對戰(zhàn)機來講，雷達就是眼睛。今天，機載雷達性能的高低，會直接影響空戰(zhàn)的勝負(fù)。

因此，戰(zhàn)機配備什么樣的雷達成為衡量其作戰(zhàn)能力的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。如俄羅斯的蘇-57戰(zhàn)機，據(jù)稱裝備有多部雷達，擁有環(huán)場視野，具備跟蹤打擊多個目標(biāo)的能力。其中機頭位置安裝的前視X波段雷達，最大探測距離達350-400千米。由法佐特龍雷達研究院研制的“甲蟲”-AME有源相控陣?yán)走_與米格-35戰(zhàn)機的“合體”，才使后者“達到完全體狀態(tài)”。

前不久，美國一家公司研發(fā)出一款緊湊型機載有源相控陣?yán)走_，重量約為50千克，重量輕，成本低，有望安裝到包括無人機和直升機在內(nèi)的多種飛行器上。這預(yù)示著，當(dāng)前和今后各國在這方面的研發(fā)與角逐仍將繼續(xù)。

不斷進化的機載雷達讓戰(zhàn)機“耳聰目明”

機載雷達,被形象地稱為空中“鷹眼”。

世界上第一臺機載雷達出現(xiàn)在英國。為應(yīng)對敵方潛艇，英國于1937年進行了首次雷達空中試驗，該雷達也可用來協(xié)助載機在軍艦上起降。

經(jīng)過80余年發(fā)展，世界各國已經(jīng)發(fā)展出多種具有不同體制和用途的雷達，其功能早已突破最初測距、測速、測向的范圍，完成了向高分辨率地圖測繪、氣象探測、目標(biāo)識別和電子對抗等功能拓展。

按照其功能和載機平臺的不同，機載雷達一般分為以下幾種：

氣象導(dǎo)航雷達：通常配裝運輸機、直升機等，主要用于雷暴、湍流、風(fēng)切變等危險氣象探測，引導(dǎo)載機進行規(guī)避飛行。

預(yù)警雷達：一般配裝大型預(yù)警指揮機，用于戰(zhàn)場遠程早期預(yù)警和空中指揮引導(dǎo)。

搜索監(jiān)視雷達：通常配裝大中型運輸機、無人機等，多用于對海面目標(biāo)的搜索和監(jiān)視，部分具備搜潛功能。

成像偵察雷達：主要配裝大中型運輸機、無人機等，通過合成孔徑雷達（SAR）成像，對陸海戰(zhàn)場進行成像偵察和監(jiān)視地面、海面目標(biāo)，部分雷達兼具對空中動態(tài)目標(biāo)的監(jiān)視功能。

多功能火控雷達：通常配裝戰(zhàn)斗機、轟炸機等，一般具備多目標(biāo)搜索跟蹤、地圖測繪、氣象導(dǎo)航等功能，主要用于對空中、地面和海面目標(biāo)的搜索、跟蹤和武器制導(dǎo)。

其中，機載火控雷達的性能高低與戰(zhàn)機攻擊時的“臨門一腳”成效緊密相關(guān)。

最初的機載火控雷達采用的是脈沖體制，依靠發(fā)射微波脈沖信號和對回波脈沖的檢測，確定目標(biāo)是否存在及距離。由于下視時地面回波強度遠大于空中目標(biāo)的回波強度，因此簡單脈沖體制的機載火控雷達不具備下視和引導(dǎo)武器下射能力。另外，這種方式易受敵方干擾，精度也不高。

20世紀(jì)50年代，脈沖多普勒火控雷達現(xiàn)身。這種雷達運用脈沖多普勒效應(yīng)，利用飛行狀態(tài)下所感知的運動目標(biāo)回波和地面回波頻率的差異，來抑制地面回波，檢測被掩蓋的運動目標(biāo)回波，從而具備下視發(fā)現(xiàn)低空飛行目標(biāo)的能力。

之后，脈沖多普勒火控雷達經(jīng)歷了從反射面天線到低副瓣平板縫陣天線，從模擬信號處理到數(shù)字信號處理及數(shù)字化操控顯示的發(fā)展過程。具有高、中、低脈沖重復(fù)頻率全波形和數(shù)字化信號處理能力的戰(zhàn)機火控雷達的出現(xiàn)，使戰(zhàn)機擁有了全向探測和同時多目標(biāo)搜索、跟蹤能力。

典型的脈沖多普勒雷達包括配裝F-16系列飛機的AN/APG-68雷達，配裝F-18系列飛機的AN/APG-73雷達，配裝阿帕奇武裝直升機的AN/APG-78“長弓”雷達，以及意大利的Grifo系列雷達、歐洲雷達集團的Captor雷達、俄羅斯的“甲蟲”系列雷達等。

脈沖多普勒雷達能夠制導(dǎo)中距空空導(dǎo)彈實施攻擊，還具備對地面、海面目標(biāo)搜索跟蹤和引導(dǎo)攻擊以及對地面目標(biāo)進行高分辨率成像的能力，但受到天線機械掃描、發(fā)射機功率和工作帶寬等限制，脈沖多普勒雷達的發(fā)展也有瓶頸，難以在探測距離、多目標(biāo)跟蹤、可靠性和抗干擾方面再進一步。為此，有源相控陣?yán)走_應(yīng)運而生。

有源相控陣?yán)走_與脈沖多普勒雷達的天線不同。其天線的核心是成百上千個收發(fā)組件（T/R組件），每個T/R組件都包含了一組小型發(fā)射機、接收機和移相器等。

通過分別調(diào)整每個T/R組件中移相器的發(fā)射、接收信號的相位，就可以實現(xiàn)雷達波束掃描。這種掃描沒有機械掃描的慣性限制，因此可以實現(xiàn)波束掃描的捷變（跳變），提升多目標(biāo)跟蹤性能和抗干擾能力。受行波管發(fā)射機的限制，脈沖多普勒雷達的工作帶寬難以超過1吉赫，而現(xiàn)在有源相控陣?yán)走_的工作帶寬可以達到4吉赫水平，大幅提高了抗干擾能力。

一些四代機的雷達也因此獲得電子戰(zhàn)偵察、干擾和數(shù)據(jù)鏈制導(dǎo)武器的能力。例如，在進行電子戰(zhàn)時實施高增益電子支援（偵察）和高功率電子對抗（干擾），傳統(tǒng)機載電子戰(zhàn)系統(tǒng)只能對對手的雷達主瓣信號進行截獲偵察，一些四代機雷達則可以截獲、偵察遠距雷達副瓣信號。在對敵方雷達進行遠距大功率壓制干擾時，傳統(tǒng)機載電子戰(zhàn)系統(tǒng)干擾有效功率只能達到百瓦量級，一些四代機雷達干擾有效功率可達1兆瓦以上。

新的作戰(zhàn)方式正在將雷達性能推向極致

現(xiàn)代空戰(zhàn)正沿著超視距作戰(zhàn)方向發(fā)展，強調(diào)先發(fā)現(xiàn)、先攻擊。

新的作戰(zhàn)方式，正在將雷達性能推向極致。

當(dāng)前，在超視距空戰(zhàn)理論中，空空作戰(zhàn)區(qū)域已被細(xì)分為態(tài)勢感知、交戰(zhàn)/回避決策、超視距攻擊、威脅回避、威脅對抗等不同區(qū)域，每個區(qū)域都有明確的邊界和對傳感器的要求。

為此，工程師專門設(shè)計了多種有針對性的雷達工作模式，以充分發(fā)揮有源相控陣火控雷達的技術(shù)優(yōu)勢，比如空中優(yōu)勢模式、先進空-空模式、先進打擊模式、電子對抗模式等。這些工作模式中又包括一些子模式。如空中優(yōu)勢模式又包括搜索加跟蹤、近距格斗子模式，先進空-空模式包括邊搜索邊測距、邊掃描邊跟蹤、單目標(biāo)跟蹤、入侵群目標(biāo)分辨子模式等。

空中優(yōu)勢模式是自動化程度較高的空戰(zhàn)模式，通常用于激烈的空戰(zhàn)對抗階段。這種模式下，雷達在指定空域搜索目標(biāo)，自動截獲、發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并轉(zhuǎn)入跟蹤狀態(tài)，可以有效降低飛行員在空戰(zhàn)中操作雷達的工作壓力。

先進空-空模式下，飛行員的操作選擇較多，主要用于遠距態(tài)勢感知，為激烈的空戰(zhàn)對抗做好準(zhǔn)備。

先進打擊模式是為地圖導(dǎo)航、偵察測繪和對地/海目標(biāo)打擊設(shè)置的。飛行員操作雷達對指定區(qū)域進行搜索，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后進入截獲跟蹤，并制導(dǎo)導(dǎo)彈、炸彈等攻擊固定目標(biāo)或運動目標(biāo)。

隨著當(dāng)前戰(zhàn)斗機更加注重多軍種和多機種協(xié)同作戰(zhàn)，機載雷達也在這方面被賦予更多更強的能力，以支持戰(zhàn)機通過共享戰(zhàn)場信息實現(xiàn)高度協(xié)同。

預(yù)警指揮機搭載的早期預(yù)警雷達與戰(zhàn)斗機、攻擊機、轟炸機所配備多功能火控雷達的組合較為常見。一些預(yù)警機的早期預(yù)警雷達對中型戰(zhàn)斗機的探測距離可達400千米以上，處理目標(biāo)數(shù)量超過2000批次，可以提早發(fā)現(xiàn)敵方來襲飛機。

為實現(xiàn)作戰(zhàn)飛機編隊內(nèi)多機、多機種間的協(xié)同，新一代機載雷達正在發(fā)展“協(xié)同探測”“協(xié)同干擾”和“協(xié)同攻擊”等能力。

未來空中戰(zhàn)場呼喚更善協(xié)同的機載雷達

未來戰(zhàn)場的一大特征是伴隨著強度高而復(fù)雜的電磁對抗。

這種基于體系化架構(gòu)下的博弈，需要功能、性能更加強大和抗電磁攻擊能力更強的機載探測感知系統(tǒng)。

未來機載雷達的發(fā)展將不只是對單個機載雷達性能的追求，而是更加注重雷達與外界平臺的協(xié)同。

與其他電磁傳感器相融合。機載的電磁傳感器除雷達以外，還有電子戰(zhàn)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)鏈和光電探測跟蹤系統(tǒng)等。今后，機載雷達與其融合的方向包括協(xié)同探測、探測信息的融合和物理實體的一體化等。

通過異構(gòu)多傳感器的協(xié)同探測和探測信息的融合，可以增加信息的獲取源，增加信息的維度和可信度，減少輻射信號被截獲的可能，提高抗干擾能力。物理實體的融合可以極大地降低傳感器系統(tǒng)的體積、重量和功耗等，這對于載機平臺來說非常重要。

一些先進的四代機上，已經(jīng)實現(xiàn)了一定程度的電磁傳感器相融合。其主要體現(xiàn)在以下幾個方面：運用先進的射頻電子技術(shù)、總線技術(shù)等，將傳統(tǒng)上各自獨立的雷達、電子戰(zhàn)和通信導(dǎo)航識別等傳感器綜合設(shè)計為一體，構(gòu)成一個多頻譜、多手段、自適應(yīng)的綜合一體化航空電子系統(tǒng)；按區(qū)域、分頻段實現(xiàn)天線共用，減少天線的數(shù)量，既滿足載機隱身要求又降低重量、體積和成本開銷；減少模塊的種類，實現(xiàn)模塊共用，降低維護保障的費用；采用集中統(tǒng)一的核心處理機，有利于信息融合和對備份處理能力的共享。

與分布式目標(biāo)感知網(wǎng)絡(luò)相融合。體系化作戰(zhàn)的主要特征之一，是多平臺分布式目標(biāo)探測、情報獲取和電磁對抗，以及網(wǎng)絡(luò)化的協(xié)同作戰(zhàn)與信息分享。今后機載雷達只有進一步融入分布式目標(biāo)感知網(wǎng)絡(luò)，才能借力多平臺分布式探測的優(yōu)勢，更好地對抗隱身飛機和電磁干擾，還可以降低對單臺雷達綜合性能的要求，適應(yīng)未來有人無人協(xié)同和無人機蜂群作戰(zhàn)等新的作戰(zhàn)樣式。

與載機平臺機體相融合。以雷達功能為核心的機載綜合電磁傳感器，正在通過超薄輕量化來實現(xiàn)與飛機蒙皮的共形。這種設(shè)計可以擴大天線面積、降低雷達散射面積。今后，這種融合將逐步走向“智能蒙皮”；通過機體上分布多天線的布局，實現(xiàn)探測的全頻譜和全角域覆蓋。

與人工智能相融合。人工智能的應(yīng)用是機載電磁傳感器發(fā)展的重大助推力。它有助于大幅提升機載雷達的認(rèn)知探測能力，即能通過對信號環(huán)境和目標(biāo)的認(rèn)知，自適應(yīng)地改變探測或干擾的波形與行為，以降低環(huán)境對信號的干擾。

人工智能機載雷達的下一步發(fā)展與應(yīng)用方向，是在戰(zhàn)場環(huán)境中實現(xiàn)自主學(xué)習(xí)，減少對飛行員干預(yù)的需求，使飛行員能夠把精力放在更需要關(guān)注的地方。（劉傳武、羅釘、張昊）

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