雷达技术发展规律和宏观趋势分析——4
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雷达技术发展历程及未来发展趋势概述:雷达技术是一种利用电磁波进行探测和测量的技术,广泛应用于军事、航空、气象、导航、交通等领域。
本文将详细介绍雷达技术的发展历程,并探讨未来的发展趋势。
一、雷达技术的发展历程1. 早期雷达技术早期雷达技术起源于20世纪初,最初用于军事领域。
第一次世界大战期间,雷达技术被用于探测敌方飞机。
当时的雷达系统主要基于电波的反射原理,通过发射电磁波并接收反射回来的信号来确定目标的位置和速度。
2. 雷达技术的发展和应用随着科学技术的进步,雷达技术得到了快速发展。
在第二次世界大战期间,雷达技术在军事领域的应用进一步扩展,成为战争中的重要武器。
此后,雷达技术逐渐应用于民用领域,如航空、气象、导航和交通等。
3. 雷达技术的进步和创新随着计算机技术和信号处理技术的进步,雷达技术得到了进一步的提升和创新。
现代雷达系统不仅能够实现更高精度的目标探测和跟踪,还能够提供更多的功能,如地形测绘、气象预测和隐身目标探测等。
二、雷达技术的未来发展趋势1. 高精度和高分辨率未来雷达技术的发展趋势之一是实现更高精度和更高分辨率的目标探测。
通过引入新的信号处理算法和更先进的硬件设备,雷达系统能够实现对小型目标的精确探测和跟踪,提高雷达系统的目标识别能力。
2. 多功能集成未来雷达系统将趋向于多功能集成,实现多种功能的融合。
例如,将雷达系统与其他传感器和系统集成,如红外传感器、光学传感器和卫星导航系统等,可以提高雷达系统的综合性能和适应性。
3. 自适应和智能化未来雷达技术的发展趋势之一是实现自适应和智能化。
通过引入人工智能和机器学习算法,雷达系统可以根据环境变化和任务需求进行自主调整和优化,提高系统的性能和效率。
4. 高效能源和环境友好未来雷达系统将注重能源的高效利用和环境的友好性。
通过采用新型的能源供应和管理技术,如太阳能和储能技术,以及降低功耗和减少对环境的影响,雷达系统可以实现更高的能源利用效率和更低的碳排放。
2024年低空预警雷达市场前景分析概述低空预警雷达是一种用于监测低空飞行器、无人机和其他空中目标的雷达系统。
随着无人机的迅猛发展和广泛应用,低空预警雷达市场呈现出巨大的潜力和发展空间。
本文将对低空预警雷达市场的前景进行分析。
市场规模及趋势近年来,无人机市场快速增长,促使低空预警雷达市场迅速崛起。
根据市场研究机构的数据,全球低空预警雷达市场在过去几年里以每年超过10%的复合年增长率增长。
预计到2025年,全球低空预警雷达市场规模将达到XX亿美元。
市场驱动因素1.无人机的普及和广泛应用:无人机在农业、安防、航空等领域的应用不断扩大,对低空预警雷达的需求也不断增长。
2.安全意识的增强:随着无人机的普及,人们对低空飞行的安全性关注度提高,低空预警雷达作为安全监测和预警系统得到广泛关注。
3.政府政策的支持:许多国家和地区加强了对无人机监管的政策和法规,促使低空预警雷达市场的增长。
市场挑战与机遇1.技术突破:低空预警雷达需要解决诸多技术难题,如识别无人机与其他低空目标的能力、抗干扰能力等,技术突破将是市场发展的关键。
2.市场竞争:低空预警雷达市场竞争激烈,主要厂商不断加大研发投入,加剧了市场竞争。
3.法规限制:由于低空预警雷达涉及飞行安全和隐私等问题,法规监管对市场发展造成一定的限制。
市场分析低空预警雷达市场呈现出以下几个特点: 1. 无人机市场的快速发展,推动低空预警雷达市场的快速增长。
2. 公共安全和国防领域对低空预警雷达的需求增长迅猛。
3. 运输、物流等行业开始逐步采用低空预警雷达,提高飞行安全性。
市场前景展望未来几年,低空预警雷达市场有望继续保持快速增长,主要基于以下几个因素:1. 随着无人机市场进一步发展,低空预警雷达将成为必备设备,市场需求将持续增长。
2. 技术的不断突破将带来更高性能的低空预警雷达产品,为市场提供更多机遇。
3. 政府对无人机监管力度的加强将进一步推动低空预警雷达市场的发展。
2024年微波雷达市场分析现状1. 引言微波雷达作为一种使用微波频段进行探测和测量的技术手段,近年来在多个领域中得到了广泛应用。
微波雷达具有高分辨率、全天候工作、不受光照条件限制等优势,被广泛应用于军事、民用、环境保护等领域。
本文将对微波雷达市场进行分析和评估。
2. 市场规模分析随着技术的发展和应用领域的不断扩大,微波雷达市场规模逐渐扩大。
根据市场调研数据显示,全球微波雷达市场规模在过去几年中呈现稳步增长的趋势。
预计到2025年,全球微波雷达市场规模将达到XX亿美元。
3. 市场应用分析3.1 军事领域微波雷达在军事领域有着广泛的应用。
作为一种有效的探测和侦察手段,微波雷达可以用于监测敌方目标、侦察敌方阵地以及导航和制导系统等。
随着军事技术的不断发展,对于微波雷达的需求不断增加,这将推动市场进一步发展。
3.2 民用领域在民用领域,微波雷达也有着广泛的应用前景。
例如,在交通管理中,微波雷达可以用于车辆识别和测速控制。
此外,微波雷达还可以应用于无人驾驶技术中,实现对车辆和障碍物的自动探测和避障。
随着城市交通管理和智能交通系统的发展,民用领域对于微波雷达的需求将不断增加。
3.3 环境保护领域微波雷达在环境保护领域也有着应用潜力。
例如,在气象预测和气候研究中,微波雷达可以用于测量降水量和云层特性,提供重要的气象数据。
此外,在污染监测方面,微波雷达可以用于监测大气中的颗粒物浓度和分布情况。
随着环境保护意识的提高和相关政策的支持,微波雷达在环境保护领域的市场需求也将增加。
4. 竞争态势分析微波雷达市场中存在着一些主要的竞争厂商。
这些厂商凭借其先进的技术和丰富的经验占据了市场份额。
此外,新进入市场的竞争者也在不断涌现,推动市场竞争进一步加剧。
在竞争激烈的环境中,厂商需要不断创新和提升产品性能,以满足市场需求。
5. 市场发展趋势5.1 技术升级和创新随着科学技术的不断进步,微波雷达技术也在不断升级和创新。
例如,通过引入更高频段的微波雷达,可以提供更高的分辨率和更精确的探测能力。
雷达技术的发展与应用近年来,雷达技术已成为重要的科学技术领域之一,广泛应用于军事、民用和科研领域。
雷达技术的快速发展,使其应用范围不断扩大,其在现代信息化时代的作用越加显著,成为维护国家安全和推动科技进步的重要手段。
一、雷达技术的概念和发展历程雷达技术(Radar)是一种利用电磁波进行探测和测量的技术,包括雷达发射机、天线、接收机和信号处理系统等部分。
雷达技术的诞生源于20世纪20年代的欧洲,最初被用于航空领域,随着科学技术的不断进步,雷达技术逐渐被应用于军事、气象、航空、航海、勘探和通讯等领域,极大地拓展了雷达技术的应用领域。
二、雷达技术的应用1.军事领域雷达技术在军事领域中的应用范围非常广泛。
从防空到海上监视,从导弹拦截到轰炸机探测,雷达技术被广泛应用于军事装备中。
例如,以美国的F-35战斗机为例,其雷达系统可以扫描360度全方位,探测范围高达500公里,能够探测到并跟踪多达20架敌机。
军事领域中的雷达技术不仅在探测和监测方面发挥了重要作用,也为战争中的指挥决策提供了重要的技术支持。
2.民用领域雷达技术在民用领域中的应用也越来越广泛。
例如,天气雷达可以探测到降雨、风向、温度等信息,为气象预报提供了重要的数据支持;机场雷达可以为飞机导航和空中交通控制提供可靠的信息;汽车雷达可以在低能见度环境下为驾驶员提供前方障碍物的信息,提高行车安全性。
3.科研领域在科研领域中,雷达技术不仅被应用于气象、海洋、地球物理等领域的研究中,还可以利用雷达成像技术对大自然的各种景象进行研究。
例如,雷达成像技术可以用于观测冰川的运动、冰雪下水的流动等,以及观测太空飞行器和流星的轨迹等。
三、雷达技术的未来发展趋势1.发展多波段雷达技术未来雷达技术的发展将面临更加复杂的场景和多样化的目标,因此多波段雷达技术将成为未来雷达技术发展的重要方向。
多波段雷达技术的应用可以提高雷达的探测能力和识别性能,以满足不同目标对雷达的要求。
2.发展超材料和元器件技术超材料和元器件技术的发展将促进雷达探测和成像的精度和灵敏度提高。
雷达技术发展历程及未来发展趋势一、发展历程雷达技术是一种利用电磁波进行探测和测量的技术,广泛应用于军事、航空、气象、导航、地质勘探等领域。
雷达技术的发展可以追溯到二战期间,随着科学技术的不断进步,雷达技术也在不断发展演变。
1. 早期雷达技术(20世纪30年代至50年代)早期的雷达技术主要以机械扫描雷达为主,使用脉冲信号进行目标的探测和测量。
这种雷达技术虽然在二战期间发挥了重要作用,但由于技术限制,其性能和精度相对较低。
2. 进阶雷达技术(20世纪50年代至80年代)进入20世纪50年代后,随着电子技术的快速发展,雷达技术得到了长足的进步。
首先是引入了连续波雷达技术,通过连续的电磁波进行目标的探测和测量,提高了雷达的探测距离和精度。
同时,雷达的工作频率也得到了提高,从毫米波段逐渐发展到毫米波段和光波段,进一步提高了雷达的性能。
3. 现代雷达技术(20世纪80年代至今)进入20世纪80年代后,雷达技术进一步迈入了现代化阶段。
随着计算机技术的快速发展,雷达的信号处理能力得到了大幅提升,实现了更高的目标探测和跟踪精度。
此外,雷达技术还引入了多普勒效应,可以对目标的运动状态进行测量和分析,提高了雷达的目标识别能力。
二、未来发展趋势随着科学技术的不断进步,雷达技术在未来仍将继续发展演进,以下是未来雷达技术的一些发展趋势:1. 高频高分辨率雷达未来的雷达技术将继续提高工作频率,从而实现更高的分辨率。
高频高分辨率雷达可以更准确地识别和跟踪目标,对于军事、航空等领域具有重要意义。
2. 多模态雷达多模态雷达是指同时使用多种不同工作频率或者波束模式的雷达系统。
通过多模态雷达可以综合利用不同频率的优势,提高雷达的性能和可靠性,适应不同的应用场景。
3. 主动相控阵雷达主动相控阵雷达是指通过控制阵列中的每一个发射/接收单元的相位和幅度来实现波束的电子扫描。
相比传统的机械扫描雷达,主动相控阵雷达具有更快的扫描速度和更高的灵便性,可以实现更高的目标探测和跟踪能力。
2023年空管雷达行业市场环境分析
空管雷达行业市场环境分析
一、宏观经济环境
随着经济全球化加速和信息技术的迅猛发展,国际航空业市场不断扩大。
中国企业在改革开放的背景下,加快了对国际市场的开放步伐,进一步拓展了市场空间。
同时,国家在高技术领域的不断发力,促进了智慧机场、数字航空、机器学习等技术的应用,进一步增强中国企业的核心竞争力。
二、国内环境
从国内的政策和市场来看,尽管在2017年之前市场规模增长相对缓慢,但是随着国
家航空市场的快速发展,国家“一带一路”倡议不断深入,并且“民航十三五”规划也在积极推进。
这些政策的出台和实施,从政策层面上为空管雷达行业奠定了厚实的基础。
三、技术环境
技术环境是空管雷达行业发展的重要支撑,随着人工智能等新技术的不断涌现,空管雷达行业的技术水平和应用场景也在不断扩大。
同时,航空行业的复杂性越来越高,对系统的可靠性、安全性和智能化的要求也越来越高,这都是对空管雷达技术的进一步提升和应用的要求。
四、市场竞争环境
当前,空管雷达行业的市场竞争环境也在不断加剧。
一方面,国内和国际的竞争对手在技术、服务、价格等方面都有相对优势。
另一方面,市场需求越来越个性化和多样化,迫使企业不断提升自身的技术实力和服务能力,以更好地适应市场需求。
五、未来趋势
从当前市场和技术环境来看,空管雷达行业的未来发展将更加注重技术创新和服务创新,打造更高水平的传感网络,优化传感数据分发与处理,提升智慧航空的应用水平。
同时,将加强云计算技术的应用,构建智慧型的空管服务平台,实现数字化、智能化的管理,提升服务效率。
2024年超声波雷达市场发展现状引言超声波雷达技术是一种通过发射和接收超声波信号来探测并测量目标距离、运动状态和形态以及环境特征的无线传感技术。
它在工业自动化、无人驾驶、安防监控等领域具有广泛应用。
本文将介绍超声波雷达市场的发展现状。
市场规模和增长趋势超声波雷达市场在过去几年间呈现快速增长的趋势。
根据市场研究机构的数据,2019年全球超声波雷达市场规模达到XX亿美元,并预计未来几年仍将保持较高的增长率。
这种增长主要受到以下几个因素的驱动:1.工业自动化需求的增加:工业自动化领域对距离测量和目标探测的需求日益增加,超声波雷达技术在此方面具有重要应用价值。
2.无人驾驶技术的发展:随着无人驾驶技术的不断进步,超声波雷达作为感知、避障和探测系统的重要组成部分,其需求也在逐步增加。
3.安防监控领域的应用扩展:超声波雷达在安防监控领域的应用不断扩展,包括人员定位、地下管道检测等方面,推动了市场的增长。
市场应用领域超声波雷达市场的应用领域广泛,主要包括以下几个方面:1.工业自动化:超声波雷达技术用于工业自动化领域的距离测量、目标检测和障碍物避让等方面。
例如,超声波雷达可以用于测量物体与机器人的距离,以实现精准的物体抓取和定位。
2.无人驾驶:超声波雷达可用于无人驾驶车辆的感知和避障系统中,通过探测周围环境中的障碍物,帮助车辆做出合适的行驶决策。
3.安防监控:超声波雷达可用于人员定位、地下管道检测等安防监控领域的应用。
通过超声波信号的探测,可以实现对目标的定位和追踪。
市场竞争格局超声波雷达市场竞争激烈,目前主要的竞争对手包括以下几家企业:1.公司A:公司A是超声波雷达领域的领先企业,其产品性能优越,应用领域广泛。
公司A在研发投入和市场推广方面具有较高的竞争优势。
2.公司B:公司B是一家快速发展的超声波雷达企业,其产品价格较为竞争力,受到市场的广泛认可。
3.公司C:公司C专注于特定应用领域的超声波雷达研发和生产,其产品在该领域具有较高的市场份额。
目录
第一章绪论1
1.1研究背景1
1.2研究目的1
1.3文献综述2
第二章中国雷达发展现状3
2.1军事应用3
2.1.1雷达3
2.1.2导航雷达4
2.1.3跟踪雷达5
2.2其他应用5
2.2.1气象雷达5
2.2.2海上雷达5
2.2.3航空雷达6
2.2.4测绘雷达6
第三章中国雷达发展趋势预测7 3.1普遍趋势7
3.1.1战场智能化7
3.1.2高性能雷达8
3.1.3神经网络应用8
3.2技术趋势8
3.2.1多波束雷达技术8
3.2.2高带宽技术9
3.2.3自适应成像技术9
3.2.4非线性处理技术9
3.2.5射频技术10
3.2.6无线数据传输10
第四章结论11
摘要:
本文详细研究了2024年中国雷达现状及发展趋势,包括军事、气象、海上、航空、测绘等应用。
从普遍趋势上看,未来中国雷达发展将朝着战
场智能化的方向发展,技术趋势方面,多波束雷达技术、高带宽技术、自
适应成像技术、非线性处理技术、射频技术和无线数据传输等技术将获得
大幅改进。
本文最后总结了2024年中国雷达现状和发展趋势,为未来中
国雷达发展提供了重要参考。
雷达技术的发展现状与未来趋势随着科技的进步和社会的发展,雷达技术作为一种重要的无线通信技术,也在不断地发展和演进。
本文将探讨雷达技术的现状以及未来的发展趋势。
首先,我们来看雷达技术的现状。
目前,雷达技术广泛应用于军事、航空航天、气象、海洋、交通等各个领域。
在军事上,雷达技术被用于侦察、目标识别、导弹防御等方面,为军事行动提供了强大的支持。
在航空航天领域,雷达技术被用于飞机导航、目标探测等方面,确保了航班的安全。
同时,雷达技术也在各个领域不断创新和发展。
例如,无人机技术的兴起,为雷达技术的发展提供了新的机遇。
无人机搭载雷达设备可以用于地质勘探、环境监测等领域,取得了一定的成效。
此外,雷达技术还在医学领域得到应用,通过对人体的扫描,可以提供重要的医学影像信息,为医生提供诊断依据。
未来,雷达技术依然有巨大的发展潜力。
首先,随着人工智能技术的快速发展,智能雷达将成为未来的发展方向。
通过将雷达与人工智能相结合,可以实现更加精准的目标识别和跟踪,提高雷达系统的自动化水平。
这将使得雷达在军事、安全等领域的应用更加强大和智能化。
其次,雷达技术的微波频段将逐渐向毫米波频段发展。
毫米波雷达相较于传统的微波雷达,具有更高的分辨率和抗干扰能力。
这一技术的发展将为雷达在目标检测和识别方面提供更大的优势。
另外,与通信技术的融合也将推动雷达技术的发展。
雷达和通信技术的结合可以实现雷达的广域网络化,提高雷达的信息传输和共享能力,拓宽雷达的应用范围。
此外,雷达技术在环境监测领域也将有更大的应用空间。
随着环境问题的日益严重,雷达技术可以用于监测大气污染、气候变化等问题,提供重要的数据支持。
综上所述,雷达技术作为一种重要的无线通信技术,在不断的发展创新中展现了广阔的应用前景。
未来,随着人工智能、毫米波技术以及与通信技术的结合,雷达技术将进一步提高其性能和应用范围。
雷达技术的未来发展将为我们的生活带来更多的便利和安全。
雷达技术发展历程及未来发展趋势一、引言雷达技术是一种利用电磁波进行探测和测量的无线通信技术。
它在军事、航空、气象、导航等领域具有重要的应用价值。
本文将介绍雷达技术的发展历程以及未来的发展趋势。
二、雷达技术的发展历程1. 早期雷达技术的发展早期的雷达技术主要用于军事目的,用于探测敌方飞机和导弹的存在和轨迹。
20世纪30年代,英国科学家罗伯特·沃森-瓦特发明了第一个工作的雷达系统。
在第二次世界大战期间,雷达技术得到了广泛应用,对于战争的胜利起到了重要的作用。
2. 雷达技术的发展进步随着科技的进步,雷达技术得到了迅速的发展。
20世纪50年代,雷达技术开始应用于民用领域,如航空、气象、导航等。
雷达系统的探测距离和精度也得到了大幅提升。
此外,雷达技术还得到了微波、数字信号处理等技术的应用,使得雷达系统更加灵敏和高效。
3. 雷达技术的应用拓展随着科学技术的不断进步,雷达技术的应用范围也不断拓展。
除了军事、航空、气象、导航等领域,雷达技术还应用于交通监控、地质勘探、环境监测等领域。
雷达技术的发展促进了人类社会的进步和发展。
三、雷达技术的未来发展趋势1. 高精度与高分辨率未来雷达技术的发展趋势是追求更高的精度和分辨率。
通过引入新的信号处理算法和技术,雷达系统可以实现对目标的更准确的探测和测量。
同时,高分辨率的雷达系统可以提供更详细的目标信息,使得雷达技术在各个领域的应用更加广泛。
2. 多功能雷达系统未来的雷达系统将趋向于多功能化。
传统的雷达系统通常只能完成特定的任务,如探测目标的存在和轨迹。
然而,随着技术的发展,未来的雷达系统将具备更多的功能,如目标识别、目标跟踪、目标分类等。
这将使得雷达系统在各个领域的应用更加灵便和多样化。
3. 雷达与其他技术的融合未来雷达技术的发展趋势是与其他相关技术的融合。
例如,雷达技术可以与无人机技术结合,实现对无人机的监测和控制。
此外,雷达技术还可以与人工智能、大数据等技术相结合,提高雷达系统的智能化和自动化水平。
附件 4雷达技术发展规律和宏观趋势分析摘要:该文着眼于历史、现实和未来的时间尺度,从目标、环境和任务等外因与方式、能力和资源等内因相互作用的视角,对雷达技术的发展动因和阶段特征进行分析寻证后认为,在通道构型、视角覆盖和信号维度等方面,实现由低维度探测向高维度探测的阶梯式演进,是雷达技术发展的基本规律,而改变信息获取方式、提升实现能力和增大资源利用,是雷达技术创新的主要途径。
文中还据此推演了未来雷达技术的发展方向和主要特征,并提出了促进创新发展的建议。
01引言雷达技术已经走过了 70 多年的发展历程,先后经历了二次世界大战、冷战军备竞赛、新军事革命等不同历史因素的促进并经受了考验,雷达技术的体制、理论、方法、技术和应用都已得到很大的发展。
进入新世纪前后的10 多年间,雷达技术面临的目标、环境、任务,以及支撑雷达系统研制生产的相关技术,都发生了深刻的变化。
当今雷达技术仍在高速地发展和演变,从而衍生出许多新的概念、体制和技术,以适应未来全球资源竞争对雷达技术提出的严峻挑战。
目前已有许多综述性文献,在不同的历史时期,分别从特定历史阶段[3-4]、多种系统体制[5-11]、不同应用领域[12-15]、特定国家和机构[16-20]等角度,对雷达技术的发展进行了回顾和分析,剖析重点装备和技术、分析历史阶段划分、透视装备发展主线、归纳技术发展动向。
这些工作对于促进当时的雷达技术发展,起到了重要的推动作用。
本文试图从宏观的视角和大的时间尺度,认识雷达技术发展的内外因素和物理实质,分析雷达技术创新和变革的源动力,探讨雷达技术发展的规律和主要表现形式,剖析不同发展阶段的主要技术特征,推演预测未来发展的方向和特征,透视制约雷达技术发展节奏的内外因素。
以期为把握雷达技术发展的时代脉络和宏观趋势、契合需求和引领创新、推动发展和促进应用,提供新的观察视角和思考方法。
0202 雷达系统技术的发展外因目标、环境和任务,是促成雷达体制、频段、理论和技术不断发展演变的3 个主要外部因素。
其中,对雷达技术发展推动作用最大的是目标多样化,其次是环境复杂化和任务多元化。
目标多样化是指目标的种类构型、运动特性、活动空间、散射特性、极化特性、频谱特性等方面呈现多样化的趋势。
例如,目标的种类构型由常规的空中飞机逐渐扩展为战术导弹、弹道导弹、巡航导弹、掠海导弹、无人飞机、浮空平台、临近空间平台、空天飞机、碎片卫星、潜艇舰船、海面地表、山川地形、地下建筑、跑道机场、桥梁建筑、道路工事、营房部队、发射井架、火力单元、车辆装甲、输电线路、信息装备等。
而目标的特征属性逐渐由常规目标扩展为隐形、隐蔽、遮蔽,静止、时敏、慢速、高速、机动、变轨,低空、高空、空间、临近空间等。
环境复杂化是指雷达的工作环境、生存环境、电磁环境,以及目标的周边环境变得更加复杂。
例如,除传统的气象、云雨、地海杂波外,雷达还要面临山地、城市、海浪、海面蒸发等引起的强杂波、仙波;除了平坦地物背景中的目标探测,还需对山川、河谷、城市、建筑环境中的目标进行探测。
任务多元化是指雷达的作战使命出现多向分化和范围扩展的趋势,以满足现代信息化战争,以及应对多种威胁和遂行多样化任务的需要。
例如,除了传统的警戒、引导、火控、制导等任务外,雷达还需要在对地侦察、精确打击、防空防天、反导反卫等军事任务,以及反恐维稳、灾难救援、危机控制等任务中起到预警探测、跟踪制导、侦察监视、目标识别、打击评估、环境感知、目标搜索等作用。
正是以上 3 个方面外部因素的共同作用,促使了雷达技术的进步和体制的多样化发展。
例如:在更复杂的周边环境中,获取更加精细的目标信息,以实现目标的成像与识别的需求,促使雷达体制演化、极化利用、频段拓展、带宽增大。
因此出现了双多基地SAR(Synthetic Aperture Radar)、3 维SAR、极化干涉SAR、太赫兹雷达等新的雷达技术。
在更复杂的目标环境中,以更高数据率,实现多样化目标的探测与跟踪的需求,促进了雷达向多功能、数字化方向发展,平台向临近空间和空间平台延伸。
因此出现了数字相控阵雷达、MIMO(Multiple Input Multiple Output)雷达、临近空间雷达和天基预警雷达等新的雷达技术。
在更复杂的生存环境中,实现多样化目标的探测与跟踪,并获得更高的作战性能的需求,促使雷达提高生存能力、加强隐蔽性,改善低截获、抗干扰和反隐身性能,因此出现了无源、被动、外辐射源、双多基地、栅栏、分布式、网络化等雷达体制。
03雷达系统技术发展的内因“方式”、“能力”和“资源”是雷达体制、频段、理论和技术不断发展和演变的3 个主要内部因素。
其中,对雷达技术创新最具推动作用的是“方式”,其次是“能力”和“资源”。
“方式”是指雷达系统获取信息的方式,包含运动、布设、配置、构型等实现途径。
“能力”是指相关技术进步对雷达系统运动、布设、配置、构型,信号产生、发射、接收、记录和处理等方面提供的实现能力。
“资源”是指雷达系统对平台、波形、频带、极化等资源的利用程度。
以上 3 个方面的内部因素,以不同形式,从不同侧面,在历史、现实和未来的时间尺度上,始终是推动雷达体制演化与创新的内在动力。
3.1 获取信息方式的改变是雷达体制创新的源泉雷达获取目标信息的占据、运动、配置、构型等几何方式的改变,将引起回波中目标信息存在的形式与规律的显著变化,从而导致目标信息提取方法、雷达系统体系结构和实现技术的深刻变化,也会使雷达具备新的能力,适应新的作战任务需要。
例如:雷达占据的空间位置,由最初的一点布局,逐渐衍生为一条直线、两条直线乃至两条相互缠绕的曲线,从而实现了由方位低分辨的对空警戒雷达向方位高分辨的SAR、干涉SAR 和分布式SAR 2 维对地成像的衍生,并且正在进一步向多条平行直线等面状布局形态拓展,形成真正具有高程分辨能力的3 维SAR 成像。
同时,雷达站占据的空间位置,也由最初的一点布局,逐渐衍生出双点、多点布局,从而形成了双多基地雷达。
可以预期,未来还将进一步向多点分布式雷达和多点立体网格雷达演化。
雷达占据的等效空间位置,也可以利用目标相对于雷达转动引起的观察视角变化来实现。
例如,利用目标平动产生的观察视角1 维变化,已发展出了ISAR (Inverse Synthetic Aperture Radar) 2 维成像技术。
可以预期,利用目标平动和转动产生的观测视角2 维变化,未来还可能发展出ISAR 3 维成像技术。
雷达通道占据空间位置的配置方式,由具有周期、平面、连续特征的传统阵列,逐步衍生为单发多收、端发多收、多发多收、随机和共形阵列等多种不同形态,演绎出不同的信息获取能力,从而产生了数字波束形成、数字阵列雷达和共形阵列雷达。
可以预期,未来还将进一步向具有间断多组形态的分布式阵列方向衍生。
这些例子都从不同角度表明,改变获取信息方式是雷达体制创新的源泉。
3.2 获取信息能力的增强是雷达体制变革的基础产生、发射、接收、记录、处理等基础技术和承载平台等相关工程实现技术的进步,可以为雷达系统提供新的技术能力。
例如:飞机使雷达具备了运动能力,能够以运动的方式获取目标信息,从而构成了合成孔径雷达诞生的硬件基础,雷达技术产生了革命性的进步。
飞机、卫星、飞艇等承载平台,也使雷达获得了登高望远的能力,承载于飞机和卫星的雷达系统,由于视距范围显著增加、观测范围增大,可以大大拓展雷达的探测距离和覆盖范围,实现早期预警和广域监视。
收发相参技术的突破,使得雷达具备了相位控制和相位信息利用的能力,从而构成了上世纪60 年代相控阵、合成孔径和脉冲多普勒三大体制同时诞生的技术基础,也使雷达技术产生了划时代意义的飞跃。
有限极化控制和利用能力,已经使雷达取得相当的效益。
如利用极化在警戒雷达中对抗有源/无源干扰、在合成孔径雷达中进行地物分类,在极化干涉SAR 中反演植被高度等等。
随着极化控制和极化信息利用能力的增强,可以预期,雷达技术有望获得新的发展机遇。
例如,如果采用类似相位调制和控制的方式对极化进行控制和利用,有可能为雷达提供新的能力,从而产生新的体制变革。
多通道同时记录能力、多波形产生和控制能力,使传统相控阵雷达得以衍生出接收DBF (DigitalBeam Forming)、数字阵列和正交波形MIMO 雷达,从而获得了同时多波束、波束3 维空变的能力,以及更高的数据率、更多的功能、更强的环境适应能力、更好的低截获和抗干扰能力。
这些例子都从不同角度表明,新技术的利用和集成,是雷达体制不断演变发展重要的技术和物质基础。
3.3 获取信息资源的利用是雷达体制演化的重要途径随着相关技术领域的进步和经济可承受能力的增加,雷达系统对已有资源所提供信息的利用程度逐渐提高,雷达系统可利用的资源种类和数量也逐渐增多,从而引起体制和能力上的显著变化。
对雷达系统现有资源进行优化配置,并增加信号处理的空间维数,从而在更高维的信号空间中扩大和鉴别目标与背景的差异,实现目标信息的充分挖掘和利用,是雷达性能提升的重要途径。
例如,在运动的雷达中寻求地面运动杂波与空中运动目标回波差异的努力,带来了重频提高和信号空间维度增加,从而促进了脉冲多普勒体制的诞生和发展。
通过增加平台、相位、极化、频段、带宽、波形、信源、先验信息等资源的种类或数量,可以构成多波段多极化SAR、极化干涉SAR、正交波形MIMO 雷达、多波段多极化警戒雷达、多平台联合预警雷达等。
可以预期,随着经济可承受能力的增强,未来将允许采用更多的系统资源,构成形态更为复杂的立体网络雷达等探测系统。
由此看出,资源的增加和利用是雷达体制演化的重要途径。
04雷达系统技术的发展规律根据以上对雷达技术发展外因、内因的分析,结合雷达技术发展演进历史的重大事件,可以初步归纳出雷达技术发展演变的物理实质和基本规律。
雷达系统的发展也像其它事物的发展演变一样,遵循着由简单到复杂、由低级到高级的普遍规律。
总的来说,其发展规律是由低维度探测逐步向高维度探测演进,如图1 所示。
从长远来看,雷达技术目前仍处于其发展历程的中级阶段,其发展节奏取决于应用需求与综合能力的契合。
相关技术的革命是雷达系统飞跃发展的推动力,新概念和基础理论的突破是雷达新能力形成的先导,基础技术的变革为雷达性能提升带来新的机遇。
4.1 占据更大谱宽是雷达体制创新的物理实质在雷达技术发展和体制多样化的表象后面,隐藏着贯穿其发展脉络的两条重要线索:即占据更宽的频谱,以获得高的纵向分辨能力和定位精度;占据更大的空间谱[21-23],以获得更高的横向分辨能力和定位精度。
目标散射场在空间球面上形成空间谱,传统单站、双多基地、分布式雷达,2 维和3 维SAR及ISAR,相控阵、数字阵、分布式相控阵和未来的立体网络雷达等,均可以在空间谱球面上找到其对应的形态。