军委的要求，该阶段围绕着“两弹一星”等战略武器和陆军、海军、空军常规武器装备的现代化配套，开展了多型雷达的自主研究、试制和生产。在军用领域，单脉冲精密测量雷达（图1-40）、大型预警相控阵雷达（图1-41）、机载火控雷达、导弹制导雷达（图1-42）等多型雷达的研制成功推动了我国雷达技术的快速发展。其中，单脉冲精密测量雷达圆满完成我国第一颗人造卫星“东方红”发射的测控任务。在民用领域，自行设计的气象雷达、空中交通管制雷达等也陆续投入使用。该阶段我国开启自行研制雷达的新时代，从材料、结构、加工工艺等方面全面掌握雷达设计能力。

4）发展提高阶段（20世纪70年代中期至90年代）

该阶段以雷达新技术不断被突破、品种增多为主要标志。改革开放以来，我国雷达技术不断发展，实现了雷达设计集成化、数字化、自动化、固态化。机载雷达方面，研制成功了具有全方位、全高度、全天候的脉冲多普勒机载火控雷达（图1-43）及机载多功能轰炸雷达。船载雷达方面，研制成功了船载精密测量雷达（图1-44）。还研制成功了如炮位侦察校射雷达、敌我识别雷达、天气雷达、近程远程交通管制雷达、着陆雷达、成像雷达等一批新型雷达。

5）全面发展阶段（20世纪90年代以后）

该阶段研制的雷达在技术上实现了全面发展，雷达本身融合了单脉冲跟踪体制技术、脉冲压缩体制技术、多普勒体制技术、相控阵体制技术和成像体制技术等于一体，雷达具备了作用距离远、抗干扰性能好、分辨率高、高可靠的性能。21世纪以来，我国通过陆、海、空、天多领域的雷达装备，建立了国土防空雷达情报网、航天测量控制网、对海雷达情报网及气象雷达探测网等，保障了导弹、卫星、飞机、舰艇等尖端装备。在国庆60周年阅兵式中，我国预警雷达方队首次亮相接受检阅，如图1-45所示。之后我国预警雷达方队陆续参加了纪念抗战胜利70周年阅兵式（图1-46）、建军90周年阅兵式（图1-47）和国庆70周年阅兵式（图1-48、图1-49），次次都有新型雷达装备登场。此外，我国研制的各类雷达产品也频频在珠海航展、世界雷达博览会中亮相，展示了我国的科技实力和大国风采（图1-50～图1-52）。